一种生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置及其方法，包括气化炉和燃煤锅炉，气化炉通过可燃气冷却系统与燃煤锅炉连接，所述气化炉连接生物质料仓，生物质料仓通过给料装置连接气化炉，给料装置的端部设有送料风机，气化炉正压输送燃气至燃煤锅炉中。本方案通过炉排速率和多孔配风系统的联动调节，实现气化产炭量、产炭品质、可燃气产量及温度的调节；通过炉排炉气化产生低尘可燃气，节省了高温旋风除尘设备的投入；通过可燃气输送切换风门和可燃气冷却系统，可以利用可燃气显热，实现能量的高效利用；通过正压送风，产生带压可燃气可直接输送至电厂燃煤锅炉炉膛或其他后续工段，节省了后续高温增压风机的设备投入。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置及其方法
本专利技术涉及环保设备领域，特别是一种生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置及其方法。
技术介绍
生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气部分（或者氧气）、水蒸气等的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化炭，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。经过气化后的生物质固相即为生物炭，其重量轻，导热性低，具有极为优秀的保温绝热能力。在冶金和铸造上，使用生物炭覆盖钢水或铁水的表面，能减少钢水或铁水的辐射、对流、传导的热损失，在金属浇铸温度的前提下降低其出炉温度、减少能耗。还可以减少钢材缩孔，对提高钢材的成材率极为有利。气相为可燃气，可作为燃料提供热量或作为CO、H2、CH4混合气进行利用。目前，在环保领域中，生物质气化根据载体不同可以分为固定床、循环流化床和炉排气化。固定床一般最大处理能力1.5t/h左右，大规模量产需要增加设备台套数。固定床对物料、氧化剂、可燃气的流场分布等要求比较稳定，设计要求比较高，调试周期比较长。随着处理能力增加，气化不均匀度增加，炭产品质不均匀也增加。循环流化床气化炉规模适应性较广，但生物质暴露在流场的时间较长，气化过程彻底，流场中的石英砂或替代物与生物质发生长时间碰撞，产生的生物炭颗粒完整度较差，且存在床料与生物炭分离工序，多适用于以可燃气为主体目标的工程环境中。炉排炉气化炉以富氧空气和水蒸汽作为气化介质从气化炉底部送入，生物质燃料、床料在气化炉内流化，实现强烈的传质传热，经历热解和气化过程生成CO、H2、CH4等可燃气。由于生物质在炉排上的运转比较温和，生物质炭颗粒完整度较高，通过工艺条件控制可以制得高品质的活性炭，产生的可燃气粉尘含量较低。生物质气化存在两个难点是：生物质炭品质和可燃气输送。生物质炭品质与含炭量和颗粒完整度有直接关系，其中含炭量可以通过控制多孔配风比例和气化温度控制以满足要求，颗粒完整度与气化炉的结构及工作原理有关。生物质可燃气主要成分有CO、H2、CH4、焦油类物质、粉尘等，其中焦油温度需要维持在400以上，多以气态形式存在，避免焦油冷凝析出以及对管道、阀门堵塞等问题，但对于可燃气长距离输送，燃气温度不宜过高，否则会增加燃气管道直径，一般燃气输送温度多控制在400~500℃温度段内进行。加之粉尘的存在，输送管道磨损和结焦现象问题较为突出，除尘和引风需要采用耐高温设备，设备投资、运行及维护成本较高。专利号为CN111621339A公开了一种生物质负压中温气化炉耦合锅炉燃烧系统及工艺，涉及生物质气化的
，包括热载体仓、生物质物料仓、第一风机、气化炉、旋风分离器、引风机、锅炉、第二风机，热载体仓与气化炉连接，生物质物料仓与气化炉连接，第一风机与气化炉连接，第二风机与气化炉连接，气化炉与旋风分离器连接，旋风分离器与引风机连接，引风机与锅炉连接，锅炉与第二风机连接，且气化炉设有排渣通道，旋风分离器设有排炭通道，锅炉设有排气通道。但是该装置气化过程使用条件为负压，相比正压气化而言，一方面工况体积较大，后续管道、容器类设备尺寸选型较大，同时系统必须配备高温引风机，设备投资较高；另一方面，采用负压气化，系统漏风率要求极为严格，若漏风超标容易导致可燃气爆燃，从而引发安全事故；再者该装置采用循环流化床，生物质碳化产物粉末化，仅适用粉末活性炭和以可燃气为目的的生产。同时需要解决床料和碳粉分离的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种便于提高使用安全，便于灵活调节产炭量、产炭品质和燃气产量，降低设备制造成本，提高调节便利的生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置及其方法。本专利技术的技术方案是：一种生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置，包括气化炉和燃煤锅炉，气化炉通过可燃气冷却系统与燃煤锅炉连接，所述气化炉连接生物质料仓，生物质料仓通过给料装置连接气化炉，给料装置的端部设有送料风机，气化炉正压输送燃气至燃煤锅炉中。