[发明专利]耦合燃煤锅炉的生物质炭生产系统

说明书

本发明提供一种耦合燃煤锅炉的生物质炭生产系统，包括生物质干燥装置、生物质炭化装置、废气预处理装置和物料输送装置。本发明利用燃煤锅炉产生的高温烟气分别为生物质干燥装置、生物质炭化装置提供热量，生物质炭化后产生的生物质炭通过物料输送装置运送至指定位置进行存储；生物质干燥装置、生物质炭化装置产生的可燃气体进入燃煤锅炉中充分燃烧、分解。本发明工艺流程短，系统连续运行可靠性高，原料适应性强，可依托现役煤电高效发电系统和污染物集中治理设施，破解秸秆田间直焚、污泥垃圾围城等社会治理难题，同时促进了燃煤锅炉的低碳清洁发展。

技术领域

本发明属于能源与环境保护技术领域，特别是涉及到一种耦合燃煤锅炉的生物质炭生产系统。

背景技术

我国生物质资源丰富，资源化利用潜力巨大。但是，当前我国生物质综合利用水平相对滞后，秸秆田间直焚、污泥垃圾围城等已成为社会治理难题，现有生物质资源化技术存在污染物排放水平偏高等问题。生物质资源主要包括：农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物和能源作物、生活垃圾与有机废弃物等。

燃煤生物质耦合发电是一种大型的生物质能源发电技术，通过现役煤电机组的高效发电系统和环保集中治理平台，消纳田间露天直燃秸秆，或规模化协同处理污泥，是降低二氧化碳和其他污染物排放的有效途径，是当前我国煤电转型升级的新路径。现有燃煤生物质耦合发电技术主要分为生物质直接掺烧耦合发电技术和生物质气化耦合技术。目前，生物质直接掺烧耦合发电技术具有较大的局限性，如：物理密度和能量密度低；水分和氢元素含量高，排烟水蒸气引起的热损失大；碱金属含量高，掺烧生物质比例过高会造成锅炉主燃烧区结渣，受热面腐蚀，对锅炉环保设施的稳定运行也有较大影响。生物质气化耦合技术也存在很多弊端，如能源转化效率低、体量小、燃料适应性差，燃料含水率超20％就无法气化。

生物质炭的生产是在隔绝空气或供给少量空气的条件下，通过热化学转换，将生物质转变成为生物质炭、其他气态低分子物质的过程。生物质热解所需的热源的主要来源是小型燃煤或生物质锅炉，这类锅炉热效率低，污染设施不齐全，环保改造投入高、产出小，不具备经济可行性。

发明内容

本发明主要解决两个方面的问题，一个是利用现有燃煤锅炉消纳生物质的问题，另一个是解决生物质炭生产过程的环境污染的问题。

本发明提供的耦合燃煤锅炉的生物质炭生产系统，包括生物质干燥装置、生物质炭化装置、废气预处理装置和物料输送装置；其中，生物质干燥装置包括移动床干燥机和中温烟气管道，中温烟气管道环绕布置于移动床干燥机的内壁上，且与原料运动方向逆向排列，中温烟气管道的出口与燃煤锅炉的烟道中温段相连通，燃煤锅炉的烟道中温段还通过管道与第一引风机的进风口相连通，第一引风机的出风口与中温烟气管道的入口相连通；生物质炭化装置包括移动床炭化炉和高温烟气管道，高温烟气管道环绕布置于移动床炭化炉的内壁上，且与原料运动方向逆向排列，高温烟气管道的出口与燃煤锅炉的烟道高温段相连通，燃煤锅炉的烟道高温段还通过管道与第二引风机的进风口相连通，第二引风机的出风口与高温烟气管道的入口相连通；废气预处理装置包括废气冷凝装置、气液分离器和增压风机，废气冷凝装置的出口通过管道与气液分离器的入口连通，气液分离器的出口通过管道与增压风机的进风口连通，增压风机的出风口通过管道与燃煤锅炉的燃烧系统连通；以及，移动床干燥机与移动床炭化炉密封连通，密封连通处通过管道与废气冷凝装置的入口连接；物料输送装置包括进料仓、出料仓、挡渣板、电动机和链条式炉排，进料仓布置于移动床干燥机的入口处，出料仓布置于移动床炭化炉的出口处，链条式炉排布置于移动床干燥机的出口与移动床炭化炉的入口之间，链条式炉排包括主动链轮和从动链轮，在主动链轮与从动链轮上啮合有炉链，在主动链轮的轴孔内套装有与电动机带轮传动的轴承，挡渣板固定于炉链尾端的正上方。

利用上述本发明的耦合燃煤锅炉的生物质炭生产系统，能够取得以下技术效果：

(1)本发明产生的生物质炭，是优质的土壤改良剂，可用于炭基肥料还田，还是良好的吸附剂，可用于治理修复土壤、水体，用途广泛；