煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统及方法，煤粉锅炉内隔开设置有粉料燃烧器和生物质烘焙气燃烧器，方法包括；使用烘焙子系统对生物质原料进行烘焙预处理，烘焙预处理后产生固体烘焙生物质和生物质烘焙气；将固体烘焙生物质送入研磨制粉子系统研磨处理为烘焙生物质粉状燃料；提供煤粉，利用送风子系统向烘焙生物质粉状燃料及煤粉中通入一次风，一次风携带煤粉和烘焙生物质粉状燃料进入粉料燃烧器后在炉膛中燃烧；并将生物质烘焙气直接通入生物质烘焙气燃烧器后在炉膛中与煤粉耦合燃烧，实现氮氧化物的双重减排。本发明专利技术解决了生物质原料制粉困难的问题，两种烘焙产物分别与煤粉耦合燃烧，实现氮氧化物的双重减排。减排。减排。

【技术实现步骤摘要】
煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统及方法


[0001]本专利技术涉及发电领域，具体为一种煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统及方法。

技术介绍

[0002]燃煤锅炉作为碳排放的重要来源，亟需创新技术尽快实现碳减排。同时，随着环保标准要求的日益提高，燃煤锅炉的污染物排放仍需进一步降低。
[0003]生物质是一种“零碳排放”的可再生能源，是化石燃料的潜在替代能源之一。但生物质燃烧过程中存在效率低、成本高、碱金属导致的结渣严重等问题。在各种生物质能利用技术中，生物质混烧被认为是最有产业化推广潜力的途径，并在欧美等很多国家已经有成功运行的案例。在已有的大规模化石燃料燃烧装置中，通过掺混一定比例的生物质燃料实现生物质燃烧利用，可以在不增加过多投资、不影响已有工艺参数的基础上，立竿见影地降低煤炭等化石燃料的消耗、直接降低碳排放量，还能有效降低锅炉燃烧污染物排放。
[0004]我国现有发电机组大多为煤粉炉，具有效率高、运行稳定、发电量大等优势。将生物质与煤耦合燃烧技术应用在煤粉炉上，无论是新建电厂还是改造电厂，都可以快速实现超低污染物排放、低碳排放的大规模发电。
[0005]如果将未经处理的生物质原料与煤直接混合研磨制粉，则生物质掺混比例需控制在极低范围内，因此目前国内生物质与煤直接耦合燃烧发电应用较少。若要实现煤粉锅炉的生物质与煤直接耦合燃烧，需将生物质原料制成与煤粉粒径相同的粉状燃料。但生物质原料相比于煤含水量高、质地软，可磨性指数低，而现有制粉技术对原料的可磨性要求较高；同时，生物质原料来源广泛，生物质种类、粒径存在差异，生物质原料的可磨性也会随着季节、地域、气候等变化，将不同可磨性的生物质统一进行破碎制粉的难度大、成本高。因此，生物质原料的给料困难成为了限制煤粉锅炉生物质与煤直接耦合燃烧的突出问题。目前解决该问题的现有技术主要是采用生物质与煤间接耦合的方式，如使用生物质气化气与煤耦合燃烧，但这种方法存在气化效率低、设备成本高等问题。
[0006]总之，目前尚不存在将不同种类、粒径的生物质通过程序化处理即可与煤直接耦合燃烧同时降低煤粉炉污染物排放的技术手段。

