[发明专利]一种下吸式固定床气化蒸汽发电联产装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生物质利用技术领域，具体为一种下吸式固定床气化蒸汽发电联产装置及工艺。

背景技术

随着全球能源与环境问题的日益凸显，新能源开发成为一项迫切的任务。生物质能源具有资源丰富、可转换为清洁燃料、是唯一可存储和运输的可再生能源、也是唯一可再生炭源等显著特点，在满足未来社会能源需求，推动社会可持续发展等方面将发挥重要作用。生物质具体的种类很多，主要指木材、农作物(秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等)、杂草、藻类等。我国的生物质能也极为丰富，可开发为能源的生物质资源达3亿多吨标煤，而随着农业和林业的发展，特别是随着速生炭薪林的开发推广，我国的生物质资源将越来越多，有非常大的开发和利用潜力。

我国生物质以秸秆类、谷壳和林业废弃物为主，现有的生物质发电方式主要有气化内燃发电机组发电和直燃发电两种，气化发电规模较小，难以实现大规模工业化应用，直燃发电规模相对较大，燃料运输半径大，燃料成本高，未能对生物质原料进行综合利用，现有的生物质直燃电厂大多处于关停或亏损状态，且两种生物质发电技术其二氧化硫和氮氧化物排放量高，造成二次污染。本发明生物质热解燃气化生物质炭电联产是基于生物质可燃组分由挥发分和固定碳两部分组成的特点，采用解耦反应方式，生物质中的固定碳转化成为具备高效脱硫性质的含氮活性炭，挥发分转化成为热解燃气和气化燃气进而燃烧获得电能，利用热解燃气中的高分子焦油消减燃气燃烧时产生的氮氧化物，实现，实现燃烧尾气清洁排放。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种下吸式固定床气化蒸汽发电联产装置及工艺，以解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种下吸式固定床气化蒸汽发电联产装置，包括：气化系统、发电系统，所述发电系统由气化系统带动工作，所述气化系统包括炉顶、中间炉体、下炉体，所述中间炉体安装在下炉体上，下炉体安装在底座上，中间炉体上安装有炉顶，所述炉顶上安装有加料装置、一次风口，中间炉体一侧设有二次风口、另一侧设有热解燃气出口，中间炉体内设有主轴，主轴上端连接于动力装置、下端安装有拨料器，拨料器下侧的下炉体内设有炉排，炉排通过炉排支撑安装在下炉体内，下炉体底端安装有出炭装置，所述热解燃气出口通过热解燃气风机连接于发电系统，所述下炉体一侧设有气化燃气出口，气化燃气出口通过旋风分离器连接于气化燃气风机，气化燃气风机连接于发电系统。

所述发电系统包括燃气燃烧室，燃气燃烧室连接有热解燃气风机、气化燃气风机，旋风分离器底部排炭口经管道与脱硫室和炭输送风机的进口相连接，脱硫室内设有空气预热器、锅炉受热面，脱硫室顶部连接有尾气处理装置，中间炉体经管道与汽轮机的低压缸相连接，中间炉体与汽轮机低压缸之间的管道上设有与此管道相连接的氨气装置，汽轮机上安装有发电机。

所述空气预热器上连接有鼓风机、锅炉受热面上连接有给水装置。

所述炉排一侧通过小齿轮连接有驱动电机。

一种基于下吸式固定床气化蒸汽发电联产装置的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)生物质原料由加料装置从炉顶加入，原料气化所需的一次风由一次风口被吸入，生物质原料在中间炉体内高温物料的辐射作用下与空气发生热解燃气化反应，生成含较高焦油含量的生物质高温热解燃气和生物炭，高温热解燃气被热解燃气风机由气化炉中部抽出送到燃气燃烧室燃烧。用于生物炭活化的二次风和携带氨气的水蒸气由中间炉体进入，与生物炭反应得到具备脱硫特性的含氮活性炭和气化燃气，由气化炉下部抽出的气化燃气携带粉状的含氮活性炭在旋风分离器内实现气固分离，气化燃气由燃气风机送至燃气燃烧室燃烧；粉状含氮活性炭被送至脱硫室用于燃气燃烧室内燃气燃烧后尾气的脱硫，块状含氮活性炭通过气化炉底部的出炭装置排出；

(2)高温气化燃气由燃气燃烧室顶部进入，与经空气预热器预热后的空气 混合后进行燃烧，通过控制空气给入量，实现燃气燃烧室上部燃烧区为还原性氛围，抑制氮氧化物生成，同时在燃气燃烧室中部喷入经空气预热器预热后的空气，实现燃气燃烧室内燃气完全燃尽且保持一定的含氧量，燃气燃烧室的下部喷入含有高分子焦油的高温热解燃气，利用高分子焦油的还原性实现烟气中氮氧化物还原；

(3)燃气燃烧室内产生的高温烟气依次通过锅炉受热面、空气预热器后进入脱硫室，通过锅炉受热面产生过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机做功发电，部分做功后的蒸汽由汽轮机的低压缸引出并与氨气装置提供的氨气掺混后送入中间炉体进行生物炭活化；