浅析流化床生物质与煤共气化技术方案

合集下载

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析作者:梁彦军袁文洋来源:《科技风》2019年第06期摘;要:近年来,我国能源消费持续增长,在全球应对气候变化的背景下,正面临减少污染物和控制温室气體排放的巨大的国内外的压力,对能源发展提出了更高的要求。

当前,燃煤与生物质气化耦合发电逐渐成为国家可再生能源发展、煤电清洁化、节能环保和低碳改造的重要方向,并发布了多项技术示范项目。

本文以燃煤与生物质气化耦合发电技术方案为主线,进行简要的分析和描述。

关键词:燃煤;生物质气化;耦合;发电利用大型燃煤电站耦合生物质发电,不仅能够充分解决我国农林固废、垃圾和秸秆焚烧问题,可缓解我国煤炭资源紧张的局面,减少有害物质的排放。

同时可增加广大农民的经济收入,提高相关企业的效益和增加碳排放权收益。

下文围绕燃煤与生物质气化耦合发电技术方案展开系列的讨论,其目的在于为此项技术的发展起到一定的推动作用。

一、技术方案以2×350MW超临界燃煤锅炉与1×30MW生物质气化发电技改项目为例,项目建成后将以临近河湖的芦苇为主,以麦秸、棉花秸、玉米秸秆等农林废弃残余物补充燃料实现发电、供热,燃料经过压缩处理后,经循环流化床气化炉气化,形成高温生物质燃气。

燃气经除尘、余热回收,通过风机送入现役煤粉锅炉上新增的燃气燃烧器,达到生物质燃气与煤粉混合燃烧,实现利用高效的现役大型燃煤发电机组耦合生物质发电。

目前大型燃煤电厂已应用了当前国际先进的高效发电、低氮、除尘和脱硫脱硝技术,利用大型电站锅炉设备,对比生物质电厂燃烧效率和除尘脱硫脱硝减排提升效果明显。

同时生物质燃气燃烧器可进一步降低热力型NOx。

设备投资方面,对比生物质电厂,大型电站发展燃煤与生物质气化耦合发电的主设备只增加气化炉和相关辅助设备,减少了汽轮机、发电机、升压站以及烟气净化系统等投资,资金成本较小,基本不需要再增加人员。

在效率方面,生物质气化耦合发电,综合发电效率可达30%以上,生物质燃料可节省20%以上。

生物质与煤混合燃烧技术

生物质与煤混合燃烧技术

生物质与煤混合燃烧技术摘要:生物质与煤混合燃烧技术是一种低成本、低风险可再生能源利用方式。

依据给料方式的不同,混燃可以分为直接混燃和间接混燃两种方式。

受生物质特性的影响,混燃会对原有的锅炉系统产生一定的影响。

系统介绍了混燃过程对系统燃烧特性的影响、对SO2、NOx等污染物排放的影响、以及混燃对锅炉系统的积灰、结焦及腐蚀的影响;并在此基础上对混燃的经济性进行了评价,最后给出了目前的混燃研究中存在的问题以及发展的方向。

生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,生物质具有高挥发分,低N、S含量、低灰份的特性。

其燃烧过程具有CO2零排放的特点,这对于缓解日益严重的“温室效应”有着特殊的意义。

我国是一个农业资源大国,具有丰富的生物质资源,研究生物质资源的充分利用具有十分重要的意义。

常规的生物质直燃发电技术受原料收集储运等条件的限制,存在着投资运行成本高和效率低等缺点。

生物质与煤混燃技术不仅对生物质进行了资源化利用,同时减少了常规污染物和温室气体的排放,是一种低成本、低风险的可再生能源利用方式。

国外从20世纪90年代开始进行生物质和煤混燃技术的相关研究及测试,迄今为止已经在多种炉型上进行了尝试,机组的规模从50MW一直到500MW以上。

荷兰Gelderland电厂635MW煤粉炉是欧洲大容量锅炉混燃技术的示范项目之一,以废木材为燃料,其燃烧系统独立于燃煤系统,对锅炉运行状态没有影响。

系统于1995年投入运行,每年平均消耗约60000t 木材(干重),相当于锅炉热量输入的3%~4%,年替代燃煤约45000t。

芬兰Fortum公司于1999年在电厂的一台315MW四角切圆煤粉炉上进行了为期3个月的混燃测试,煤和锯末在煤场进行混合后送入磨煤机,采用含水率50%~65%(收到基)的松树锯末,锯末混合比例为9%~25%的质量比(体积混合比为25%~50%)。

