绝热燃烧高含水低热值燃料的方法、锅炉系统及运行方法技术方案

一种绝热燃烧高含水低热值燃料的方法、锅炉系统及运行方法，其中该绝热燃烧方法包括：将高含水低热值燃料与热电锅炉燃料绝热共烧，产生的共烧烟气送入电厂锅炉或其烟道，借助大型锅炉系统而高效利用共烧烟气所带热量，并使烟气简单达到国家排放要求。本发明专利技术不需要对高含水低热值燃料干化，消除了干化过程中造成的恶臭排放、高能耗等问题，具有流程短、能效高、处理彻底、污染低的优点，可广泛应用于各种污泥、油泥、可燃性工业废渣、生活废物及垃圾、油田释放气、含水含焦油热解气等可燃物及废物，获得显著的社会、环境和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
绝热燃烧高含水低热值燃料的方法、锅炉系统及运行方法
本专利技术涉及高含水低热值燃料的处理工艺，具体地涉及一种绝热燃烧高含水低热值燃料的方法、热电锅炉系统及其运行方法。
技术介绍
随着经济的迅猛发展、城市人口的不断增加，高含水低热值燃料如污泥、油泥、可燃性工业废渣、生活废物及垃圾、油田释放气、含水含焦油热解气等的排放量日益增多。通常，高含水低热值燃料含水量越高，热值越低，只有到含水率降到50％以下时才适合燃烧。高含水低热值燃料在处理过程中产生的废弃物，产生量巨大，数量约占处理水量的0.3％～0.5％(以含水率为97％计)，如果进行深度处理，废弃物量还可能会增加0.5～1.0倍。伴随着国民经济高速的发展和城市化步伐的不断加快，我国高含水低热值废弃物的处理量越来越大，产生量也越来越多。生产生活产生的高含水低热值废物的成分十分复杂，其中含有大量的微生物、有机物质及丰富的氮、磷、钾等营养物质，同时，具有含水量高、易腐烂、有恶臭等特点，对环境构成了较大的威胁，如不妥善处理将会造成严重的二次污染。这不但会降低处理系统的有效处理能力，还会对生态环境构成直接的威胁。生产生活产生的高含水低热值的废弃物处理一般采用先干化、后处理的方式，不管是干化颗粒化后与发电锅炉燃料混烧，还是干化后气化耦合发电锅炉，这都不可避免地增加了处理工艺的复杂性，而且具有能耗高、流程长、额外设备多、占地面积大、投资成本高等问题；此外，干化后的废弃物在堆放及输送过程中会有臭气散发，且输送系统的密封性能较差，容易引起臭气在厂区及附近区域扩散，导致工作环境恶劣，严重影响电厂处理高含水低热值燃料的积极性。因此，本专利技术提出一种高含水低热值燃料绝热燃烧耦合热电锅炉的方法与工艺，在处理高含水低热值燃料的同时，不仅提高了能量效率，还简化了工艺流程，节约了经济成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种绝热燃烧高含水低热值燃料的方法、热电锅炉系统及其运行方法，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种绝热燃烧高含水低热值燃料的热电锅炉系统，其特征在于，包括：绝热燃烧炉，用于将所述高含水低热值燃料进行绝热燃烧；热电锅炉单元，用于将所述绝热燃烧炉绝热燃烧后产生的烟气供入其燃烧炉中进一步燃烧处理。作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种绝热燃烧高含水低热值燃料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将高含水低热值燃料直接与热电锅炉燃料绝热共烧，将绝热共烧产生的烟气供入热电锅炉单元中，进行热量的高效回收利用和烟气的深度净化排放；其中，所述高含水低热值燃料进行绝热共烧之前及当时均不进行干化处理。