專利名稱：一種生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)發(fā)電技術領域，特別涉及一種新的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝。
背景技術：
我國是農(nóng)業(yè)大國，生物質(zhì)資源比較豐富，每年僅農(nóng)作物秸稈、薪柴、動物糞便和生 活垃圾等4類生物質(zhì)資源的產(chǎn)量就相當于7. 8億tce，比我國2000年總能源消耗量達的 50%還多。因此利用生物質(zhì)進行發(fā)電和供熱逐漸引起了人們的關注，但目前我國運行的很 多生物質(zhì)直燃電站很難達到較高的利用效率，而生物質(zhì)與煤粉混燃可有效提高燃燒效率， 無需進行鍋爐改造并能有效降低NOx和CO2等有害氣體的排放，是一種低成本、低風險的可 再生能源利用方案。生物質(zhì)與煤粉混燃技術能充分利用現(xiàn)有的發(fā)電技術和設備，投資成本低，風險小， 燃料效率高，同時能夠減少CO2等溫室氣體的排放，成為生物質(zhì)能發(fā)電的關鍵技術之一，其 又可分為燃前混合法、直接混燃法、氣化混燃法。與前兩種混燃方法相比，氣化混燃技術 將生物質(zhì)氣化為可燃氣體，然后與煤粉混燃的方式有以下優(yōu)勢(1)氣化混燃能夠避免直 接混燃法所需要進行的燃料預處理、燃料輸送以及可能引起的鍋爐結(jié)渣、腐蝕等問題；(2) 避免了燃前混合法由于燃料輸送造成的對生物質(zhì)種類的限制；(3)確保煤灰和生物質(zhì)灰分 開，使得煤灰成分不受影響；(4)可燃氣體與煤粉搶氧燃燒，形成較低的氧濃度區(qū)，有利于 減少NOx的生成，而且可燃氣體作為一種還原性氣體，能夠?qū)Ox還原，進一步減少NOx的 排放。雖然目前我國政策法規(guī)并沒有采取相應的激勵機制來推動混燃技術的發(fā)展而電力行 業(yè)也沒有重視生物質(zhì)和煤混燃技術。然而無論從技術上還是從燃燒效率以及環(huán)境效益上 看，生物質(zhì)與煤混燃技術都是一項比純生物質(zhì)發(fā)電技術更優(yōu)越的技術。因此對于生物質(zhì)與 煤混燃若有合理的工藝保證混燃后鍋爐的燃燒效率及環(huán)境效益，對于我國生物質(zhì)與煤粉混 燃的市場化，減少CO2氣體及NOx的排放，轉(zhuǎn)變我國能源結(jié)構(gòu)具有十分現(xiàn)實和深遠的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，達到緩解爐內(nèi)結(jié)渣和降 低NOx排放的目的。本發(fā)明基于以下系統(tǒng)實現(xiàn)生物質(zhì)氣化爐與高溫除塵凈化設備串聯(lián)后連接到煤粉 爐的生物質(zhì)氣噴口，磨煤機、排粉風機、一次風風箱依次串聯(lián)后連接到煤粉爐的一次風噴口。一種新型生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，其步驟包括將生物質(zhì)通過氣化爐氣化后，生 物質(zhì)氣化氣進入高溫除塵設備中除塵，然后由生物質(zhì)氣噴口噴入煤粉爐，由煤粉制備系統(tǒng) 得到的煤粉從噴入煤粉爐，與生物質(zhì)氣化氣混合燃燒。所述生物質(zhì)氣化氣經(jīng)由高溫除塵凈化設備凈化后，除去生物質(zhì)氣化氣中的粉塵及 末燃盡碳，避免低溫除塵將生物質(zhì)氣化氣冷卻，有利于提高生物質(zhì)氣化氣能量的利用效率。所述生物質(zhì)氣化氣的主要成分為CO、H2、CH4, CO2, N2。所述生物質(zhì)氣化氣與煤粉采用四角切圓方式或?qū)_方式進入煤粉爐，摻燒熱量比為5%時，生物質(zhì)氣噴口截面積為0. 37m2 0. 89m2，噴入速度為20m/s 60m/s。所述生物質(zhì)氣化氣與煤粉采用四角切圓方式或?qū)_方式進入煤粉爐，摻燒熱量比 為5% 12%時，生物質(zhì)氣噴口截面積為0. 89m2 2. 67m2，噴入速度為20m/s 60m/s。所述生物質(zhì)氣化氣與煤粉采用四角切圓方式或?qū)_方式進入煤粉爐，摻燒熱量比 為12% 15%時，生物質(zhì)氣噴口截面積為1. Ilm2 3. 34m2，噴入速度為20m/s 60m/s。所述生物質(zhì)氣化氣從煤粉爐的最底層噴入，以達到最高的NO脫除率。所述生物質(zhì)氣化氣與煤粉的混燃熱量比不超過50%，以保證鍋爐效率。本發(fā)明的有益效果為將生物質(zhì)氣與煤粉混燃時，隨著混燃比例的提高，爐內(nèi)溫度 水平逐步降低，可有效緩解爐內(nèi)結(jié)渣。將生物質(zhì)氣從最下層噴口噴入，形成生物質(zhì)氣與煤搶 氧燃燒，形成較低氧氣濃度，能有效降低NO的生成，而且生物質(zhì)氣可以進一步還原NOx，從 而實現(xiàn)降低NOx排放水平的目的。隨著混燃比例的提高，NOx的排放水平逐步降低。本發(fā) 明實現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保的雙重目的。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標號1-氣化爐；2-高溫除塵設備；3-煤粉爐；4-磨煤機；5-排粉風機；6_—次風風箱； A-生物質(zhì)氣噴口 ；B-—次風噴口。