系统基本上运行良好,但是磨煤机系统出现一些问题。

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析1、技术原理燃煤与生物质气化耦合发电技术,是将煤和生物质材料进行气化处理,使其转化为可燃气体,进而利用发电机组将气体发电的一种技术。

该技术主要分为两个部分:燃煤气化和生物质气化。

燃煤气化主要是采用上下式固定床气化技术,即将煤料放置在气化炉内,经过高温的热解和反应,使之分解成可燃气体,主要包括氫氣、一氧化碳、甲烷等。

生物质气化主要采用流化床气化技术,将生物质材料以流化床的形式进行气化,经过气化反应后,同样会产生可燃气体。

燃煤气化和生物质气化之后,两种可燃气体混合,经过净化和改性之后,进入燃气轮机,在转动燃气轮机的同时,也驱动发电机组发电。

2、技术优点(1)环境友好:由于燃煤与生物质气化结合后,产生的废气中二氧化碳和氮氧化物等有害物质的排放量明显减少,对环境的污染程度大大下降。

(2)资源利用率高:燃煤与生物质气化耦合技术可以最大限度地利用煤炭和生物质等资源,减少资源浪费,并降低生产成本。

(3)电能效率高:该技术方案采用发电机组直接获取可燃性气体发电,而门型燃气轮机效率高,输出功率大,因此该技术的电能效率相对较高。

(4)适应面宽:该技术方案可以利用煤炭、秸秆、木材等生物质资源,适用范围广。

3、技术发展现状目前,燃煤与生物质气化耦合发电技术尚处于发展初期。

虽然已有部分国家和地区开展了相关研究和应用工作,但整个技术链条还没有实现规模化应用。

我国正在加快相关技术研发和应用,力求在技术上实现突破,并在实践中检验技术的可行性和可靠性。

4、技术方案分析考虑到技术的可行性、可靠性、经济性以及绿色环保等方面,建议在技术实践中优先采用生物质的气化进行研究和实验。

在烝优秸秆、木材等生物质中选择材料,采用流化床气化技术提取可燃气体并净化后直接驱动燃气轮机,其余过程与统一燃气轮机技术相同。

在技术研究的同时,还应考虑到技术的可行性和经济性,以期将燃煤和生物质气化技术尽快转化为实用技术。

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析燃煤与生物质气化耦合发电技术是一种将燃煤热能与生物质气化燃气进行耦合利用的发电技术。