作为本专利技术的再一个方面，还提供了一种如上所述的绝热燃烧高含水低热值燃料的热电锅炉系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：将高含水低热值燃料送入绝热燃烧炉中进行绝热燃烧；将所述绝热燃烧炉产生的烟气供入热电锅炉单元中，进行热量的高效回收利用和烟气的深度净化排放。基于上述技术方案可知，本专利技术的绝热燃烧方案相对于现有技术具有如下优点：(1)本专利技术的绝热燃烧方法与工艺，在处理高含水低热值燃料的同时，不仅提高了能量效率，还简化了工艺流程，节约了经济成本；(2)按照本工艺方法处理高含水低热值的废弃物完全避免了其干化过程中导致的高能耗、气味污染、废水污染等系列问题，而且流程短、技术成熟、综合投资大大降低，运行灵活性和稳定性可同时得到保障，且运行成本低；(3)高含水低热值燃料直接燃烧形成的高蒸汽烟气环境显著抑制了NOx生成，且通过烟气进入燃烧锅炉形成烟气的循环，可明显降低锅炉的NOx总体排放；(4)通过直接燃烧高含水低热值燃料进而耦合发电锅炉，使高含水低热值燃料水分的蒸发成为耦合发电过程的内部工段，获得高效率，并克服热电锅炉燃料、高含水低热值燃料直接掺混进入大型锅炉可能导致的系列问题，与高含水低热值燃料热解/气化耦合发电锅炉方法相比也明显更加简单、清洁，从而推动高含水低热值燃料的清洁高效处置和利用；(5)本专利技术的技术方法创新明显，为高含水低热值燃料处置的高效、简便、清洁的最新技术，具有极强的成本、环保、投资竞争力，推广应用前景广阔。附图说明图1是本专利技术实施例1的绝热燃烧热电锅炉系统的框架结构示意图；图2是本专利技术实施例2的绝热燃烧热电锅炉系统的框架结构示意图；图3是本专利技术实施例3的绝热燃烧热电锅炉系统的框架结构示意图；图4是本专利技术实施例4的绝热燃烧热电锅炉系统的框架结构示意图；图5是本专利技术实施例5的绝热燃烧热电锅炉系统的框架结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术中所称的“高含水低热值燃料”是指含水率高于50％、发热热值小于6.28MJ/m3的燃料。在现有技术中，这种燃料由于含水率太高而无法直接燃烧，通常需要干化之后才能处理，本专利技术提出了一种绝热燃烧高含水低热值燃料的热电锅炉系统及其运行方法，不需要对高含水低热值燃料干化，消除了干化过程中造成的恶臭排放、高能耗等问题，具有流程短、能效高、处理彻底、污染低的优点，可广泛应用于各种污泥、油泥、可燃性工业废渣、生活废物及垃圾、油田释放气、含水含焦油热解气等可燃物及废物，获得显著的社会、环境和经济效益。具体地，本专利技术提出了一种绝热燃烧高含水低热值燃料的热电锅炉系统，包括：绝热燃烧炉，用于将高含水低热值燃料进行绝热燃烧；热电锅炉单元，其中该绝热燃烧炉绝热燃烧后产生的烟气供入该热电锅炉单元的燃烧炉中，和/或，烟气换热系统中，和/或，烟气分离及净化系统中。其中，该高含水低热值燃料包括但不限于各种膏状、泥状、高湿颗粒状等的可燃物，以及高湿、高污染、高毒性等低热值可燃性气体，如污泥、油泥、可燃性工业废渣、生活废物及垃圾、油田释放气、含水含焦油热解气等。其中，该热电锅炉单元包括但不限于各种以煤、燃气、生物质、煤矸石、油页岩、有机废物等的一种或多种为燃料的发电及产热锅炉。其中，该绝热燃烧炉中还通入热电锅炉燃料与该高含水低热值燃料一起绝热共烧。其中，绝热共烧过程中，热电锅炉燃料添加量根据实现燃料完全燃烧的绝热共烧温度的控制而变化，热电锅炉燃料最低添加量可为零。其中，该高含水低热值燃料直接与热电锅炉燃料绝热共烧的过程中，根据高含水低热值燃料的物理性状一般采用但不限于各种流态化燃烧方式。