[发明专利]一种具有生物质气化混燃功能的流化床冷渣系统及方法

说明书

本发明公开了一种具有生物质气化混燃功能的流化床冷渣系统及方法，属于能源技术领域，该系统包括进料单元、气化单元和冷却单元。所述进料单元的生物质进料管与进渣管连接，进渣管与气化单元连接；所述气化单元的气化室下部为倒锥形布风装置，设有多层阶梯布风板，其底部中心为出渣口，与出渣管连接；出渣管与所述冷却单元连接。本发明利用流化床锅炉尾部烟气中的氧气、二氧化碳和水蒸气作为气化剂，燃煤高温灰渣的物理显热作为热源，满足生物质气化条件，产生的燃气直接引入到流化床锅炉与煤混合燃烧，具有结构紧凑、气化效率高、能减少二氧化碳排放等优点。

技术领域

本发明属于能源技术领域，更具体地，涉及一种具有生物质气化混燃功能的流化床冷渣系统及方法。

背景技术

随着经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，对以化石燃料为基础的能源供应的需求日益增加，而化石燃料的大量使用给环境带来了极大的危害，如酸雨、雾霾和气候变化等。为此，人们将目光转向具有清洁、CO₂零排放等优点的可再生能源的开发和利用。在各种形式的新能源中，生物质因其可利用量巨大、分布广泛及其利用方式和传统化石能源兼容而得到了特别的关注。

由于生物质中较高的碱金属含量，直接燃烧利用时，容易导致锅炉炉膛结渣、受热面积灰等问题。为此，人们提出了生物质气化混燃这一生物质间接燃烧方式，即先将生物质气化生成可燃气体，再送入锅炉与煤混烧发电。该方式能够有效解决生物质直接燃烧难以避免的积灰、结渣和腐蚀等问题，克服直燃发电锅炉容量偏小、参数偏低而导致的机组发电效率低、经济性差的弊端，在锅炉安全、经济、稳定运行等方面具有突出的优势。

流化床燃烧技术作为一种清洁的燃烧方式，具有燃烧效率高、燃料适应范围广、负荷调节性能好、炉内组织脱硫等诸多优点，在我国电力行业得到了广泛应用。然而，由于流化床通常燃用高灰分、低热值燃料，再加上炉内加钙脱硫，导致排渣量急剧增加，排渣热损失也随之增大，因此需要匹配更高效的冷渣方式。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明在流化床锅炉冷渣器的基础上，提出了一种具有生物质气化混燃功能的流化床冷渣系统及方法，由此解决现有流化床燃烧技术中存在的排渣热损失较大，没有匹配的高效冷渣方式的技术问题，同时实现生物质气化和流化床燃煤锅炉的深度耦合。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具有生物质气化混燃功能的流化床冷渣系统，包括：进料单元、气化单元以及冷却单元；

所述进料单元，用于加入生物质原料，以使所述生物质原料与高温灰渣提前混合；

所述气化单元与所述进料单元连接，用于实现所述生物质原料、所述高温灰渣和作为气化剂的锅炉烟气的充分混合及气化反应，生产可燃气，其中，所述燃气用于流化床锅炉与煤混烧；

所述冷却单元与所述气化单元连接，用于冷却经所述气化单元气化反应后的混合灰渣，同时回收热量。

优选地，所述进料单元包括依次连接的生物质料仓、螺旋给料机、进料管和进渣管，且所述进料管上设有星型给料阀；

所述生物质料仓用于储存经过预处理的生物质原料；所述螺旋给料机用于控制所述生物质原料的给料量；所述星型给料阀用于保证给料密封；

工作时，所述生物质原料依次通过所述螺旋给料机、所述进料管和所述星型给料阀后，与通过所述进渣管输送的高温灰渣提前混合。

优选地，所述星型给料阀下端的进料管与所述进渣管通过Y形管连接。

优选地，所述气化单元包括气化室、进渣口、布风板、气化风室、进风管、出渣管及燃气出口；