[发明专利]一种往复炉排气化耦合燃煤发电联产生物炭的装置及方法

说明书

一种往复炉排气化耦合燃煤发电联产生物炭的装置及方法，属于新能源技术领域。生物质往复炉排气化炉包括往复炉排及设置在往复炉排上部的气化炉膛，往复炉排下部设有至少六个风室，往复炉排末端设有开口U型水冷绞龙，开口U型水冷绞龙出口设置生物炭水冷绞龙一，气化炉膛顶部出口与立式渐缩渐扩裂解器入口连接，立式渐缩渐扩裂解器出口与旋风分离器入口连接，旋风分离器下部出口设置生物炭水冷绞龙二，旋风分离器燃气出口通过引风机与大型燃煤锅炉连接，引风机与大型燃煤锅炉之间设有燃气阀门，立式渐缩渐扩裂解器入口设有旋转阀给料器，气化炉膛顶部的燃气放散口设有排空阀和放散燃烧器。本发明用于生物质气化耦合燃煤发电联产生物炭。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及生物质往复炉排气化耦合燃煤发电联产生物炭的装置及方法。

背景技术

生物质气化是将生物质进行热化学转化为可燃气体的一种技术，其原理是将生物质在气化炉内的缺氧条件下进行不完全燃烧，释放出的热量将生物质转化为CO、H₂、CH₄、CO₂和生物炭等，生物炭可作为钢厂钢水保温材料、土壤改良剂、肥料缓释载体以及活性炭的原料等；生物质气化气既可送入燃气锅炉燃烧供热，也可送入大容量高参数燃煤锅炉耦合发电，利用燃煤锅炉发电效率高和污染物集中治理超低排放的优势，大幅提高生物质发电效率，提高电厂经济性，同时降低每KW CO₂排放量。目前生物质气化炉有上吸式固定床气化炉、下吸式固定床气化炉、链条炉排气化炉、流化床及循环流化床气化炉。上吸式固定床气化炉、下吸式固定床气化炉容量较小，生物质处理量3t/h以下；链条炉排气化炉，目前只应用于稻壳气化，稻壳处理量不大于3t/h，当块状生物质气化时，存在气化不透的问题，即生物质不能完全碳化。要满足大型燃煤锅炉耦合生物质气化发电，循环流化床几乎是唯一选择，但是，循环流化床对生物质粒度及水分要求较高，对于木质颗粒希望粒度小于20mm，对于秸秆来说，长度不希望超过50mm，同时生物质的水分不超过15％。循环流化床气化炉得到的生物质炭通常是粒径小于6mm的颗粒及粉末，对于希望得到块状生物质炭或不改变生物质原来形状的，以及水分高过15％的生物质来说，循环流化床就难以胜任。此外，由于气化炉出口燃气温度为700-800℃，对后续引风机等设备要求过高，需要降低可燃气体温度至450℃左右。现有技术采用导热油换热器将可燃气体冷却至450℃，然后导热油与水或空气等进行二次换热，存在导热油换热器换热面积大，投资成本高，系统复杂，并且，目前导热油最高允许加热温度至360℃，因此导热油换热器壁面温度低于400℃，大分子焦油容易沾污在换热器上，影响传热，需要定期清理。

发明内容

本发明的目的是为解决目前链条炉排气化炉、循环流化床气化炉及可燃气体降温的问题，并为了实现生物质气化与燃煤耦合发电的同时，高效生产生物炭的目的，进而提供一种往复炉排气化耦合燃煤发电联产生物炭的装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种往复炉排气化耦合燃煤发电联产生物炭的装置，包括生物质往复炉排气化炉、立式渐缩渐扩裂解器、开口U型水冷绞龙、旋转阀给料器、旋风分离器、引风机、燃气阀门、生物炭水冷绞龙一、生物炭水冷搅龙二、放散燃烧器、排空阀及至少六个风室；

所述生物质往复炉排气化炉包括往复炉排及设置在往复炉排上部的气化炉膛，所述往复炉排下部设置有至少六个风室，往复炉排末端设置有开口U型水冷绞龙，所述开口U型水冷绞龙出口设置生物炭水冷绞龙一，所述气化炉膛顶部出口与立式渐缩渐扩裂解器入口连接，所述立式渐缩渐扩裂解器出口与旋风分离器入口连接，所述旋风分离器生物炭出口设置有生物炭水冷搅龙二，旋风分离器燃气出口与引风机入口连接，所述引风机出口与大型燃煤锅炉连接，引风机与大型燃煤锅炉之间设置有燃气阀门，立式渐缩渐扩裂解器入口设置有旋转阀给料器，气化炉膛顶部设有燃气放散口，所述燃气放散口端部设有放散燃烧器，燃气放散口上设有排空阀。

一种往复炉排气化耦合燃煤发电联产生物炭的方法，所述方法步骤是：