一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物质热解气化炭电联产领域，特别涉及一种新的生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统及方法。
[0002]
【背景技术】
[0003]生物质直燃技术在人类的发展史中历史悠久，现代的生物质直燃发电技术具有技术成熟、设备简单、燃烧后的灰分用途广泛等优点。但也存在不足:对燃料尺寸要求较严格；为了维持一定的炉温耗能较高;碱金属含量较高的原料易致受热面腐蚀凝结;焚烧垃圾时由于水分较多、热值较低，导致垃圾不易着火，燃烧和燃尽困难。从本世纪80年代开始，经过20余年的努力，我国生物质气化技术也日趋完善，已完成了民用分布式生物质燃气供应系统的示范和布局，并初步具备了规模化燃气制备和发电的产业技术基础。
[0004]目前生物质电厂的锅炉机组主要燃用稻壳、木片、各种秸杆(麦秸、玉米秸杆、棉秸杆、稻草等)、树根、树枝、薪柴等不同类型的混合燃料，随着生物质原料价格的上升，目前中温中压的电厂如果不供热难以实现盈利，高温高压的电厂也只能微利运行，如何提高经济效益是生物质电厂生存的关键，生物质原料在生物质电厂运行成本中占60%左右，研究如何提高优质原料的利用价值已成为生物质电厂发展的关键技术。
[0005]在此基础上提出的生物质热解气助燃直燃锅炉一炭电联产利用工艺的概念，采用本公司已申请专利的“一种大型下吸式固定床生物质气化炉”(申请号:201510885717.3)把直燃锅炉中流动性较好的原料如木片、锯末、玉米芯、稻壳、花生壳、麦糠、经破碎的小麦秸杆、玉米秸杆等先用生物质热解气化得到生物质炭和热解气，热解气再进入直燃锅炉助燃低品质的生物质原料燃烧。
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【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种新的生物质热解气助燃直燃锅炉工艺，改善锅炉燃烧工况，达到缓解炉内结渣、降低NOx排放、提高生物质综合利用的经济效益和社会效益。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统，包括生物质热解气化炉、高温除尘净化系统、生物质气燃烧系统、直燃锅炉系统;所述生物质热解气化炉的出气口与高温除尘净化系统的进气口相连通，高温除尘净化系统的出气管与生物质气燃烧系统的进气管相连通，生物质气燃烧系统与直燃锅炉系统通过设置于生物质气燃烧系统末端的高温燃气喷口相连通。
[0009]本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统，所述生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统还包括生物质炭收集系统，所述生物质炭收集系统与生物质热解气化炉通过设置于生物质热解气化炉底部的出炭螺旋相连接。
[0010]本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统，所述高温除尘净化系统包括一级高温除尘设备和二级高温除尘设备，一级高温除尘设备的出气口与二级高温除尘设备的进气口相连通。
[0011]本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统，所述生物质气燃烧系统包括高温燃气风机、生物质气燃烧器和高温燃气喷口，高温燃气风机分别连接二级高温除尘净化设备和生物质气燃烧器，生物质气燃烧器与直燃锅炉系统通过高温燃气喷口相连通。
[0012]本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统，所述直燃锅炉系统包括直燃锅炉，所述高温燃气喷口设置于直燃锅炉侧壁的最底端。
[0013]使用本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺系统的方法，包括以下步骤:
(1)将生物质经过生物质热解气化炉气化；
(2)生物质热解气化炉产出的热解气进入高温除尘净化系统进行净化处理；
(3)经净化处理后的生物质热解气从生物质气燃烧系统的高温燃气喷口喷入直燃锅炉。
[0014]本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺系统的方法，步骤(1)所述生物质经过生物质热解气化炉气化后，产生的灰粉经生物质炭收集系统进行收集、罐装、集尘。
[0015]本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺系统的方法，其特征在于:步骤(3)所述经净化处理后的生物质热解气的热量不超过直燃锅炉的30%。
[0016]本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺系统的方法，步骤(3)所述经净化处理后的生物质热解气从生物质气燃烧系统的高温燃气喷口喷入直燃锅炉的喷入速度为25?35m/s。
[0017]本发明的有益效果在于:
前端的生物质气化炉生产出产品一:生物质炭;后端的直燃锅炉经汽轮发电机组获得产品二:电力。在发电的过程中兼顾制炭，生物质炭可广泛应用于钢厂保温炭、蚊香碳、活性炭、烧烤炭和炭基肥等，市场需求量大、价格较高，不仅大幅度提高能源利用效率、改善锅炉的燃烧工况、减少锅炉结渣、降低排放(so2仅十分之一)，还解决了生物质热解气化单独制炭产生燃气的浪费和焦油、废水的污染问题，并且炭电联产的经济效益远高于单纯发电的经济效益。本发明在保证经济利益最大化的同时兼顾了环保问题，实现了生物质能的高效综合利用。
[0018]
【附图说明】
[0019]图1为本发明一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统结构示意图。
[0020]附图标记:10，生物质热解气化炉；11，出炭螺旋;20，生物质炭收集系统；30，高温除尘净化系统；31，一级高温除尘设备;32，二级高温除尘设备;40，生物质气燃烧系统;41，高温燃气风机;42，生物质气燃烧器;43，高温燃气喷口； 50，直燃锅炉系统;51，直燃锅炉。
[0021]
【具体实施方式】
[0022]为更好理解本发明，下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
[0023]系统结构:
如图1所示，一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺的系统，包括生物质热解气化炉10、生物质炭收集系统20、高温除尘净化系统30、生物质气燃烧系统40、直燃锅炉系统50;生物质炭收集系统20与生物质热解气化炉10通过设置于生物质热解气化炉10底部的出炭螺旋11相连接，生物质热解气化炉10的出气口与高温除尘净化系统30的进气口相连通，高温除尘净化系统30的出气管与生物质气燃烧系统40的进气管相连通，生物质气燃烧系统40与直燃锅炉系统50通过设置于生物质气燃烧系统40末端的高温燃气喷口 43相连通。
[0024]高温除尘净化系统30包括一级高温除尘设备31和二级高温除尘设备32，一级高温除尘设备31的出气口与二级高温除尘设备32的进气口相连通。生物质气燃烧系统40包括高温燃气风机41、生物质气燃烧器42和高温燃气喷口 43，高温燃气风机41分别连接二级高温除尘净化设备32和生物质气燃烧器42，生物质气燃烧器42与直燃锅炉系统50通过高温燃气喷口 43相连通。直燃锅炉系统50包括直燃锅炉51，高温燃气喷口 43设置于直燃锅炉51侧壁的最底端。
[0025]工作原理:
使用本发明所述的一种生物质热解气助燃直燃锅炉工艺系统的方法:将生物质经过生物质热解气化炉10气化后，生物质热解气的主要成分为C0、H2、CH4、C02、N2，其中可燃组分C015?20%;H2 3?10%;CH4 4?12%。生物质气热值1000?1200Kcal/Nm3。一方面，生物质热解气进入一级高温除尘设备31和二级高温除尘设备32净化，除去生物质热解气化炉10带出的烟尘和残炭，然后再由直燃锅炉51底部的高温燃气喷口 43喷入直燃锅炉系统50，喷入速度为25?35m/s，助燃由直燃锅炉51进料口输送的生物质燃料，热量不超过直燃锅炉的30%。另一方面，生物质经过生物质热解气化炉10气化后，产生的灰粉经生物质炭收集系统