燃料处理设备及燃料应用系统技术方案

本发明专利技术涉及一种燃料处理设备，包括：预热装置，燃料颗粒适于在预热装置内被流态化处理以形成固体燃料和气体燃料；和储存装置，包括固体燃料入口和第一固体燃料出口，适于从预热装置的固体燃料出口接收和存储至少一部分固体燃料。本发明专利技术还涉及一种燃料应用系统，包括上述的燃料处理设备；以及反应设备，所述反应设备包括反应空间，所述固体燃料和/或气体燃料适于通入到所述反应空间。料适于通入到所述反应空间。料适于通入到所述反应空间。

【技术实现步骤摘要】
燃料处理设备及燃料应用系统


[0001]本专利技术的实施例涉及燃料处理领域，尤其涉及一种燃料处理设备以及一种燃料应用系统。

技术介绍

[0002]对于煤、生物质等燃料，已知采用了预处理或预热的方式。常见的预热装置可以是包括提升管、分离器和返料器的循环流化床，还可以是流化床或鼓泡床。
[0003]对于预热装置的热负荷，一般通过调整通入其内的燃料和空气量，来控制或调整预热装置的预处理空间中的热负荷。
[0004]但是，在现有技术中存在对于预热装置的热负荷实现灵活调整的需要。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题的至少一个方面，提出本专利技术。
[0006]根据本专利技术的实施例的一个方面，提出了一种燃料处理设备，包括：
[0007]预热装置，燃料颗粒适于在预热装置内被流态化处理以形成固体燃料和气体燃料；和
[0008]储存装置，包括固体燃料入口和第一固体燃料出口，适于从预热装置的固体燃料出口接收和存储至少一部分固体燃料。
[0009]本专利技术也提出了一种燃料应用系统，包括：
[0010]上述燃料处理设备；以及
[0011]反应设备，所述反应设备包括反应空间，所述固体燃料和/或气体燃料适于通入到所述反应空间。
附图说明
[0012]以下描述与附图可以更好地帮助理解本专利技术所公布的各种实施例中的这些和其他特点、优点，图中相同的附图标记始终表示相同的部件，其中：
[0013]图1为根据本专利技术的一个示例性实施例的燃料处理设备的应用情况的示意图；
[0014]图2为根据本专利技术的另一个示例性实施例的燃料处理设备的应用情况的示意图；
[0015]图3为根据本专利技术的一个示例性实施例的存储装置的示意图；
[0016]图4为根据本专利技术的再一个示例性实施例的燃料处理设备的应用情况的示意图。
具体实施方式
[0017]下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。专利技术的一部分实施例，而并不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所
获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]本专利技术提出了一种将预热装置中的高温固体燃料颗粒存储和释放来调整预热装置内的热负荷的方案。该方案可以应用于锅炉等反应设备。预热装置用于形成高温气固混合燃料(包括高温燃气和高温半焦等)。储存装置用于在特定工况下，储存预热装置内形成高温半焦(固体燃料的一个具体示例)，并在特定工况下，向例如炉膛的应用场景输送高温半焦，与包括预热装置内形成的高温气固混合燃料在炉膛内燃烧。
[0019]下面以用于发电机组的锅炉(作为燃烧装置)的燃料处理设备为例，具体说明燃料处理设备及其应用。在本专利技术中，锅炉吸收燃料燃烧产生的热量产生高温蒸汽，可以用于汽轮机发电。锅炉和汽轮机作为发电机组的组成部分。
[0020]如图1所示，在发电机组不需要参与调峰的工况下，煤粉经流态化的预热装置10(在图1的示例中，即预热燃烧器)处理后，形成预热燃料，进入炉膛或者燃烧装置的燃烧空间30燃烧。在本专利技术中，附图标记30对应于燃料处理设备处理后的燃料的应用场景。
[0021]如本领域技术人员能够理解的，虽然以锅炉作为应用场景，本专利技术的包括预热装置和存储装置的燃料处理设备的应用场景不限于锅炉，还可以是任何可以将预热装置的固体燃料和气体燃料通入以发生化学反应的任何其他结构或者应用场景。
[0022]如图1所示，燃料处理设备除了包括预热装置之后，还包括分别与预热装置10和锅炉炉膛相连的保温的储存装置20，用于在需要的时候存储预热装置产生的高温固体燃料或者向炉膛释放高温固体燃料。高温固体燃料从预热装置的颗粒富集区域引出，在重力作用下进入储存装置，实现降负荷工况下的热量存储；储存装置中的高温固体燃料在可以在气力输送下进入炉膛中燃烧放热，实现升负荷下的热量释放。
