[发明专利]生物质流化床燃烧装置及燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质燃烧的装置和方法，特别是一种有效抑制生物质燃烧过程中碱金属腐蚀问题的循环流化床燃烧装置和燃烧方法。

背景技术

我国拥有丰富的生物质资源，而化石能源紧缺，21世纪又将面临着经济增长和环境保护的双重压力，因此发展生物质能燃烧利用技术，对建立可持续的能源系统，促进国民经济的发展和环境保护具有重要意义。

近年来随着生物质燃烧气化发电应用日益广泛，流化床技术是生物质高效燃烧主要技术途径之一，但是生物质流化床燃烧技术应用中也遇到了各种问题，如固体未完全燃烧损失增加，灰熔点低产生灰团聚、结渣和沉积，以及生物质燃烧引起金属设备的碱金属腐蚀等问题越来越突出。尽管国内外积极探索解决生物质燃烧过程中的碱金属沉积、腐蚀等问题，提出了一些缓解碱金属问题的方法，包括使用添加剂、选择适宜的床料、燃烧前脱除碱金属、对锅炉进行优化设计、调整燃烧工况等，但仍未获得解决适应不同生物质燃烧过程中沉积、腐蚀问题的有效方法，对商业应用生物质燃烧发电设备的长期稳定、安全运行带来了很大的困难。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供一种生物质高效燃烧且燃烧过程中能有效抑制碱金属腐蚀问题的循环流化床燃烧装置和燃烧方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，它包括一设置有至少一个进气口和一烟气出口的燃烧反应器，它还包含一热解气化反应器，所述的热解气化反应器通过热解气体连接管和返料连接管与燃烧反应器相连，热解气体连接管通入燃烧反应器上部或中部的稀相燃烧区，返料连接管通入燃烧反应器下部的密相燃烧区，所述的热解气化反应器上还设置有一进气口和一加料口。生物质在热解气化反应器中发生热解气化反应，产生的半焦和热解气体进入燃烧反应器完成燃烧过程，从而将生物质的热解气化和燃烧分开，具有高效，安全燃烧的目的。

为了充分利用在燃烧反应器中的高温灰渣，所述的烟气出口与一旋风分离器相连，高温灰渣经旋风分离器的下端连接至热解气化反应器内充当热载体，在旋风分离器的上部设置有一烟气出口。

为了降低氮氧化物的排放，所述的燃烧反应器的进气口为两个，一个是设置在燃烧反应器的底部，气体由此通入燃烧反应器的密相燃烧区；一个是设置在燃烧反应器的中部或上部，气体由此通入燃烧反应器的稀相燃烧区。

所述的旋风分离器的烟气出口与热解反应器的进气口相连。

生物质循环流化床装置的燃烧方法是：首先将生物质和添加剂钙基化合物和或高岭土送入热解气化反应器，生物质在热解气化反应器中发生热解气化反应生成半焦和热解气；其次反应后的热解气通入燃烧反应器上部或中部的稀相燃烧区，生物质半焦通入燃烧反应器下部的密相燃烧区燃烧，热解气化反应器反应温度为400-800℃，燃烧反应器的反应温度为600-950℃。

所述的生物质半焦和热解气在燃烧反应器中燃烧产生的携带固体灰渣的烟气经旋风分离器气固分离成烟气和灰渣，灰渣送入热解气化反应器充当热载体。

所述的热解气化反应器通以流化介质，所述的流化介质为烟气、空气或蒸气。

所述的钙基化合物为氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙。