一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化系统和方法技术方案

本发明专利技术属于温室气体二氧化碳减排及资源化转化技术领域，尤其涉及一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化系统和方法，包括电站锅炉烟气处理系统、电站锅炉蒸汽发电系统、生物质气化系统、燃气处理系统、残炭收集储存系统。本发明专利技术充分结合生物质气化技术，利用电站锅炉烟气中二氧化碳作为还原性气体，有效将电站锅炉烟气中二氧化碳气体转化为其他高附加值的产物，采用了电站锅炉烟气处理系统中的第一换热器与电站锅炉蒸汽发电系统中的第二换热器，将电站锅炉废热回收循环再利用，降低系统的能耗，固体生物质废料作为原材料被加以利用，解决了固体生物质废料对环境产生的危害，同时，生物质气化产气作为高附加值的可燃气体，可作为燃料被高效利用。高效利用。高效利用。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化系统和方法


[0001]本专利技术涉及温室气体二氧化碳减排及资源化转化
，具体为一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化系统和方法。

技术介绍

[0002]近年来,随着工业的快速发展,越来越多的化石燃料的燃烧,以及绿色植被的减少,导致大气中二氧化碳含量逐年增加。
[0003]随着人们对资源短缺、温室效应问题的重视,作为废气排放的二氧化碳，其回收、固定、利用及再生资源化问题引起世界各国特别是工业发达国家的普遍关注，有关二氧化碳的应用及研究也不断深入。目前二氧化碳在食品、化学合成、机械、农业、商业、运输、石油开采、国防、消防等众多领域中均有广泛的应用。烟气中二氧化碳的资源化研究成为目前的热点问题。
[0004]二氧化碳是一种主要温室气体，也是资源丰富的可再生碳一资源。利用化学转化方法不仅可以固定二氧化碳，还可获得高附加值能源产品。
[0005]生物质气化技术指利用还原性气体作为气化剂，在高温条件下将生物质燃料中的部分物质转化氢气、一氧化碳、甲烷和其他碳氢化合物等可燃气体的混合气。生物质气化技术对于处理大量的农作物固体废物，减少生物质固体废物对环境的危害等方面发挥重要作用。
[0006]二氧化碳资源化转化即将二氧化碳作为碳一资源转化为具有高附加值的能源产品，现阶段二氧化碳资源化转化的方式主要有生物转化法、电化学还原法、光催化还原法及催化氢化法等。
[0007]本专利技术旨在结合生物质气化技术，利用电站锅炉烟气中二氧化碳作为还原性气体，将电站锅炉烟气中二氧化碳气体转化为其他高附加值的产物，解决固体生物质废料对环境产生的危害。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化系统和方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化系统，包括电站锅炉烟气处理系统、电站锅炉蒸汽发电系统、生物质气化系统、燃气处理系统和残炭收集储存系统。
[0010]所述电站锅炉烟气处理系统包括电站锅炉、第一换热器、SCR脱硝系统、布袋除尘系统、静电除尘系统、FGD脱硫系统。
[0011]所述电站锅炉蒸汽发电系统包括蒸汽轮机发电系统、冷凝塔换热系统、第二换热器。
[0012]所述生物质气化系统包括生物质输送机、生物质烘干系统、破碎机、粉碎机、生物
质气化装置。
[0013]所述燃气处理系统包括燃气分离系统、燃气除尘系统、燃气压缩系统、燃气储存系统。
[0014]所述残炭收集储存系统包括残炭收集系统、残炭压缩系统、残炭储存系统。
[0015]所述电站锅炉烟气处理系统内锅炉烟气从锅炉尾部烟道进入第一换热器，在第一换热器内对烟气中含有的热量进行提取，经过第一换热器后的烟气进入SCR脱硝系统，在SCR脱硝系统内实现锅炉烟气脱硝处理，经过脱硝处理后的锅炉烟气中含有较低的氮氧化物，然后依次进入布袋除尘系统和静电除尘系统中，除去锅炉烟气中的飞灰，经过除尘系统后锅炉烟气中含有较低的飞灰，经过除尘后的锅炉烟气进入FGD脱硫系统，在FGD脱硫系统内实现锅炉烟气脱硫处理，经过脱硫处理后的锅炉烟气含有较低的硫化物。经过电站锅炉烟气处理系统后的锅炉烟气中氮氧化物、灰尘、硫化物含量较低，成为净化低温烟气，净化低温烟气作为生物质气化剂进入生物质气化装置。
