[发明专利]一种秸秆类流化床气化发电联产电、炭、热的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种秸秆类流化床气化发电联产电、炭、热的工艺，属于生物质能源和肥料领域。

背景技术

在能源和环境的双重压力下，大力开发清洁的可再生能源已成为摆在世界各国政府面前的一个非常紧迫的世界性课题。生物质能和其他新能源相比，具有可再生、污染少、可运输和储存、与现在能源工业最具相容性等特点，因而特别受到关注。中国是一个农业大国，农林生物质特别是秸秆资源丰富、数量巨大、品种多样性。在利好的政策背景下，生物质资源化利用在中国获得了长足的发展，但同时也产生工艺、装备上的很多问题。

以往的秸秆类流化床气化发电工艺及设备没有秸秆炭和肥产品。

秸秆是农业剩余物，在收获的季节，每家每户的农民都会有秸秆产生。在以前，秸秆可以用作农户家烧火烧炕的燃料，也可以用来当做饲料喂养牲畜，还可以沤肥还田，而现在，多数农村家庭炊事采暖也使用煤炭、燃气等燃料，方便省力，农民自己消纳秸秆的途径在逐步减少。每年到了秋收季节，也是秸秆焚烧的高峰期，污染环境，政府花了大量精力阻止百姓焚烧秸秆，但是屡禁不止，究其原因，秸秆不烧，留着没用，百姓头痛。政府也头痛，找不到资源化利用的好方法。

生物质气化作为生物质资源化利用中一种热化学转化的方法，在国内多所高校进行了深入研究。研究人员相继开发了很多气化发电工艺及装备。纵观当前生物质气化发电工艺及装备：产品单一，经济效益低；采用湿式净化系统，系统热效率低，产生水污染；由于净化不彻底采用内燃机及燃气轮机发电，维护成本高，系统稳定性差；生物质气化技术相关设备的研制及装备能力的不足，工业化的应用问题颇多。如武汉力人投资有限公司王良等人开发的专利《利用生物质发电的方法》、台湾黄家笙等人开发的专利《一种生物质能循环发电工艺及发电系统》：对原料要求极高，产品单一（没有秸秆炭）；采用湿式净化热损失多，同时增加深度水处理工艺；采用内燃机发电，稳定性差，无法工业化规模化使用。

现阶段国内所上秸秆气化发电项目，使用如下工艺：秸秆压块+固定床+气体净化装置+内燃机发电（燃气轮机）。这种系统运行过程中气化炉产出的可燃气中含有大量的粉尘和焦油，用于内燃机发电必须对可燃气进行深度净化，目前较好的可燃气净化方式是水洗加电捕焦，电捕焦对燃气中氧含量有要求，如超标可能会发生安全事故，这导致电捕焦法无法推广使用。可燃气经过水洗净化，确实去除了几乎全部的粉尘和可燃气，但还留有少量焦油，这部分少量焦油严重影响了内燃发电机的运行，使得内燃发电机稳定性、效率下降及维护费用提高，特别规模化上网发电无法稳定运行难以推广应用；这种工艺产品单一，经济效益差。

发明内容

本发明提出的是一种秸秆类流化床气化发电联产电、炭、热的工艺，其目的旨在克服现有技术所存在的上述缺陷。

本发明的技术解决方案：秸秆类流化床气化发电联产电、炭、热的工艺，利用大规模气炭联产流化床气化炉，用秸秆类生物质气化制得燃气作为燃气锅炉的燃料，锅炉产生的蒸汽推动蒸汽轮机发电，同时得肥、热，具体工艺包括以下步骤：

1）秸秆类生物质原料的收集，切断成20-30mm，若含水率大于20%则

需要干燥至20%左右；

2）秸秆类生物质在皮带的输送下，通过螺旋进入气炭联产流化床气化

炉内，秸秆类生物质在700-850℃条件下气化产生可燃气，可燃气热值为1100-1200Kcal，温度600℃左右；

3）秸秆类生物质在气化过程中得到适合生产炭基复合肥的生物质秸秆炭，经工业分析：水分0.4%左右，灰分20%左右，挥发分12%左右，固定碳68%左右）；

4）热燃气经过导热油换热系统，将温度降到350℃左右；

5）350℃左右的热燃气，热燃气中含有焦油，焦油300℃以上为气态，可直接通入燃烧器供燃气锅炉使用；

6）燃气锅炉产生中温中压蒸汽推动汽轮机进行发电同时供热。

本发明的优点：

1）本工艺为电、炭、热三项产品，产品多样性，提高了经济效益；

2）气化系统产生的热燃气无需净化直接进入燃烧器燃烧，提高热效率、无再生污染；

3）发电系统由燃气锅炉提供蒸汽推动汽轮机发电，设备稳定大大提高，利于规模化生产；

4）锅炉烟气对用于气化的空气加热，充分利用余热，提高锅炉热效率。

附图说明

附图1是一种秸秆类流化床气化发电联产电、炭、热的工艺流程图。

附图2是单机3MW以上的大规模气炭联产流化床气化炉结构示意图。