一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺的制作方法

本发明属于生物质能利用技术领域，具体涉及一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺。

背景技术：

生物质能属再生能源，但是目前对生物质能的利用率不高，现状如下：

目前生物质燃烧发电是生物质能利用的主要方式，但因生物质电厂受生物质收集半径的限制，导致电厂规模较小并且功能单一，供热及热电联产机组都很难获得经济效益，同时燃烧生物质的锅炉需要特殊设计，导致锅炉设备设计、制造成本相对较高，相对于常规燃煤锅炉，更容易出现结焦、爆管等问题，很难实现长期稳定运行，一般一个季度就需要停炉进行检修和维护。

而且，直接燃用生物质锅炉运行经常出现问题，并且受生物质种类和品质的影响较大，因此，有的大型电厂采利用了生物质气化耦合燃煤锅炉的发电形式，工艺路线是采用流化床锅炉将生物质进行气化，气化后的热解气送入燃煤锅炉燃烧发电，虽然该种工艺可有效避免生物质直接燃烧发电造成锅炉受热面结焦和爆管等现象的发生，锅炉长期稳定运行不会受到影响，但是生物质气化后炭产物品质低，很难再次利用，生物质能的整体利用率较低，不能实现生物质能高效资源化利用，导致该种形式的燃煤锅炉耦合生物质气化发电工艺失去了应用的市场。

为了实现生物质能资源化利用，科研机构针已经对生物质气化或热解多联产工艺进行了小规模的示范，生物质气化工艺采用的生物质不完全燃烧形式，利用生物质自身部分燃烧提供热量实现气化过程，该种形式产生生物质油、炭和气品质相对较差，而生物质热解在高温绝氧的条件下进行热裂解反应，因此生物质热解产生的油、炭和气的品质相对较高，但一般产生的气体基本用于维持生物质热解所需要的热量。上述两种工艺如进行多联产发电，需要投资内燃机发电机组或小型燃气蒸汽联合循环机组，整体投资相对较高，在没有合适应用场景条件下很难获得经济效益，并且生物质气化气因含有焦油，导致内燃机或燃气轮机不能长期稳定运行，为了获得满足内燃机运行的气化气品质，需要增加燃气净化系统，不但投资高，由此产生的废水的处置仍然是难以解决的问题。为了避免这样问题的发生，可采用小型燃气锅炉配套蒸汽发电机组，但是此种方案不但复杂，并且投资更大。综上可见目前不论生物质气化或热解工艺与内燃机、燃气轮机或蒸汽联合循环匹配，与生物质直接燃烧相比较均不具有竞争力，因此生物质气化和热解多联产工艺也没能得到大规模的商业推广。

为了实现进一步提高生物质能的利用率而研发本方案。

技术实现要素：

本发明的目的是为了实现进一步提高生物质能利用率的目的，提供了一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，其技术方案如下：

一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，它包含利用循环流化床锅炉的尾部烟道入口处引出的高温烟气经调整温度后对生物质进行绝氧热解。

本发明的有益效果为：不需要单独设置绝氧热解装置的燃烧供热系统就能实现生物质绝氧热解，且热解温度便于调节，容易实现智能控制，热解产物不但品质高，且比例在一定范围内可以实现准确调控；因生物质的热解不需要单独设置燃烧系统，系统安全性更高，热解产物除了能送入炉膛参与燃烧以外，还有较多合适的应用场景，系统经济性好，并且避免直接燃烧生物质而导致锅炉受热面结焦或爆管，锅炉无需进行改造；绝氧热解所需的水、气、电和烟气处理系统均可利用电厂公用系统，不需另设，整个系统投资远低于单独建设生物质热解多联产系统，有利于生物质资源化利用，大幅提高经济效益；尤其在电厂参与调峰期间，根据调峰深度，将锅炉尾部烟道内烟气的部分热量进行生物质热解多联产，降低了尾部烟道内受热面吸热量，有效防止炉内受热面出现过热超温的现象，通过销售生物质热解炭、油和气获得经济效益，在达到碳减排目的同时，实现了生物质深度资源化利用，获得了更好的经济效益；燃煤耦合生物质热解的多联产工艺简单可靠，系统占地面积小，便于现场布置和安装，既可以大规模单套安装，也可小规模多套安装；此工艺也可以适用于生活垃圾、废旧轮胎及油田油泥的热解。

附图说明：

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式：

参照图1，一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，它包含利用循环流化床锅炉1的尾部烟道2入口处引出的高温烟气经调整温度后对生物质进行绝氧热解。