本方案的优点在于，能够有效的减少在燃气输送过程中旋风分离器的应用，降低生物质炭和燃气的生产成本，以及设备的制造成本，同时采用正压输送，能够有效的避免气化炉内进入足够的空气引起内燃爆炸的危险，可以根据产品的加工需要，实现对生物质炭产量和燃气产量的调节，进而提高对生物质品质的提升，达到合理的产出比例，能够有效的降低焦油在输送管道中的凝结，避免堵塞管道，同时有效的降低了能源的损失，合理利用，提高了环保。进一步，所述可燃气冷却系统包括燃气输送管和冷却装置，冷却装置安装在燃气输送管道上，冷却装置的前端设有燃气输送切换风门。进一步，所述燃气输送管包括总管和支管，支管安装在总管上，冷却装置设置总管上，支管的进气端设于冷却装置的前端，其出气端设于冷却装置的后端。进一步，所述燃气输送切换风门包括风门Ⅰ和风门Ⅱ，风门Ⅰ和风门Ⅱ分别设于支气管上和冷却装置的前端。进一步，所述气化炉包括气化室和气化装置，气化装置的下端设有多孔配风系统，气化装置的上端设有气化室，气化炉上还设有生物炭出料口，出料口连接生物炭收集装置。进一步，所述气化炉上设有补风装置。进一步，所述多孔配风系统包括送风机和配风装置，送风机通过送风管与配风装置连接，配风装置用于均匀供风。一种生物质炉排气化-燃煤电厂耦合炭电联产装置的方法，包括以下方式：A，可燃气的显热温度低于500℃，打开风门Ⅰ，关闭风门Ⅱ，正压输送可燃气体，同时得到高品质的生物炭；B，可燃气的显热温度高于500℃，关闭风门Ⅰ，开启风门Ⅱ，通过冷却装置将可燃气温度降低至400-500℃之间，将降温后的可燃气体正压输送至燃煤锅炉中，同时得到高品质的生物炭。本专利技术具有如下特点：本方案通过炉排速率和多孔配风系统的联动调节，实现气化产炭量、产炭品质、可燃气产量及温度的调节；通过炉排炉气化产生低尘可燃气，节省了高温旋风除尘设备的投入；通过可燃气输送切换风门和可燃气冷却系统，可以利用可燃气显热，实现能量的高效利用；通过正压送风，产生带压可燃气可直接输送至电厂燃煤锅炉炉膛或其他后续工段，节省了后续高温增压风机的设备投入。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术的详细结构作进一步描述。附图说明图1-为本专利技术实施例一的系统示意图；图2-为本专利技术实施例二的系统示意图；图3-为本专利技术实施例三的系统示意图；1-生物质料仓，2-送料风机，3-给料装置，4-配风装置，5-生物炭收集装置，6-气化装置，7-补风装置，8-气化室，9-风门Ⅰ，10-风门Ⅱ，11-冷却装置，12-燃煤锅炉。具体实施方式如附图所示：一种生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置，包括气化炉和燃煤锅炉12，气化炉通过可燃气冷却系统与燃煤锅炉12连接，气化炉连接生物质料仓1，生物质料仓1通过给料装置3连接气化炉，给料装置3的端部设有送料风机2，送料风机2能够起到送料的作用，同时能够为气化炉提供足够的氧份，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置，包括气化炉和燃煤锅炉，气化炉通过可燃气冷却系统与燃煤锅炉连接，其特征在于：所述气化炉连接生物质料仓，生物质料仓通过给料装置连接气化炉，给料装置的端部设有送料风机，气化炉正压输送燃气至燃煤锅炉中。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置，包括气化炉和燃煤锅炉，气化炉通过可燃气冷却系统与燃煤锅炉连接，其特征在于：所述气化炉连接生物质料仓，生物质料仓通过给料装置连接气化炉，给料装置的端部设有送料风机，气化炉正压输送燃气至燃煤锅炉中。


2.根据权利要求1所述的生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置，其特征在于：所述可燃气冷却系统包括燃气输送管和冷却装置，冷却装置安装在燃气输送管道上，冷却装置的前端设有燃气输送切换风门。


3.根据权利要求2所述的生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置，其特征在于：所述燃气输送管包括总管和支管，支管安装在总管上，冷却装置设置总管上，支管的进气端设于冷却装置的前端，其出气端设于冷却装置的后端。


4.根据权利要求3所述的生物质炉排气化和燃煤电厂耦合炭电联产装置，其特征在于：所述燃气输送切换风门包括风门Ⅰ和风门Ⅱ，风门Ⅰ和风门Ⅱ分别设于支气管上和冷却装置的前端。


5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟朋展，张立民，
申请(专利权)人：武汉高斯生态能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42