生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉制造技术

本实用新型专利技术属于燃煤锅炉技术领域，特别涉及一种生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉。烟气作为气化剂进入到气化炉，生物质仓待气化的生物质也同时进入气化炉，气化后的生物质燃气进入燃气净化室进行初步净化，脱除Ｈ２Ｓ、ＨＣｌ、焦油杂质，经过增压风机提高压头后进入到燃气储存罐，再经过燃气喷口进入到燃煤锅炉的炉膛燃烧；生物质占总燃料比例的０～３０％范围内，整个系统仍然可以稳定的运行。生物质的使用有效降低了ＣＯ２和ＳＯ２的排放；采用高温烟气作为热源气化生物质，减少生物质燃气中的焦油含量，生成的生物质燃气ＣＯ２浓度高，且燃气对ＮＯＸ的还原效果远优于生物质固体对ＮＯＸ的还原效果，有效降低ＮＯＸ浓度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于燃煤锅炉
，特别涉及一种生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉。
技术介绍
燃煤发电厂排放出的烟气富含CO2、SO2、NOX，CO2是主要的温室气体，化石燃料的大量使用排放出大量的CO2造成地球温度升高，SO2和NOX进入大气造成酸雨以及光化学污染，严重破坏生态环境。100MW机组容量以下的煤粉炉机组由于经济性差、污染物排放量大，面临着被强制关闭的政策性压力。而生物质燃料由于其零CO2排放，SO2和NOX排放量很低，作为可再生的新能源，生物质燃料的利用正被政策性的扶持，生物质燃料发电变得日益广泛，但是生物质燃料发热量低，生物质发电机组容量小，生物质燃料供应不稳定，燃烧稳定性相对较差，燃烧效率低，单纯的生物质发电技术难以大规模的应用。将生物质燃料利用和燃煤发电技术结合，将原有的小容量煤粉炉发电机组改造成生物质与煤粉炉联合发电机组，将弥补双方的不足，延长中小煤粉炉机组的使用寿命。现有的生物质及煤粉炉联合发电技术主要有2大类：生物质和燃煤分别处理后复合燃烧；生物质和燃煤混合后统一燃烧。生物质和燃煤分别处理后分别燃烧的技术，最常见的是生物质和燃煤分别使用各自的破碎制粉系统，分别使用各自的燃烧器组织燃烧。生物质和燃煤可以共用一个燃烧器，也可以分别使用各自的燃烧器。这种技术需要安装生物质燃料的输送管道，控制和维护锅炉比较麻烦。复合燃烧工艺中也可以为生物质燃料单独设计专门的燃烧器。生物质富含碱金属，Cl的含量也很高，混合燃烧后由于碱金属的存在造成灰熔点降低，烧结性积灰增多，导致锅炉水冷壁过热器再热器等受热面的结渣倾向和碱金属高温腐蚀倾向增强，同时HCl的腐蚀问题也很严重。且生物质和煤粉燃烧控制较为困难，生物质燃料品质波动时容易造成燃烧不稳定，火焰中心波动，导致飞灰含碳量和炉渣含碳量增大，燃烧损失增加。复合燃烧方式虽然可以在一定程度上减低NOX的排放量，但是，生物质燃料作二次燃料送入到再燃区，生物质燃料属于固态燃料，其还原NOX的效果有限，NOX的排放浓度降低相对有限。生物质和燃煤混合后统一燃烧技术，是将生物质和燃煤首先混合，然后经过磨煤机粉碎，再通过制粉系统的管道输送到现有的燃烧器，组织燃烧。此方式可以充分利用原有的制粉系统和燃烧设备，简单易行，投资低。但是它有可能降低锅炉出力，限制生物质种类和使用比例。而煤粉与生物质毕竟是两种物理性质不同的燃料，其着火温度、燃烧时间、在空气中的流动轨迹等都不同，混合后的统一燃烧容易出现燃烧不稳定，火焰中心变化、燃烧效率下降等问题。而且生物质富含碱金属，混合燃烧后由于碱金属的存在造成灰熔点降低，烧结性积灰增多，导致锅炉水冷壁过热器再热器等受热面的结渣倾向和碱金属的高温腐蚀倾向增强，同时HCl的腐蚀问题也很严重。该燃烧方式下排放烟气中NOX的排放浓度较高
技术实现思路
本技术的目的是针对现有的生物质及煤粉炉联合发电设备的不足，提供一种-->生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉。本技术采用的技术方案为：所述生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉，其结构为：燃煤锅炉的炉膛出口引出高温烟气管道，燃煤锅炉的空气预热器的烟气入口前引出低温烟气管道，两条烟气管道共同连接到烟气混合器，烟气混合器依次与气化炉、燃气净化室、增压风机、燃气储存罐连接，最后通入燃煤锅炉的再燃区；气化炉上连接有生物质仓。所述燃煤锅炉与烟气混合器之间设置低温烟气调门，所述空气预热器与烟气混合器之间设置高温烟气调门，所述烟气混合器与气化炉之间设置烟气总门，所述燃气储存罐与燃煤锅炉之间设置燃气调节门。所述气化炉的侧面偏下位置为生物质入口，气化炉的底部设置多个烟气入口，气化炉的顶部设置生物质燃气出口。所述燃煤锅炉的炉腔从下到上分为主燃区、再燃区和燃尽区，所述主燃区的炉壁上设置三层煤粉旋流燃烧器，所述再燃区的炉壁上设置一层与燃气储存罐相通的燃气喷口，所述燃尽区的炉壁上设置一层燃尽风OFA喷口。所述燃气喷口为三个同心圆组成的圆及圆环结构，从内到外分别为内二次风通道、生物质燃气通道和外二次风通道。本技术的有益效果为：(1)本技术采用高温烟气作为热源气化生物质，减少生物质燃气中的焦油含量。将生物质燃气经过初步处理后送入煤粉炉相应的再燃区燃烧，减少生物质燃气中碱金属及HCl、H2S的含量，减轻生物质燃气的结渣倾向、碱金属高温腐蚀倾向和氯腐蚀倾向。(2)本技术采用高温烟气气化生物质，生成的生物质燃气CO2浓度高，进入到特意设计的生物质燃气燃烧器后实现了低温低氧燃烧，形成了强还原性气氛，且燃气对NOX的还原效果远优于生物质固体对NOX的还原效果，有效降低NOX浓度。(3)生物质气化联合煤粉炉发电具有灵活的运行方式，生物质占总燃料比例的0～30％范围内，整个系统仍然可以稳定的运行。生物质的使用降低了CO2和SO2的排放。附图说明图1为所述生物质高温烟气气化煤粉炉低污染燃烧系统结构示意图；图2为所述气化炉的结构示意图；图3(a)和图3(b)分别为所述燃气喷口的结构正视图和侧视图；图4为燃气喷口、煤粉燃烧器、燃尽风OFA喷口的分布示意图。图中标号：1-空气预热器；2-低温烟气调门；3-烟气混合器；4-烟气总门；5-高温烟气调门；6-生物质仓；7-气化炉；8-燃气净化室；9-增压风机；10-燃气储存罐；11-燃气调节门；12-燃气喷口；13-煤粉燃烧器；14-燃尽风OFA喷口；15-燃煤锅炉。具体实施方式本技术提供了一种生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉，下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。如图1所示，燃煤锅炉15的炉膛出口引出高温烟气管道，燃煤锅炉15的空气预热-->器1的烟气入口前引出低温烟气管道，两条烟气管道共同连接到烟气混合器3，烟气混合器3依次与气化炉7、燃气净化室8、增压风机9、燃气储存罐10连接，最后通入燃煤锅炉15的再燃区；气化炉7上连接有生物质仓6。在燃煤锅炉15与烟气混合器3之间设置低温烟气调门2，所述空气预热器1与烟气混合器3之间设置高温烟气调门5，所述烟气混合器3与气化炉7之间设置烟气总门4，所述燃气储存罐10与燃煤锅炉15之间设置燃气调节门11。如图2所示，气化炉7的侧面偏下位置为生物质入口，气化炉7的底部设置多个烟气入口，气化炉7的顶部设置生物质燃气出口。如图3(a)和图3(b)所示，燃气喷口12为三个同心圆组成的圆及圆环结构，从内到外分别为内二次风通道、生物质燃气通道和外二次风通道。如图4所示，燃煤锅炉15的炉腔从下到上分为主燃区、再燃区和燃尽区，总高度为54m；所述燃煤锅炉15标高为15m～18m的主燃区的炉壁上设置三层煤粉旋流燃烧器13，所述燃煤锅炉15标高为21m的再燃区的炉壁上设置一层与燃气储存罐10相通的燃气喷口12，所述燃煤锅炉15标高为24m的燃尽区的炉壁上设置一层燃尽风OFA喷口14。所述生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉工作时，温度约为1100～1200℃的高温烟气从燃煤锅炉15的炉膛出口处引出，温度约为350℃的低温烟气从燃煤锅炉空气预热器1的烟气入口前引出，两股烟气进入烟气混合器3，通过调整低温烟气调门2和高温烟气调门5的开度，改变低温烟气比例和高温烟气的比例，从而调整烟气混合器3出口的烟气温度为970～1020℃。烟气总门4为截止门，气化系统运行时开启，气化本文档来自技高网...