通过将燃煤热能和生物质气化燃气进行混合燃烧,可以提高发电效率,降低污染物排放,实现清洁高效发电,有效解决燃煤发电技术在环境污染和资源浪费方面存在的问题。

燃煤与生物质气化耦合发电技术的核心是将煤与生物质气化产生的燃气进行混合燃烧,形成高效利用煤和生物质能源的能量转化系统。

具体的技术方案包括以下几个方面:1. 煤和生物质气化技术:煤和生物质气化是将固体煤和生物质转化为燃气的关键环节。

煤气化技术主要包括固定床气化、流化床气化和喷射式气化等方法,而生物质气化技术则包括固定床和流化床两种主要方式。

通过不同的气化反应器和气化剂,可以获得高质量的煤气和生物质气。

2. 煤气和生物质气的净化技术:由于气化生成的煤气和生物质气中含有大量的灰分、硫分和氮分等杂质,需要通过净化技术进行处理。

净化技术主要包括除尘、脱硫和脱氮等环节,通过使用除尘设备、脱硫设备和脱氮设备,可以将煤气和生物质气中的有害物质去除,减少对发电设备的损害和对环境的污染。

3. 燃煤与生物质混合燃烧技术:煤和生物质气化产生的煤气和生物质气为燃料,需要与燃煤进行混合燃烧。

燃煤与生物质混合燃烧技术可以通过合理的燃料配比和燃烧控制,实现煤和生物质的协同燃烧,提高发电效率和燃烧稳定性。

4. 热能回收技术:在燃煤与生物质气化耦合发电过程中,煤燃烧和生物质气化产生的高温烟气可以通过余热锅炉进行热能回收。

余热锅炉可以将烟气中的热能转化为蒸汽或热水,用于供热或发电。

1. 提高发电效率:燃煤与生物质气化耦合发电技术可以将煤和生物质的热值充分利用,提高发电效率。

生物质气化产生的燃气可以替代部分煤炭,减少煤炭的使用量,提高燃烧效率。

2. 降低污染物排放:燃煤与生物质气化耦合发电技术可以有效降低污染物的排放。

生物质气化产生的燃气中含有低硫和低氮的特点,可以减少燃煤过程中产生的二氧化硫和氮氧化物排放。

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析1. 引言1.1 背景介绍燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析引言在当前全球气候变化日益严重的背景下,燃煤与生物质气化耦合发电技术的研究与应用具有重要的现实意义。

通过对技术的深入研究和优化,可以为我国能源结构调整和环境保护作出积极贡献。

对燃煤与生物质气化耦合发电技术方案的分析和研究具有重要意义。

问题提出随着煤炭资源的日益枯竭和环境污染问题的日益突出,燃煤发电技术逐渐受到质疑,而生物质气化发电技术虽然具有很好的环保性能,但也存在着成本较高和技术难度大的问题。

如何将燃煤和生物质气化技术有效结合起来,充分利用两种资源的优势,实现碳排放减少、能源清洁化等目标,是当前亟需解决的问题。

研究意义1.2 问题提出在这种情况下,燃煤与生物质气化耦合发电技术方案备受瞩目。

这种技术方案可以实现煤炭和生物质的联合利用,充分发挥两者的优势,提高发电效率,减少污染排放。

如何实现燃煤与生物质气化的有效耦合,如何解决技术和经济上的挑战,成为当前研究的重点和难点。

本文将重点对燃煤与生物质气化耦合发电技术方案进行分析,探讨其原理、优势和挑战,并展望未来发展前景。

希望通过本文的研究,为推动清洁能源的发展和环境保护做出贡献。

1.3 研究意义燃煤与生物质气化耦合发电技术的研究意义主要体现在以下几个方面:这项技术可以有效实现能源资源的综合利用,将煤炭和生物质作为能源输入,通过气化转化为合成气,再经过发电机组发电,实现能源的高效利用。

这对于解决煤炭资源日益紧缺和生物质能源利用率不高的问题具有重要意义。

燃煤与生物质气化耦合发电技术的引入可以提高能源利用效率,减少二氧化碳等温室气体的排放,有利于减缓气候变化,保护环境。

这符合现代社会对清洁能源和低碳发展的要求,具有明显的环保意义。

这项技术还可以促进新能源技术的研发和产业化,推动能源结构转型升级,推动我国能源领域的可持续发展。

通过不断完善和推广燃煤与生物质气化耦合发电技术,可以为我国能源安全和经济发展做出重要贡献。

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析【摘要】燃煤与生物质气化耦合发电技术是一种新型的发电方式,结合了燃煤气化技术和生物质气化技术的优势。

