[发明专利]一种电厂使用的农林生物质、垃圾与煤共耦合系统

说明书

本发明提供一种电厂使用的农林生物质、垃圾与煤共耦合系统，包括空分设施、垃圾预处理设施、垃圾气化炉、高温换热器、农林生物质预处理设施、农林生物质烘焙装置、磨煤机，所述空分设施将分离得到的O₂作为气化剂输送至所述垃圾气化炉，与生活垃圾一起气化、得到的N₂经所述高温换热器升温后用于烘焙农林生物质；经烘焙后的农林生物质输送至所述磨煤机、与煤粉一起粉碎；烘焙后的气体对农林生物质或生活垃圾进行预热。本发明将农林生物质、垃圾与煤有机耦合在一起，为发电锅炉提供燃料合成气，能联合处理农林生物质和城市生活垃圾，垃圾中重金属在气化炉中被熔融处理为无害残渣，具有工艺简单、热量利用率高、综合效率高、绿色环保等优点。

技术领域

本发明涉及发电设施技术领域，具体涉及一种电厂使用的农林生物质、垃圾与煤共耦合系统。

背景技术

我国是能源消费大国，据统计，2016年我国能源消费总量达到43.6亿吨标准煤。随着我国经济持续快速发展，对能源需求量日益增加，预计2050年将占世界能源消费总量的25％，成为世界第二大能源消费国。目前我国的能源结构依然以化石能源为主，2015年我国发电装机容量达到16.4575×108kW，其中火电装机容量为10.5388×10⁸kW，约占总装机容量的64.04％(发电量约占80％)。

生物质根据来源可以细分为农林生物质和生活垃圾等。目前农林生物质耦合燃煤电厂的方式可以分为直接耦合、气化后合成气耦合以及蒸汽侧耦合。直接耦合是将生物质单独磨碎或与煤共磨后直接进入燃煤锅炉；气化后合成气耦合是生物质通过气化炉变成合成气，然后将合成气通入燃煤锅炉；蒸汽侧耦合是生物质通过单独的锅炉产生蒸汽，然后将蒸汽送入燃煤发电机组对应蒸汽参数的位置。生活垃圾由于含有较多的氯元素以及少量重金属，在燃烧过程中会产生二噁英类剧毒物质，需要对其特别对待。由于生活垃圾来源较广泛，暂无直接破碎后进入燃煤锅炉的耦合方式。在专利CN107384484A中采用的方法为先将垃圾预处理后进入气化炉制备合成气，然后将合成气送入到燃煤锅炉燃烧，并通过向气化炉床料中添加脱氯剂以控制合成气中氯元素的含量；该方法中并没有考虑高温合成气输送的合理性及合成气中热量的利用。在申请号为201710928071.1中采用的方法为先将垃圾在单独的垃圾焚烧炉中燃烧产生蒸汽送往对应的汽水系统中，烟气则直接送入燃煤锅炉的炉膛中经过高温除二噁英，再经过燃煤电厂的污染物控制手段进行净化，该方式中生活垃圾依旧是在垃圾焚烧炉中燃烧，温度及效率都没有在大型燃煤锅炉中的要高。

以上农林生物质和生活垃圾耦合燃煤电厂的现状，现存问题如下：(1)农林生物质直接耦合是三种耦合方式中最简单，效率最高的方式，但是由于生物质可磨性较差，单位质量生物质研磨功耗较高，国内暂时没有大规模采用；(2)生活垃圾空气气化后合成气中不可燃组分过多，单位体积合成气的热值较低，也会增加合成气输送阶段的费用，空气气化时气化炉的温度也较低，不利于危险废物的脱除；(3)针对城乡结合部的燃煤电厂，需要同时消纳农林生物质和生活垃圾，但暂时没有合适方法可以将两者有机结合。

因此，需要对现有技术进行进一步的改造，提出更优化的设计。

发明内容

本发明的目的是提供一种电厂使用的农林生物质、垃圾与煤共耦合系统，将农林生物质、垃圾与煤有机结合，耦合在一起，为发电锅炉提供燃料合成气，能联合处理农林生物质和城市生活垃圾，垃圾中重金属在气化炉中被熔融处理为无害残渣，具有工艺简单、热量利用率高、综合效率高、绿色环保等优点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：