其中，该绝热燃烧炉中绝热燃烧的温度例如为700-1200℃。其中，该绝热燃烧炉产生的烟气在供入热电锅炉单元之前，可实施除尘、换热降温等处理。其中，在该绝热燃烧炉与热电锅炉单元之间，还可以设置气固分离设备，用于对该绝热燃烧炉产生的烟气进行分离处理，调控进入热电锅炉的共烧烟气含尘量。其中，在该绝热燃烧炉与热电锅炉单元之间，还可以设置空气预热设备，用于对绝热燃烧所需的空气预热，回收烟气的热量，提高了能量效率。其中，该热电锅炉系统中还可以包括管道输送、流通控制、除尘回收等设备。其中，在该绝热燃烧炉与热电锅炉单元之间，还可以设置废热锅炉换热器，调控进入热电锅炉的共烧烟气温度。本专利技术还提出了一种绝热燃烧高含水低热值燃料的热电锅炉系统的运行方法，包括以下步骤：将高含水低热值燃料输入绝热燃烧炉中绝热燃烧；将该绝热燃烧炉产生的烟气供入热电锅炉单元，进行热量的高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝热燃烧高含水低热值燃料的热电锅炉系统，其特征在于，包括：绝热燃烧炉，用于将所述高含水低热值燃料进行绝热燃烧；热电锅炉单元，用于将所述绝热燃烧炉绝热燃烧后产生的烟气供入其燃烧炉中进一步燃烧处理。

【技术特征摘要】
2018.04.10 CN 201810323590X1.一种绝热燃烧高含水低热值燃料的热电锅炉系统，其特征在于，包括：绝热燃烧炉，用于将所述高含水低热值燃料进行绝热燃烧；热电锅炉单元，用于将所述绝热燃烧炉绝热燃烧后产生的烟气供入其燃烧炉中进一步燃烧处理。2.如权利要求1所述的热电锅炉系统，其特征在于，所述高含水低热值燃料包括膏状、泥状、高湿颗粒状可燃物，以及高湿、高污染、高毒性的低热值可燃性气体；作为优选，所述高含水低热值燃料包括污泥、油泥、可燃性工业废渣、生活废物及垃圾、油田释放气和/或含水含焦油热解气；作为优选，所述热电锅炉单元包括以煤、燃气、生物质、煤矸石、油页岩、有机废物中的一种或多种为燃料的发电和产热锅炉。3.如权利要求1所述的热电锅炉系统，其特征在于，所述绝热燃烧炉中还通入热电锅炉燃料与所述高含水低热值燃料一起绝热共烧；作为优选，所述绝热共烧过程中，热电锅炉燃料的添加量根据实现燃料完全燃烧的绝热共烧温度的控制而变化；作为优选，所述高含水低热值燃料与热电锅炉燃料绝热共烧的过程中，采用流态化燃烧方式；作为优选，所述绝热燃烧炉中绝热燃烧的温度为700～1200℃。4.如权利要求1所述的热电锅炉系统，其特征在于，所述绝热燃烧炉产生的烟气在供入所述热电锅炉单元之前，还实施除尘和/或换热降温处理；作为优选，在所述绝热燃烧炉与热电锅炉单元之间，还设置有气固分离设备，用于对所述绝热燃烧炉产生的烟气进行气固分离处理，调控进入热电锅炉的共烧烟气含尘量；作为优选，在所述绝热燃烧炉与热电锅炉单元之间，还设置有空气预热设备，用于对所述绝热燃烧所需的空气进行预热处理；作为优选，所述热电锅炉系统中还包括有管道输送、流通控制和/或除尘回收设备。5.如权利要求4所述的热电锅炉系统，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许光文，陈滨，张德明，韩振南，巩家富，余剑，季永华，向德才，曾玺，刘雪景，赵兵，朱庆凯，王洋，程继光，秦国兴，安萍，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，张家港沙洲电力有限公司，张家港德海锅炉有限公司，张家港玖顺能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21