本文首先介绍了燃煤气化技术和生物质气化技术的概况,然后深入分析了燃煤与生物质气化耦合发电技术的原理和优势。

接着,通过实际应用案例展示了这种技术的有效性和可行性。

结尾部分讨论了该技术的未来发展方向、对环境和资源的影响以及可持续性评价。

燃煤与生物质气化耦合发电技术的出现为解决能源与环境问题提供了新思路和新方法,对于推动清洁能源发展具有重要意义。

【关键词】关键词:燃煤气化、生物质气化、耦合发电技术、原理分析、优势、应用案例、未来发展、环境影响、可持续性评价。

1. 引言1.1 背景介绍燃煤和生物质是目前主要的能源资源之一,然而它们的利用过程中也存在着一些问题,比如燃煤燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体,对环境造成污染;生物质资源的利用效率不高,无法满足能源需求。

为了解决这些问题,燃煤与生物质气化耦合发电技术应运而生。

通过将燃煤和生物质进行气化反应,生成合成气,再通过气体发电机发电,实现能源高效利用和减少排放的目的。

这种技术方案不仅可以提高能源利用率,减少污染排放,还有利于资源综合利用,具有广阔的应用前景和经济社会效益。

研究燃煤与生物质气化耦合发电技术具有重要的意义和价值,有助于推动能源转型和环境保护。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探讨燃煤与生物质气化耦合发电技术在能源领域的应用前景,分析其优势和特点,并提出未来发展方向。

通过对燃煤气化技术和生物质气化技术的概述,探讨两者的差异和联系,为实现燃煤与生物质气化耦合发电技术提供理论基础和技术支持。

通过对燃煤与生物质气化耦合发电技术的原理、优势和应用案例进行分析,总结其在提高能源利用效率、减少环境污染和实现可持续发展方面的重要作用。

本研究旨在为促进清洁能源技术的发展提供参考和借鉴,推动我国能源生产方式转型升级,实现经济社会可持续发展的目标。

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析

燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析燃煤与生物质气化耦合发电技术是指利用煤炭和生物质进行气化反应,生成合成气,然后通过合成气发电的一种发电方式。

与传统的燃煤发电相比,这种技术方案具有以下几大优势。

燃煤与生物质气化耦合发电技术可以有效降低发电过程中的排放物和污染物。

传统燃煤发电过程中会产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害气体和颗粒物排放,对环境和人体健康造成严重影响。

而通过气化技术,煤炭和生物质的气化反应生成的合成气燃烧后只会产生少量的气体和颗粒物排放,大大减少了对环境的污染。

燃煤与生物质气化耦合发电技术可以促进能源结构的多样化发展。

通过引入生物质资源,可以减少煤炭对能源供应的依赖程度,推动能源结构向低碳、环保的方向发展,有利于促进能源结构的升级和优化。

虽然燃煤与生物质气化耦合发电技术具有以上诸多优势,但在实际应用中仍然存在一些技术和经济上的难点。

燃煤与生物质气化耦合发电技术的气化设备技术相对成熟,但在气化反应的控制和运行稳定性方面仍有待提高。

燃煤和生物质的气化反应受到原料质量、操作参数、气化剂选择等多方面影响,对气化设备的性能和操作水平有着较高的要求。

燃煤与生物质气化耦合发电技术的合成气净化和能源利用方面还需要进一步完善。

合成气中含有一定量的固体颗粒和硫化合物等有害物质,需要进行净化处理,提高合成气的质量。

对合成气的燃烧和发电设备也需要相应的技术改进和调整,以适应合成气的特性。

生物质资源的获取和利用成本较高,也是制约燃煤与生物质气化耦合发电技术发展的主要因素之一。

生物质资源的获取、成型和运输需要一定的成本投入,而且生物质资源的价格受到市场供需、政策支持等多方面因素制约。

燃煤与生物质气化耦合发电技术的投资成本相对较高,是制约其发展和推广的主要因素之一。

气化设备、净化设备、发电设备等都需要大量资金投入,而且气化技术本身复杂度较高,对操作技术和管理水平要求较高。

燃煤与生物质气化耦合发电技术具有较高的技术前景和发展潜力,但在实际应用中仍然存在着一些技术和经济上的难点。

生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用

生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用

生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用摘要:总结了生物质原料的特点及生物质单独气化的缺点;介绍了国内外生物质气化技术及生物质与煤共气化技术的研发与应用现状;分析了在此领域国内外的发展趋势与前景;概括了开展生物质与煤共气化技术研发的意义。