一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，它包含将燃料煤从给煤口送入循环流化床锅炉1的炉膛参与燃烧，将生物质热解产生的油和气从给油口和给气口送入循环流化床锅炉1的炉膛参与燃烧；循环流化床锅炉1的烟气出口排出的烟气经过旋风分离器3进行气固分离，分离下来的固体颗粒也送入循环流化床锅炉1的炉膛参与燃烧；分离出来的高温烟气一部分依次经过尾部烟道2内设置的过热器2-1、再热器2-2、省煤器2-3、空气预热器2-4降温，再经过除尘后排向大气；燃烧所需空气由循环流化床锅炉1的风室和二次风口输入；另一部分分离出来的高温烟气由循环流化床锅炉1的尾部烟道2入口处引出，此处的烟气温度在700℃左右，适合用于热解生物质，根据调峰深度，通过阀门控制烟气的引出量；引出后经过旋风除尘器4除去烟气中的灰颗粒，减少对下游设备的磨损，灰颗粒按已有技术进行无害处理即可，目前发电厂都有处理灰颗粒的设备，不需另设；除去灰颗粒的高温烟气送入烟风掺混装置5调整温度，温度在700℃左右的烟气很容易通过现有的温控技术控制冷风量来调整为生物质热解所需要的最佳温度，从而实现对生物质热解产物的比例和品质的准确控制和智能控制，烟风掺混装置5如静态混合器，混合腔等均可；冷风源可以与循环流化床锅炉1的一次或二次风共用，不需另设；经烟风掺混装置5调整温度后的烟气用于送入生物质绝氧热解装置6加热生物质，使生物质充分热解，生物质原料按照现有技术进行预处理后送入生物质绝氧热解装置6即可，生物质热解生成油、炭和气，生物质热解产生的生物质炭进入生物质炭储罐6-1，生物质炭可以直接面向市场销售，也可以将其加工成活性炭、机制烧烤炭或炭基肥进行销售，进而提升生物质炭的经济效益；生物质热解产生的油和气经过油气冷凝装置7进行冷凝，冷凝出的生物质油输入储油罐7-1，可销售给炼油厂或送入炉膛参与燃烧，经冷凝分离出的生物质热解气输入生物质热解气稳压罐8，根据调峰深度，可以作为附近居民生活用燃气，也可以作为附近企业工业用燃气，或者送入炉膛参与燃烧，冷凝所需水源由电厂的冷却水系统供给，不需另设；加热生物质后的烟气送回循环流化床锅炉1的尾部烟道2，由锅炉的脱硝、脱硫及除尘设备进行无害处理，不需另设。

优选的是，经烟风掺混装置5调整温度后的烟气送入生物质绝氧热解装置6加热生物质，加热生物质后的烟气送入生物质预热装置9对生物质原料进行预处理，再送回循环流化床锅炉1的尾部烟道2；可以根据生物质湿度，通过阀门控制烟气送入生物质预热装置9的比例。

优选的是，加热生物质后的烟气由空气预热器2-4的前端送回循环流化床锅炉1的尾部烟道2，利用烟气余热来预热空气。

技术特征：

1.一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，其特征在于它包含利用循环流化床锅炉(1)的尾部烟道(2)入口处引出的高温烟气经调整温度后对生物质进行绝氧热解。

2.如权利要求1所述一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，其特征在于它包含将燃料煤从给煤口送入循环流化床锅炉(1)的炉膛参与燃烧，将生物质热解产生的油和气从给油口和给气口送入循环流化床锅炉(1)的炉膛参与燃烧；循环流化床锅炉(1)的烟气出口排出的烟气经过旋风分离器(3)进行气固分离，分离下来的固体颗粒也送入循环流化床锅炉(1)的炉膛参与燃烧；分离出来的高温烟气一部分依次经过尾部烟道(2)内设置的过热器(2-1)、再热器(2-2)、省煤器(2-3)、空气预热器(2-4)降温，再经过除尘后排向大气；另一部分分离出来的高温烟气由循环流化床锅炉(1)的尾部烟道(2)入口处引出，引出后经过旋风除尘器(4)除去烟气中的灰颗粒，除去灰颗粒的高温烟气送入烟风掺混装置(5)调整温度，经烟风掺混装置(5)调整温度后的烟气用于送入生物质绝氧热解装置(6)加热生物质，使生物质充分热解。

3.如权利要求1或2所述一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，其特征在于生物质热解产生的油和气经过油气冷凝装置(7)进行冷凝，冷凝出的生物质油送入炉膛参与燃烧，经冷凝分离出的生物质热解气送入炉膛参与燃烧；加热生物质后的烟气送回循环流化床锅炉(1)的尾部烟道(2)。

4.如权利要求2所述一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，其特征在于经烟风掺混装置(5)调整温度后的烟气送入生物质绝氧热解装置(6)加热生物质，加热生物质后的烟气送入生物质预热装置(9)对生物质原料进行预处理，再送回循环流化床锅炉(1)的尾部烟道(2)。

5.如权利要求2或4所述一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，其特征在于加热生物质后的烟气由空气预热器(2-4)的前端送回循环流化床锅炉(1)的尾部烟道(2)。

技术总结
一种燃煤耦合生物质热解的多联产工艺，属于生物质能利用技术领域，实现了进一步提高生物质能利用率的目的，它包含利用循环流化床锅炉的尾部烟道入口处引出的高温烟气经调整温度后对生物质进行绝氧热解；本发明用于生物质能利用。

技术研发人员：李晓会;徐翠娟;周德云;刘宏;宿佳宁;郭娜;王滨滨;李怡
受保护的技术使用者：哈尔滨职业技术学院
技术研发日：2021.05.07
技术公布日：2021.07.06