[0023]在进一步的实施例中，如图2所示，预热装置10为包括提升管、旋风分离器和返料器的循环流化床结构，颗粒富集区域包括提升管底部和返料器；或者预热装置10为流化床或鼓泡床，颗粒富集区域包括流化床或鼓泡床底部。
[0024]预热装置10的颗粒富集区设置高温固体燃料出口，并通过连接管道和储存装置的高温固体燃料进口相连通。在预热装置为流化床或鼓泡床时，高温固体燃料出口设置在流化床或鼓泡床的密相区，在流化床或鼓泡床的布风装置以上、稀相区和密相区交界面以下。
[0025]在另一种实施例中，预热装置10为循环流化床结构(图2)，颗粒富集区包括提升管底部和返料器，因此高温固体燃料出口除了可以设置在床层密相区外，还可设置在返料器。如能够理解的，预热装置的固体燃料出口可以设置在提升管底部和返料器中的一个或两个处。
[0026]此外，在设置有布风装置的流化床/循环流化床中，在本专利技术的一个实施例中，在床层高度方向上，靠近布风装置设置预热装置的固体燃料出口。
[0027]高温固体燃料出口还可设有控制阀门(可以是机械阀，例如板阀或蘑菇阀)，用于实现正常燃烧工况和调峰工况的切换。
[0028]在本专利技术的一个实施例中，储存装置20的高温固体燃料进口设置在储存装置20的上侧部或顶部。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，如图3所示，储存装置20包括储存区201和输送区202(图3)，在阀门(包括气动阀、机械阀或重力阀)控制下，从储存区到输送区单向流动。
[0030]在储存装置20的一种实施例中，储存区空间的位置高于输送区的位置，高温固体
燃料在储存区和输送区之间自然具有一个重力差，利用该重力差形成的势能差，配合气动输送，实现高温固体燃料向输送区的单向流动。
[0031]在储存装置20的一种实施例中，储存区201位于输送区202的上部，并通过截面相对于储存区横截面缩小的通道连通，该通道上设置有阀门(板阀或者蘑菇阀或叶轮给料阀)。在锅炉降低负荷时，阀门保持关闭，储存区内高温固体燃料堆积；在锅炉需要升负荷时，打开阀门，使高温固体燃料在重力作用下落入输送区，物料在输送区气力输送作用下，被携带至炉膛燃烧。
[0032]储存装置内通入氮气、CO2或氧量低于5％的尾部烟气等气体，用于提供惰性保护环境，避免高温固体燃料与空气接触发生燃烧。
[0033]气力输送入口和出口设置在输送区，由于从储存区到输送区固体燃料单向流动，避免了输送区气体对储存区燃料的影响。气力输送的气体可以为N2、CO2或者蒸汽。当采用蒸汽时，蒸汽可以引自锅炉汽水系统的高压蒸汽，蒸汽自带压力，可直接实现输送，结构简单，无需配套加压装置。
[0034]当锅炉需要快速降负荷时，将预热燃烧器中的部分热固体燃料引入密闭容器中，使得燃烧器负荷迅速降低，实现锅炉快速降负荷；当锅炉需要快速升负荷时，通过气力输送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃料处理设备，包括：预热装置，燃料颗粒适于在预热装置内被流态化处理以形成固体燃料和气体燃料；和储存装置，包括固体燃料入口和第一固体燃料出口，适于从预热装置的固体燃料出口接收和存储至少一部分固体燃料。2.根据权利要求1所述的燃料处理设备，其中：所述预热装置设置有固体燃料返回口，所述存储装置包括第二固体燃料出口，来自第二固体燃料出口的固体燃料适于经由连接在固体燃料返回口与第二固体燃料出口的第一输送通道而返回到预热装置。3.根据权利要求1所述的燃料处理设备，其中：所述储存装置的固体燃料的储存容量设置为预热装置中循环物料量的0.5
‑
3.0倍。4.根据权利要求3所述的燃料处理设备，其中：所述储存装置的固体燃料的储存容量设置为预热装置中循环物料量的0.5
‑
1.0倍。5.根据权利要求1所述的燃料处理设备，其中：所述预热装置为包括提升管、分离器和返料器的循环流化床，所述预热装置的固体燃料出口设置在提升管下侧或底侧，或者返料器处。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕清刚，李百航，朱建国，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：