技术实现思路

[0007]针对以上问题，本专利技术提供了一种煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统及方法，通过烘焙处理将生物质原料处理为能够使用现有研磨制粉技术进行研磨制粉的烘焙生物质并产生含有可燃性成分的生物质烘焙气，将烘焙生物质与生物质烘焙气在煤粉锅炉的不同部位与煤粉耦合燃烧从而解决生物质原料给料问题并实现煤粉锅炉内氮氧化物的减排。
[0008]本专利技术提供一种煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统，包括通过管道连通的烘焙子系统、研磨制粉子系统及煤粉锅炉，其中：煤粉锅炉包括隔开设置的粉料燃烧器和生物质烘焙气燃烧器；烘焙子系统用于将生物质原料进行烘焙处理，烘焙处理后产生固体烘焙生物质和生物质烘焙气；研磨制粉子系统用于将固体烘焙生物质研磨加工为烘焙生物质粉状
燃料及将原煤研磨加工为煤粉；系统还包括送风子系统，送风子系统提供一次风，一次风携带煤粉和烘焙生物质粉状燃料进入粉料燃烧器后在煤粉锅炉的炉膛中燃烧；且烘焙子系统出口的生物质烘焙气直接进入煤粉锅炉内的生物质烘焙气燃烧器后在炉膛中燃烧，实现氮氧化物的双重减排。
[0009]根据该技术方案，生物质原料首先经过烘焙处理，产生的烘焙生物质可磨性相对于生物质原料大大提高，并达到能够使用现有磨煤技术进行研磨制粉的要求，解决了生物质原料制粉困难、给料困难的问题，降低了生物质燃料使用的成本；一次风携带煤粉和烘焙生物质粉状燃料进入粉料燃烧器后在煤粉锅炉的炉膛中燃烧，由于烘焙生物质挥发分含量较高，燃烧过程中形成大量还原性气体，还原性气体对来自煤粉锅炉底部的氮氧化物进行还原；生物质原料经烘焙产生的副产物生物质烘焙气含有一定浓度的可燃性气体，将生物质烘焙气通入煤粉锅炉的特定区域，可以降低燃煤锅炉的氮氧化物排放；通过将烘焙处理后的产物烘焙生物质和副产物生物质烘焙气均加以利用，分别通入煤粉锅炉的特定区域，可充分利用生物质原料的热量，并实现氮氧化物的双重减排。
[0010]本专利技术的可选技术方案中，煤粉锅炉设置有一次风口，粉料燃烧器对应一次风口设置，生物质烘焙气燃烧器设于锅炉的一次风口以上部位。
[0011]本专利技术的可选技术方案中，研磨制粉子系统包括原煤制粉机、烘焙生物质制粉机，粉料燃烧器包括烘焙生物质粉状燃料燃烧器、煤粉燃烧器，烘焙生物质制粉机制取的烘焙生物质粉状燃料通过烘焙生物质粉状燃料燃烧器进入炉膛燃烧，煤粉通过煤粉燃烧器进入炉膛燃烧；或者不设置单独的烘焙生物质粉状燃料燃烧器，粉料燃烧器为混合粉料燃烧器，烘焙生物质制粉机制取的烘焙生物质粉状燃料和煤粉混合后，通过混合粉料燃烧器进入炉膛燃烧；或者研磨制粉子系统采用混合粉料制粉机，粉料燃烧器为混合粉料燃烧器，固体烘焙生物质和原煤混合后进入混合粉料制粉机制取烘焙生物质粉状燃料和煤粉的混合粉料，混合粉料通过混合粉料燃烧器进入炉膛燃烧。
[0012]本专利技术另提供一种煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的方法，煤粉锅炉内隔开设置有粉料燃烧器和生物质烘焙气燃烧器，方法包括以下步骤：
[0013]使用烘焙子系统对生物质原料进行烘焙预处理，烘焙预处理后产生固体烘焙生物质和生物质烘焙气；
[0014]将固体烘焙生物质送入研磨制粉子系统研磨处理为烘焙生物质粉状燃料；
[0015]提供煤粉，利用送风子系统向烘焙生物质粉状燃料及煤粉中通入一次风，一次风携带煤粉和烘焙生物质粉状燃料进入粉料燃烧器后在煤粉锅炉的炉膛中燃烧；并将烘焙子系统出口的生物质烘焙气直接通入生物质烘焙气燃烧器后在炉膛中与煤粉耦合燃烧，实现氮氧化物的双重减排。
[0016]本专利技术的可选技术方案中，固体烘焙生物质的可磨性达到能够使用现有研磨制粉技术的要求，生物质烘焙气中含有可燃性气体。
