燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置及工艺
专利汇可以提供燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置及工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种燃 煤 耦合 生物 质 、垃圾、 污泥 气化 燃烧 热电联产 装置及工艺，它在现有火电 锅炉 、 汽轮机 和发 电机 的 基础 上，引入全新的旋 风 式 流化床 气化炉、旋风分离器和旋风式 低热值气体 燃烧机，获得的气化燃气直接高温燃烧，获得的高温烟气达到1200℃以上直接通入火电锅炉；本发明可用于多种生物质、有机垃圾，污泥且能防止产生结焦，具有保证系统连续运行、热值利用充分、工艺流程较短、运行成本较低的优点，并能很好的与现役发电站耦合实现热电联产平衡，完全满足国家提出的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥发电的要求，有助于实现节能减排目标。，下面是燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置及工艺专利的具体信息内容。
1.一种燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置，包括依次相连的火电锅炉、汽轮机和发电机，其特征在于还包括旋风式流化床气化炉、旋风分离器和旋风式气体燃烧机；旋风式流化床气化炉包括支座、炉体、联于炉体上部的排气管及联于炉体底部的锥形排料斗，锥形排料斗的出口与螺旋灰渣机相连；在锥形排料斗上方的炉体下部联有一根以上的一次风管，每根一次风管均沿炉体切向设置且联有一次风机，在与一次风机对应的炉体内下部间隔的固设有夹套，在夹套上方的炉体设有一段水平的挡板；一燃料仓通过闭风式卸料器与燃料给料螺旋式输送机相连，燃料给料螺旋式输送机的出口与挡板上方的炉体相连，在挡板上方的炉体联有一根以上沿炉体切向设置的二次风管，二次风管均联有二次风机；在二次风管上方的炉体上部联有床料给料螺旋式输送机；旋风式气体燃烧机包括从上至下相联的排烟管、燃烧筒和进气筒，排烟管的下端位于燃烧筒内，在进气筒上端固设有数个燃烧嘴，在燃烧筒内固设有内筒，内筒侧壁在径向位于燃烧筒侧壁与排烟管之间，内筒与燃烧筒的侧壁、底部和顶部均呈间隙设置，在与内筒中部对应的燃烧筒侧壁联有一根以上的助燃风管，每根助燃风管均沿燃烧筒的切向设置且联有助燃风机；排气管通过旋风分离器与进气筒相连，旋风分离器的排料口与炉体内相连；排烟管与火电锅炉的燃料进口相连。
2.根据权利要求1所述的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置，其特征在于：在夹套的外侧壁和内筒的外侧壁均联有数块换热片。
3.根据权利要求1或2所述的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置，其特征在于：在一次风管、二次风管和助燃风管上均设有调节阀。
4.根据权利要求1或2所述的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置，其特征在于：所述燃烧嘴均为陶瓷燃烧嘴。
5.根据权利要求1或2所述的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置，其特征在于：闭风式卸料器还通过缓存仓与燃料给料螺旋式输送机相连。
6.根据权利要求1或2所述的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置，其特征在于：旋风分离器还通过旋风除尘器与进气筒相连。
7.根据权利要求1或2所述的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置，其特征在于：排烟管通过三通阀与火电锅炉的燃料进口相连，三通阀还与余热锅炉的烟气进口相连；火电锅炉和余热锅炉的烟气出口均与火电尾气处理系统相连。
