[发明专利]一种燃气轮机余热利用的生物质气化系统及气化方法

说明书

一种燃气轮机余热利用的生物质气化系统及气化方法，包括燃气轮机发电系统、空气预热系统、气化系统、蒸汽发生系统、蒸发结晶系统和生物质干燥系统；生物质干燥系统对原料生物质进行干燥，干燥后的生物质从干燥生物质出口经气化生物质入口进入气化系统；气化气进入燃气轮机发电系统后驱动发电机发电；从燃气轮机发电系统流出的的高温烟气分别用于对进入空气预热系统的空气加热、对气化系统中的生物质加热、对蒸汽发生系统中的蒸汽加热、对蒸发结晶系统中的废水加热、对生物质干燥系统中的原料生物质干燥，经梯级利用后产生的低温烟气进入气化系统作为气化剂，减少了气化系统的空气用量，降低了碳排放,同时提高了燃气轮机的余热利用效率。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机余热利用的生物质气化系统及气化方法,属于生物质气化技术领域。

背景技术

生物质资源包括农林废弃物、畜禽粪便、城市生活垃圾等。我国每年可作为能源利用的生物质资源丰富，其中农林废弃物资源量约7.5亿吨，相当于4亿吨标煤。为加快实现碳中和碳达峰，鉴于生物质资源在能源化利用过程的低碳排放特征，国家大力鼓励生物质发电和资源化利用。生物质气化耦合燃气轮机发电是生物质发电的一种新型技术，相比生物质直接燃烧，生物质气化过程反应温度低，粉尘和氮氧化物等污染物排放少，副产物价值高，而且避免了高温腐蚀等生物质燃烧锅炉存在的问题。

CN209383704U公开了一种生物质气化耦合直燃发电系统，通过换热器把生物质气化产生的高温燃气传输至生物质直燃发电系统，不仅增加了锅炉热负荷，且生物质直燃系统存在碱金属结焦的隐患；CN112226238A公开了一种生物质利用一体化装置，通过除尘系统、脱硫系统等把生物质气化后的气体彻底处理干净，但是没有对燃气轮机产生的烟气余热进行回收利用，存在热能浪费；CN209555166U公开了一种高湿生物质气化系统，利用冷却洗涤塔对气化炉的焦油进行回收，由于高湿生物质参与气化，降低了整体热效率。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种燃气轮机余热利用的生物质气化系统及气化方法，该系统和方法不仅能将生物质气化产生的气化气进行燃烧发电，而且对燃烧后的烟气进行多梯级利用，同时将烟气作为气化系统的气化剂，减少气化剂的用量，提高系统能量利用效率的同时减少碳排放；减轻锅炉热负荷，消除碱金属结焦的隐患。

为了实现上述目的，本发明提供一种燃气轮机余热利用的生物质气化系统，包括燃气轮机发电系统、空气预热系统、气化系统、蒸汽发生系统、蒸发结晶系统和生物质干燥系统；

所述燃气轮机发电系统包括燃气轮机，所述燃气轮机上设有燃气入口、空气入口和烟气出口，燃气轮机与发电机通过主轴连接；

所述空气预热系统包括预热空气入口、预热空气出口、预热烟气入口、预热烟气出口和空气换热器；所述预热空气出口与燃气轮机发电系统的空气入口连接，预热烟气入口与燃气轮机发电系统的烟气出口连接；

所述气化系统包括气化气出口、气化生物质入口、焦炭出口、气化烟气入口、气化烟气出口、焦炭储罐、气化剂入口和气化换热管；气化气出口与燃气轮机发电系统的燃气入口连接，焦炭出口与焦炭储罐连接，气化烟气入口与空气预热系统的预热烟气出口连接；

所述蒸汽发生系统包括蒸汽发生烟气入口、蒸汽发生烟气出口、净水入口、蒸汽出口和蒸汽换热器；所述蒸汽发生烟气入口与气化系统的气化烟气出口连接，净水入口通过支路一与外部自来水水源连接；

所述蒸发结晶系统包括结晶烟气入口、结晶烟气出口、废水入口、净水出口和结晶换热器；所述的结晶烟气入口与蒸汽发生系统的蒸汽发生烟气出口连接，净水出口通过支路二与净水入口连接；

所述生物质干燥系统包括干燥烟气入口、干燥烟气出口、原料生物质入口、干燥生物质出口和干燥换热管；所述干燥烟气入口与蒸发结晶系统的结晶烟气出口连接；所述干燥生物质出口与气化系统的气化生物质入口连接，干燥烟气出口与气化剂入口连接。