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種新的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，下面通過附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。如圖1所示，氣化爐1與高溫除塵設備2串聯(lián)后連接到煤粉爐3的生物質(zhì)氣噴口 A，磨煤機4、排粉風機5、一次風風箱6依次串聯(lián)后連接到煤粉爐3的一次風噴口 B。本工藝的具體步驟為將生物質(zhì)在氣化爐1中氣化，生物質(zhì)氣化氣的主要成分為 0)、氏、014、0)2、隊，另含有煙塵及!1(1、!^等少量有害氣體。從氣化爐1中產(chǎn)出的生物質(zhì)氣 化氣通入高溫除塵設備2中，除去從氣化爐中帶來的煙塵。將凈化后的生物質(zhì)氣化氣從煤 粉爐3最下層生物質(zhì)氣噴口 A噴入。煤通過磨煤機4磨制，再由排粉風機5、一次風風箱6 輸送進入煤粉爐3中，煤粉從煤粉爐的一次風噴口 B噴入，采用四角切圓的燃燒方式，將煤 粉與生物質(zhì)氣混燃。實施例1 以發(fā)電廠的600麗機組鍋爐為例，采用四角切圓燃燒方式，燃煤量為116.37kg/ s，煤低位發(fā)熱量為14. 7MJ/kg，摻燒生物質(zhì)氣化氣的組分按體積比為C0:25.5%，H2 18. 5%, CH4 1%, CO2 5. 3%, N2 49. 7%，摻燒量為 20 萬噸 / 年時，摻燒比為 5%0實施例2 40萬t/y(摻燒比8%)時，生物質(zhì)氣化氣從生物質(zhì)氣噴口 A噴入，噴口長0. 705m， 寬0. 305m,生物質(zhì)氣噴入截面積為1. 72m2，噴入速度為20. 67m/s, NO脫出率可達60% ；摻 燒量為75萬t/y (摻燒比為15% )時，噴入截面積為1.72m2，噴入速度為38. 75m/s，NO脫 除率可達66%。
權(quán)利要求
一種新型生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，其特征在于，將生物質(zhì)通過氣化爐(1)氣化后，生物質(zhì)氣化氣進入高溫除塵設備(2)中除塵，然后由生物質(zhì)氣噴口噴入煤粉爐(3)，由煤粉制備系統(tǒng)得到的煤粉從噴入煤粉爐，與生物質(zhì)氣化氣混合燃燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，其特征在于，所述生物質(zhì)氣化氣 經(jīng)由高溫除塵設備(2)凈化后，除去生物質(zhì)氣化氣中的粉塵及未燃盡碳，避免低溫除塵將 生物質(zhì)氣化氣冷卻，有利于提高生物質(zhì)氣化氣能量的利用效率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，其特征在于，所述生物質(zhì)氣化氣 與煤粉采用四角切圓方式或?qū)_方式進入煤粉爐(3)，摻燒熱量比為5%時，生物質(zhì)氣噴口 截面積為0. 37m2 0. 89m2，噴入速度為20m/s 60m/s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，其特征在于，所述生物質(zhì)氣化氣 與煤粉采用四角切圓方式或?qū)_方式進入煤粉爐(3)，摻燒熱量比為5% 12%時，生物質(zhì) 氣噴口截面積為0. 89m2 2. 67m2,噴入速度為20m/s 60m/s。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，其特征在于，所述生物質(zhì)氣化氣 與煤粉采用四角切圓方式或?qū)_方式進入煤粉爐(3)，摻燒熱量比為12% 15%時，生物 質(zhì)氣噴口截面積為1. Ilm2 3. 34m2，噴入速度為20m/s 60m/s。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，其特征在于，所述生物質(zhì)氣化氣 從煤粉爐(3)的最底層噴入，以達到最高的NO脫除率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝，其特征在于，所述生物質(zhì)氣化氣 與煤粉的混燃熱量比不超過50%，以保證鍋爐效率。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物質(zhì)發(fā)電技術領域，特別涉及一種新的生物質(zhì)氣與煤粉混燃工藝。該工藝由生物質(zhì)氣化系統(tǒng)、高溫除塵系統(tǒng)、煤粉鍋爐及其輔助系統(tǒng)組成；生物質(zhì)在氣化爐中氣化，產(chǎn)生的生物質(zhì)氣化氣進入高溫除塵系統(tǒng)，去除固體顆粒，隨后將高溫生物質(zhì)氣噴入煤粉爐，在煤粉爐中進行燃燒。該工藝實現(xiàn)了低熱值燃料的高效合理利用，能夠避免生物質(zhì)直接混燃過程中出現(xiàn)的鍋爐結(jié)渣和監(jiān)控等問題，有效降低NOX等污染物的排放量，提高燃燒效率；同時可以使煤灰成分不受影響，確保后期的有效利用，達到節(jié)能與環(huán)保雙重目的。
文檔編號F23D17/00GK101881455SQ20101022487
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者劉文毅, 張俊姣, 楊勇平, 董長青, 趙芳芳, 陸強 申請人:華北電力大學