8. 用于如权利要求1所述装置的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产工艺，其特征在于包括以下步骤：A）投料：将颗粒燃料投入燃料仓内，再通过闭风式卸料器和燃料给料螺旋式输送机以连续、闭风方式投入炉体内；B）气化：一次风机和二次风机启动，一次风被夹套阻隔、与夹套换热后从上、下方折流后以旋流方式喷入炉体下部、再向上吹起，在炉内形成流化风，在炉体内点火，较重的燃料颗粒落入锥形排料斗内并将其封闭，避免漏风，此为静相区，进行低温气化，灰渣由螺旋灰渣机排出；重量稍轻的燃料颗粒聚集在夹套对应的密相区，进行中温气化；通过二次风管旋风式的喷入二次风，燃料与二次风高速混合均匀，以提高炉内上部稀相区的温度，进行快速地高温气化，实现析出焦油的裂解气化，获得高温燃气；同时由床料给料螺旋式输送机间歇式地送入无机物颗粒作为床料，床料在流化风的作用下停留在稀相区； C ）脱料：产生的燃气进入旋风分离器，分离出燃气中的少量未完全气化燃料颗粒，并送回炉内继续气化；D）燃烧：燃气由正压通入进气筒，经燃烧嘴喷出并在燃烧筒内点燃，同时空气经助燃风管在燃烧筒内沿切向喷入，被内筒阻挡后、分别从上、下方折流后呈旋风式向上吹起，形成流化风，空气在此过程中被内筒预热，在筒内与燃气高速回转、混合、燃烧，可获得高温烟气；E）发电：高温烟气正压通入火电锅炉内，高温烟气使得炉内燃煤的进一步完全燃烧，产生的蒸汽再进入汽轮机推动叶片转动，带动发电机发电。
9.如权利要求8所述的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产工艺，其特征在于步骤D）获得的高温烟气通过三通阀还进入余热锅炉，产生高温蒸汽、进入供热系统。
10. 如权利要求8所述的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产工艺，其特征在于步骤C ）中脱出未完全气化燃料颗粒后的燃气还通过旋风除尘器脱出杂质。
燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产装置及工艺
技术领域
背景技术
我国有大量的电站煤粉和流化床锅炉。发展依托电站煤粉和流化床锅炉的煤和生活垃圾生物质耦合发电技术，充分发挥大容量高参数火力发电厂燃烧温度高、污染物去除率高、发电效率高的技术优势，对于促进生活垃圾资源化，生物质再生能源利用和环境保护有积极意义。
发明内容
用于上述装置的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产工艺，其特征在于包括以下步骤：A）投料：将颗粒燃料投入燃料仓内，再通过闭风式卸料器和燃料给料螺旋式输送机以连续、闭风方式投入炉体内；B）气化：一次风机和二次风机启动，一次风被夹套阻隔、与夹套换热后从上、下方折流后以旋流方式喷入炉体下部、再向上吹起，在炉内形成流化风，在炉体内点火，较重的燃料颗粒落入锥形排料斗内并将其封闭，避免漏风，此为静相区，进行低温气化，灰渣由螺旋灰渣机排出；重量稍轻的燃料颗粒聚集在夹套对应的密相区，进行中温气化；通过二次风管旋风式的喷入二次风，燃料与二次风高速混合均匀，以提高炉内上部稀相区的温度，进行快速地高温气化，实现析出焦油的裂解气化，获得高温燃气；同时由床料给料螺旋式输送机间歇式地送入无机物颗粒作为床料，床料在流化风的作用下停留在稀相区； C ）脱料：产生的燃气进入旋风分离器，分离出燃气中的少量未完全气化燃料颗粒，并送回炉内继续气化；D）燃烧：燃气由正压通入进气筒，经燃烧嘴喷出并在燃烧筒内点燃，同时空气经助燃风管在燃烧筒内沿切向喷入，被内筒阻挡后、分别从上、下方折流后呈旋风式向上吹起，形成流化风，空气在此过程中被内筒预热，在筒内与燃气高速回转、混合、燃烧，可获得高温烟气；E）发电：高温烟气正压通入火电锅炉内，高温烟气使得炉内燃煤的进一步完全燃烧，产生的蒸汽再进入汽轮机推动叶片转动，带动发电机发电。
作为本发明的一种优选，所述燃烧嘴均为陶瓷燃烧嘴；陶瓷具有热容高的特点，可对喷入的燃气加热，提高燃烧效果；
作为本发明的一种优选，所述闭风式卸料器还通过缓存仓与燃料给料螺旋式输送机相连；缓存仓可实现燃料颗粒的连续供应，满足气化反应时间短、反应强度高的需要；
作为本发明的一种优选，旋风分离器还通过旋风除尘器与进气筒相连；旋风除尘器可脱出燃气中的杂质，提高燃气纯度；
作为本发明的一种优选，排烟管通过三通阀与火电锅炉的燃料进口相连，三通阀还与余热锅炉的烟气进口相连；火电锅炉和余热锅炉的烟气出口均与火电尾气处理系统相连；
