[实用新型]控气型热分解系统生物质气化发电装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种发电装置，特别是涉及一种利用生物质作为能源进行发电的控气型热分解系统(Controlled Air Pyrolysis System，缩写为“CAPS”)生物质气化发电装置。

背景技术

生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注，国外生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。预计到下世纪，世界能源消费的40％来自生物质能，我国农村能源的70％是生物质，我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，对生物质能的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。因此，科学地利用生物质能，加强其应用技术的研究，具有十分重要的意义。

生物质发电在发达国家已受到广泛重视，在奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典等欧洲国家和北美，生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。目前国内外生物质能发电主要工艺分三类：生物质锅炉直接燃烧发电、生物质～煤混合燃烧发电和生物质气化发电，以下分别介绍：

1)生物质锅炉直接燃烧发电

目前国内外广泛应用的秸秆直燃技术为振动炉排直接燃烧锅炉，该技术在国外已经有成熟经验，并已大量投产。直燃炉易存在的问题：由于秸秆灰中碱金属和氯的含量相对较高，因此，烟气在高温时(450℃以上)对过热器具有较高的腐蚀性。此外，飞灰的熔点较低，易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体，运行中就很难清除，就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道，将烟气堵在锅炉中。

2)生物质～煤混合燃烧发电

循环流化床是一种新型的环保锅炉，由于它采取了炉内物料循环，对燃料的适应性强，它可以燃用低位发热值2000～7000kcal/kg的矸石、原煤、煤泥和洗中煤等，还可以燃用热值比较低的糖渣、木霄、各种生物质秸秆及各种垃圾等。该炉虽然有燃用各种燃料的特性，但是在燃烧的过程中却有不同的效果，或多或少对锅炉都有一定的影响。掺烧糖渣、木屑、各种生物质秸秆及各种垃圾，需要重新计算风量等，并需有稳定的燃料供应，相对固定的掺烧比例。循环硫化床锅炉对燃料要求的适应性非常强，无论燃烧哪种燃料首先要核算经济性，而后计算掺烧量、最后再进行人员培训、注意事项、运行调整等。

3)生物质气化发电

目前国际上采用的生物质气化发电技术有生物质整体气化联合循环(B/IGCC)和加拿大瑞威集团开发的控气型热分解(CAPS)生物质气化发电技术。从纯技术的角度看，生物质IGCC技术可以大大地提高生物质气化发电的总效率。目前国际上有很多先进国家开展这方面研究，但由于焦油处理技术与燃气轮机改造技术难度很高，仍存在很多问题，如系统未成熟，造价也很高，限制了其应用推广。

另外，由于农作物秸秆含钾、氯、硫、硅等元素，传统的秸秆直接燃烧技术由于是农作物秸秆在高温直接燃烧的条件下，钾、氯、硫挥发份易于凝结成细小的黏性颗粒，硅和钾也易于在800℃时熔化结焦，因此易于在管壁表面结垢，并引起灰渣和飞灰结焦，并在高温状态引起矿物质堆积。灰渣和飞灰结焦会腐蚀一般的耐火砖和炉膛、过热器及省煤器金属管束，结焦会堵塞烟风管口和喷油口，导致设备需要经常性的停机，并带来能量转换效率降低、设备表层材料腐蚀等问题。

有鉴于上述现有的生物质发电装置存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的控气型热分解系统(ControlledAir Pyrolysis System，缩写为“CAPS”)生物质气化发电装置，能够改进一般现有的生物质发电装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的生物质发电装置存在的缺陷，而提供一种新型结构的控气型热分解系统(Controlled Air Pyrolysis System，缩写为“CAPS”)生物质气化发电装置，所要解决的技术问题是使其避免产生结垢和结焦，延长设备使用寿命，提高设备年运行时间和能源利用效率，减少设备的维护和使用费用，从而更加适于实用。