[0017]根据该技术方案，生物质原料经烘焙处理后，产生的烘焙生物质物理和化学性质发生变化，可磨性增加，经研磨制粉后可以直接与煤粉混燃，解决了生物质原料制粉困难、给料困难的问题，降低了生物质燃料使用的成本，且混燃降低了锅炉的NO排放；同时，生物质烘焙气中可燃性气体的耦合燃烧降低了锅炉的NO排放。
[0018]本专利技术的可选技术方案中，烘焙生物质粉状燃料和煤粉为分别研磨成粉，粉料燃
烧器包括烘焙生物质粉状燃料燃烧器和煤粉燃烧器，烘焙生物质粉状燃料送入烘焙生物质粉状燃料燃烧器并进入炉膛燃烧，煤粉送入煤粉燃烧器并进入炉膛燃烧；或者不设置单独的烘焙生物质粉状燃料燃烧器，粉料燃烧器为混合粉料燃烧器，烘焙生物质制粉机制取的烘焙生物质粉状燃料和煤粉混合后通过混合粉料燃烧器进入炉膛燃烧；或者固体烘焙生物质和原煤混合后研磨成烘焙生物质粉状燃料和煤粉的混合粉料，混合粉料通过混合粉料燃烧器送入炉膛燃烧。
[0019]根据该技术方案，可以根据生物质可磨性指数在运行过程中的稳定性情况或与煤可磨性指数相差情况，选择混合研磨或分开研磨，如烘焙温度、生物质原料种类、粒径等影响可磨性的因素波动较小、生物质烘焙温度较高或生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统，包括供应煤粉的煤粉供给装置，其特征在于，还包括通过管道连通的烘焙子系统、研磨制粉子系统及煤粉锅炉，其中：所述煤粉锅炉包括隔开设置的粉料燃烧器和生物质烘焙气燃烧器；所述烘焙子系统用于将生物质原料进行烘焙处理，烘焙处理后产生固体烘焙生物质和生物质烘焙气；所述研磨制粉子系统用于将所述固体烘焙生物质研磨加工为烘焙生物质粉状燃料及将原煤研磨加工为煤粉；所述系统还包括送风子系统，所述送风子系统提供一次风，所述一次风携带所述煤粉和所述烘焙生物质粉状燃料进入所述粉料燃烧器后在所述煤粉锅炉的炉膛中燃烧；且所述烘焙子系统出口的所述生物质烘焙气直接进入所述煤粉锅炉内的生物质烘焙气燃烧器后在所述炉膛中燃烧，实现氮氧化物的双重减排。2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统，其特征在于，所述煤粉锅炉设置有一次风口，所述粉料燃烧器对应所述一次风口设置，所述生物质烘焙气燃烧器设于锅炉的一次风口以上部位。3.根据权利要求1所述的煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统，其特征在于，所述研磨制粉子系统包括原煤制粉机、烘焙生物质制粉机，所述粉料燃烧器包括烘焙生物质粉状燃料燃烧器、煤粉燃烧器，所述烘焙生物质制粉机制取的所述烘焙生物质粉状燃料通过所述烘焙生物质粉状燃料燃烧器进入所述炉膛燃烧，所述煤粉通过所述煤粉燃烧器进入所述炉膛燃烧；或者不设置单独的烘焙生物质粉状燃料燃烧器，粉料燃烧器为混合粉料燃烧器，烘焙生物质制粉机制取的烘焙生物质粉状燃料和煤粉混合后，通过混合粉料燃烧器进入炉膛燃烧；或者所述研磨制粉子系统采用混合粉料制粉机，所述粉料燃烧器为混合粉料燃烧器，所述固体烘焙生物质和原煤混合后进入所述混合粉料制粉机制取烘焙生物质粉状燃料和煤粉的混合粉料，所述混合粉料通过所述混合粉料燃烧器进入所述炉膛燃烧。4.一种煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的方法，其特征在于，煤粉锅炉内隔开设置有粉料燃烧器和生物质烘焙气燃烧器，方法包括以下步骤：使...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆仲泱，王霄焕，余春江，杨旭东，王勤辉，方梦祥，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：