【技术保护点】
生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉，其特征在于，燃煤锅炉（１５）的炉膛出口引出高温烟气管道，燃煤锅炉（１５）的空气预热器（１）的烟气入口前引出低温烟气管道，两条烟气管道共同连接到烟气混合器（３），烟气混合器（３）依次与气化炉（７）、燃气净化室（８）、增压风机（９）、燃气储存罐（１０）连接，最后通入燃煤锅炉（１５）的再燃区；气化炉（７）上连接有生物质仓（６）。

【技术特征摘要】
1.生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉，其特征在于，燃煤锅炉(15)的炉膛出口引出高温烟气管道，燃煤锅炉(15)的空气预热器(1)的烟气入口前引出低温烟气管道，两条烟气管道共同连接到烟气混合器(3)，烟气混合器(3)依次与气化炉(7)、燃气净化室(8)、增压风机(9)、燃气储存罐(10)连接，最后通入燃煤锅炉(15)的再燃区；气化炉(7)上连接有生物质仓(6)。2.根据权利要求1所述的生物质高温烟气气化联合燃煤锅炉，其特征在于，所述燃煤锅炉(15)与烟气混合器(3)之间设置低温烟气调门(2)，所述空气预热器(1)与烟气混合器(3)之间设置高温烟气调门(5)，所述烟气混合器(3)与气化炉(7)之间设置烟气总门(4)，所述燃气储存罐(10)与燃煤锅炉(15)之间设置燃气调节门...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶力平，翁卫国，
申请(专利权)人：叶力平，翁卫国，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]