相应的，获得的高温烟气可通过三通阀进入余热锅炉，产生高温蒸汽、进入供热系统；也可把余热蒸汽再通入主锅炉增温增压后用于发电，有利于系统调峰。
具体实施方式
8；在二次风管16上方的炉体上部联有床料给料螺旋式输送机17；旋风式流化床气体燃烧机
104包括从上至下相联的排烟管21、燃烧筒22和进气筒23，排烟管21的下端位于燃烧筒22内，进气筒23的下段为锥筒，在进气筒23上端固设有数个陶瓷燃烧嘴24，在燃烧筒22内固设有内筒25，内筒25通过数根连杆与燃烧筒22的内壁固联，在内筒25的外侧壁固联有数块换热片29，内筒25侧壁在径向位于燃烧筒22侧壁与排烟管21之间，内筒25与燃烧筒22的侧壁、底部和顶部均呈间隙设置，在与内筒25中部对应的燃烧筒22侧壁联有两根助燃风管26，每根助燃风管26均沿燃烧筒22的切向设置且联有助燃风机27，在助燃风管26上均设有风量风压调节阀28；旋风分离器102的排气口通过旋风除尘器103与进气筒23相连，排烟管21通过三通阀105与火电锅炉106的燃料进口相连，三通阀105的另一出口还与余热锅炉109的烟气进口相连；火电锅炉106和余热锅炉109的烟气出口均与火电尾气处理系统110相连；
用于上述装置的燃煤耦合生物质、垃圾、污泥气化燃烧热电联产工艺，包括以下步骤：
A）投料：将颗粒燃料投入燃料仓11内，再通过闭风式卸料器12、缓存仓13、燃料给料螺旋式输送机14以连续、闭风方式投入炉体2内；B）气化：一次风机7和二次风机16启动，一次风被夹套9阻隔、与夹套9及换热片18换热后从上、下方折流后以旋流方式喷入炉体下部、再向上吹起，在炉内形成流化风，在炉体内点火，较重的燃料颗粒落入锥形排料斗4内并将其封闭，避免漏风，此为静相区，进行低温气化，灰渣由螺旋灰渣机5排出；重量稍轻的燃料颗粒聚集在夹套9对应的密相区，进行中温气化；通过二次风管15旋风式的喷入二次风，燃料与二次风高速混合均匀，以提高炉内上部稀相区的温度，进行快速地高温气化，实现析出焦油的裂解气化，获得高温燃气；同时由床料给料螺旋式输送机17间歇式地送入轻质高热容的无机物颗粒作为床料，如陶瓷、氧化铝和石英砂颗粒，床料在流化风的作用下停留在稀相区； C ）脱料：产生的燃气进入旋风分离器102，分离出燃气中的少量未完全气化燃料颗粒，并送回炉内继续气化；燃气再进入旋风除尘器103，脱出杂质；D）燃烧：燃气在一次风机7和二次风机16的正压下通入进气筒23，经陶瓷燃烧嘴24喷出并在燃烧筒22内点燃，同时助燃风机27启动，空气经助燃风管26在燃烧筒22内沿切向喷入，被内筒25阻挡后、分别从上、下方折流后呈旋风式向上吹起，形成流化风，空气在此过程中被内筒25和换热片29预热，在筒内与燃气高速回转、混合、燃烧，可获得高温烟气；E）发电：高温烟气经三通阀105正压通入火电锅炉106内，高温烟气使得炉内燃煤的进一步完全燃烧，产生的蒸汽再进入汽轮机107推动叶片转动，带动发电机108发电；高温烟气也可经三通阀105正压通入余热锅炉109，产生高温蒸汽、进入供热系统110；也可把余热蒸汽再通入主锅炉增温增压后用于发电，有利于系统调峰；火电锅炉106和余热锅炉109的排出烟气均进入火电尾气处理系统110，净化后排出。
1000—1200℃，保证高温气化的连续进行，燃气出口温度可达1100℃以上；高温气化可大幅提高气化效率和产气量，并大幅减少燃气中的焦油含量，大幅提高气化效率和产气量，气化速率产气能力比传统气化炉可以提高80—100%；燃烧筒22内的燃气在高压空气离心力的作用下与空气实现均匀混合，避免中心燃烧区温度的较大波动，燃烧效果好，获得高温烟气，温度可达1300—1500℃以上，具有燃烧充分、燃气利用率高的优点；获得的燃气因焦油含量低，可直接燃烧产生烟气，无需降温、脱焦，工艺流程较少、运行成本较低；高温烟气正压经过三通阀105可以直接进入现役煤粉或流化床锅炉，从而减少低热值燃气降温后再次进入现役锅炉燃烧时带来的不利运行工况条件，可完全保证原系统的平稳运行，还能提高火电锅炉的燃烧效率；通入的高温烟气可替代部分燃煤；三通阀105可火电锅炉106和余热锅炉
109的随机平稳转换，对实现现有发电站改造实现热电联产提供了最好的解决方案和技术耦合路线，完全满足国家提出的燃煤耦合生物质、垃圾发电的要求，有助于实现节能减排目标。
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