[0016]所述SCR脱硝系统向催化剂上游的烟气中注入氨或其他合适的还原剂，并利用催化剂将烟气中的氮氧化物转化为N2和H2O，在系统运行过程中，氨首先蒸发，然后与稀释空气或烟气混合，然后通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中，SCR脱硝系统主要包括反应堆系统、烟气系统、还原剂储存、制备和填充系统、吹灰系统，液氮，氨和尿素通常用作SCR脱硝的还原剂，该系统由氨供应系统、氨/空气喷射系统、催化反应系统和控制系统组成。
[0017]所述FGD脱硫系统采用浆液循环、塔内强制氧化方式的石灰石
‑
石膏湿法烟气脱硫工艺，吸收剂采用325目95％通过的石灰石浆液，副产物为石膏，即二水硫酸钙，石膏浆液先采用一级水力旋流器进行初脱水，然后采用真空皮带脱水机脱水至含水量小于10％，再采用气流干燥设备将石膏烘干至含水量小于4％，在MBCR工况条件下，全烟气脱硫效率不低于95％，其主要工艺流程为原烟气经增压风机升压，通过吸收塔烟气入口进入吸收塔，进入吸收塔的烟气向上流动并与逆向喷淋下降的循环浆液的小液滴相遇，在喷淋区烟气与碱性石灰石浆液得到充分的接触反应，脱除烟气中的二氧化硫后，经除雾器除去烟气中的雾滴，再经由烟囱排出，石灰石浆液由设置在吸收塔内喷淋母管上的多个喷嘴喷出，与烟气接触发生中和反应脱除烟气中的二氧化硫后，流入吸收塔浆池内，吸收浆液中的HSO3‑
，被鼓入浆池中的空气强制氧化成HSO4‑
，最终反应生成二水硫酸钙(CaSO4·
2H2O)浆液即石膏浆液。
[0018]所述电站锅炉蒸汽发电系统内由锅炉燃料燃烧产生的燃烧热对锅炉给水进行加热，燃料含有的热量转换到锅炉给水中产生高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机发电系统推动发电机进行发电，蒸汽轮机发电后的蒸汽进入冷凝塔，然后进入第二换热器，在第二换热器中对低温蒸汽进行冷却换热，提取低温蒸汽中所蕴含的热量，形成高温热源。提取出的高温热源中部分热量进入生物质气化系统的生物质烘干系统内对生物质进行脱水处理，大部分热量进入生物质气化系统内的生物质气化装置，提供生物质气化过程中所需的热源。
[0019]所述生物质气化系统内，固体生物质废料由生物质输送机运载进入生物质烘干系统，在烘干系统内，固体生物质废料进行烘干脱水处理，去除固体生物质废料中含有的水分，便于破碎机进行破碎处理，经过破碎机处理后的固体生物质废料进入粉碎机进行粉碎，经过粉碎机粉碎后的固体生物质废料变为颗粒更小的生物质粉末状颗粒，粒径小的生物质粉末更有利于固体生物质原料在生物质气化装置内进行热解和气化。
[0020]所述燃气处理系统即对生物质气化产生的气体进行处理，生物质气化产气依次经过燃气分离系统、燃气除尘系统、燃气压缩系统和燃气储存系统，在燃气分离系统中，可燃气体通过燃气分离系统除去燃气中含有的水分，提高燃气的干燥度，然后进入燃气除尘系统中去除燃气中含有的灰尘，再进入燃气压缩系统中对燃气进行压缩处理，经过压缩后的燃气进入燃气储存装置内进行储存，便于后续对燃气的开发利用。
[0021]所述残炭收集储存系统即对生物质气化后产生的固体残炭进行处理，生物质气化后产生的残炭首先进入残炭收集系统，收集后的生物质残炭进入残炭压缩系统进行压缩处理，最后经过压缩处理的生物质残炭进入残炭储存装置进行储存，有利于后续对残炭资源利用的深度挖掘。
[0022]一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，具体包括以下步骤：
[0023]步骤1)生物质气化装置以固体生物质废料为原材料，固体生物质废料依托生物质输送机进入生物质烘干系统，在烘干系统内，固体生物质废料进行烘干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化系统，其特征在于：包括电站锅炉烟气处理系统、电站锅炉蒸汽发电系统、生物质气化系统、燃气处理系统和残炭收集储存系统；所述电站锅炉烟气处理系统包括电站锅炉(1)、第一换热器(2)、SCR脱硝系统(3)、布袋除尘系统(4)、静电除尘系统(5)和FGD脱硫系统(6)，所述电站锅炉烟气处理系统内锅炉烟气从电站锅炉(1)尾部烟道进入第一换热器(2)，在第一换热器(2)内对烟气中含有的热量进行提取，经过第一换热器(2)后的烟气进入SCR脱硝系统(3)，在SCR脱硝系统(3)内实现锅炉烟气脱硝处理，经过脱硝处理后的锅炉烟气中含有较低的氮氧化物，然后依次进入布袋除尘系统(4)和静电除尘系统(5)中，除去锅炉烟气中的飞灰，经过除尘系统后锅炉烟气中含有较低的飞灰，经过除尘后的锅炉烟气进入FGD脱硫系统(6)，在FGD脱硫系统(6)内实现锅炉烟气脱硫处理，经过脱硫处理后的锅炉烟气含有较低的硫化物，经过电站锅炉烟气处理系统后的锅炉烟气中氮氧化物、灰尘、硫化物含量较低，成为净化低温烟气，净化低温烟气作为生物质气化剂进入生物质气化装置(14)；所述电站锅炉蒸汽发电系统包括蒸汽轮机发电系统(7)、冷凝塔换热系统(8)和第二换热器(9)，所述电站锅炉蒸汽发电系统内由锅炉燃料燃烧产生的燃烧热对锅炉给水进行加热，燃料含有的热量转换到锅炉给水中产生高温高压的蒸汽，高温高压的蒸汽进入蒸汽轮机发电系统(7)推动发电机进行发电，蒸汽轮机发电后的蒸汽进入冷凝塔换热系统(8)，然后进入第二换热器(9)，在第二换热器(9)中对低温蒸汽进行冷却换热，提取低温蒸汽中所蕴含的热量，形成高温热源，提取出的高温热源中部分热量进入生物质气化系统的生物质烘干系统(11)内对生物质进行加热烘干，大部分热量进入生物质气化系统内的生物质气化装置(14)，提供生物质气化过程中所需的热源；所述生物质气化系统包括生物质输送机(10)、生物质烘干系统(11)、破碎机(12)、粉碎机(13)和生物质气化装置(14)，所述生物质气化系统内，固体生物质废料由生物质输送机(10)运载进入生物质烘干系统(11)，在烘干系统内，固体生物质废料进行烘干脱水处理，去除固体生物质废料中含有的水分，便于破碎机(12)进行破碎处理，经过破碎机(12)处理后的固体生物质废料进入粉碎机(13)进行粉碎，经过粉碎机(13)粉碎后的固体生物质废料变为颗粒更小的生物质粉末状颗粒，粒径小的生物质粉末更有利于固体生物质原料在生物质气化装置(14)内进行热解和气化；所述燃气处理系统包括燃气分离系统(18)、燃气除尘系统(19)、燃气压缩系统(20)和燃气储存系统(21)，所述燃气处理系统即对生物质气化产生的气体进行处理，生物质气化产气依次经过燃气分离系统(18)、燃气除尘系统(19)、燃气压缩系统(20)和燃气储存系统(21)，在燃气分离系统(18)中，可燃气体通过燃气分离系统(18)除去燃气中含有的水分，提高燃气的干燥度，然后进入燃气除尘系统(19)中去除燃气中含有的灰尘，再进入燃气压缩系统(20)中对燃气进行压缩处理，经过压缩后的燃气进入燃气储存装置(21)内进行储存，便于后续对燃气的开发利用；所述残炭收集储存系统包括残炭收集系统(15)、残炭压缩系统(16)和残炭储存系统(17)，所述残炭收集储存系统即对生物质气化后产生的固体残炭进行处理，生物质气化后产生的残炭先进入残炭收集系统(15)，收集后的生物质残炭进入残炭压缩系统(16)进行压缩处理，最后经过压缩处理的生物质残炭进入残炭储存系统(17)进行储存，有利于后续对残炭资源利用的深度挖掘。
2.一种锅炉烟气二氧化碳资源化转化方法，其特征在于，具体步骤如下：S1、生物质气化装置(14)以固体生物质废料为原材料，固体生物质废料依托生物质输送机(10)进入生物质烘干系统(11)，在烘干系统内，固体生物质废料进行烘干脱水处理，经过脱水处理的固体生物质废料进入破碎机(12)进行破碎处理，成为粒径较小的生物质颗粒，经过破碎机(12)处理后的固体生物质颗粒进入粉碎机(13)进行粉碎，粉碎后的固体生物质废料比表面积增大，成为更有利于生物质气化的生物质粉末状颗粒；S2、粉碎后的固体生物质废料进入生物质气化装置(14)进行热解气化，产气进入下一级燃气处理系统，气化后的残炭进入残炭收集储存系统；S3、电站锅炉出口烟气由电站锅炉(1)尾部烟道进入第一换热器(...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯炳炎，梅宁，张岩，孙永超，赵健，袁瀚，李艳，刘泽国，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：