生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。

与煤炭相比,生物质原料具有如下特点:①挥发分高而固定碳含量低。

煤炭的固定碳一般为60%左右;而生物质原料特别是秸秆类原料的固定碳在20%以下,挥发分却高达70%左右,是适合热解和气化的原料。

②原料中氧含量高,灰分含量低。

③热值明显低于煤炭,一般只相当于煤炭的1/2~2/3。

④低污染性。

一般生物质硫含量、氮含量低,燃烧过程中产生的SO2、NOx较低。

⑤可再生性。

因生物质生长过程中可吸收大气中的CO2,其CO2净排放量近似于零,可有效减少温室气体的排放。

⑥广泛的分布性。

生物质气化是生物质利用的重要途径之一。

生物质气化技术已有一百多年的发展历史,特别是近年来,对生物质气化技术的研究日趋活跃。

但生物质单独气化存在一些缺点。

首先,生物质的产生存在季节性,不能稳定供给;其次,由于生物质处理后形成的颗粒具有不规则性,在流化床气化炉内不易形成稳定的料层,需要添加一定量的惰性重组分床料如河砂、石英砂等;第三,生物质单独气化时生成较多的焦油,不仅降低了生物质的气化效率,而且对气化过程的稳定运行造成不利影响。

生物质与煤共气化不仅可以很好地弥补生物质单独气化的上述缺陷,同时在碳反应性、焦油形成和减少污染物排放等方面可能会发生协同作用。

1国外的研究与应用情况(1)生物质气化发电生物质气化及发电技术在发达国家已受到广泛重视,如美国、奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威和瑞典等国家生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。

美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位,美国建立的Battelle生物质气化发电示范工程代表生物质能利用的世界先进水平。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

浅析流化床生物质与煤共气化技术方案毕可军;毛少祥;孔北方;柏林红【摘要】In allusion to problems that the biomass was difficult to gasity independently, author has discussed the co-complemented technical scheme of biomass with coal co-gasification; has introduced the physical property of biomass and its gasification features; has discussed the technical features and process flow for pulverized coal gasification technology with fluidized bed of ash meh collection ; has presented the technical scheme to make co-gasification of biomass with coal on basis of pulverized coal gasification technology with fluidized bed of ash meh collection ; and also has presented the relative solution measures for existing problems.%针对生物质能源难以单独气化的问题,探讨了生物质与煤共气化的互补性技术方案;介绍了生物质的物理性质和气化特性;论述了灰融聚流化床粉煤气化技术的特点和工艺流程;提出了在灰融聚流化床粉煤气化的基础上进行生物质与煤共气化技术方案,对存在的问题提出了相关解决措施。

【期刊名称】《化肥设计》【年(卷),期】2012(050)001【总页数】4页(P29-31,36)【关键词】生物质;煤;灰融聚;流化床;共气化【作者】毕可军;毛少祥;孔北方;柏林红【作者单位】陕西华祥能源科技集团有限公司,陕西西安710075;陕西华祥能源科技集团有限公司,陕西西安710075;陕西华祥能源科技集团有限公司,陕西西安710075;陕西华祥能源科技集团有限公司,陕西西安710075【正文语种】中文【中图分类】TQ546.2目前,我国能源消费过于倚重于煤炭。

煤炭占我国1次能源消费的69%,而新能源和可再生能源在我国能源消费结构中所占比重过低,仅达到9%,与世界平均水平相差甚远。

因此,加快以水电、核电、太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能等为主的新能源和可再生资源的发展,是我国能源结构调整的战略重点。

我国生物质能源具有巨大的潜力。

据统计,全国近年秸杆年产量约6亿t,薪柴年产量(包括木材砍伐的废弃物)约为2亿t,还有大量的人畜粪便及工业排放的有机废料、废渣,每年生物质资源总量折合标煤约为2~4亿t[1]。

长期以来,我国生物质能源的开发和利用以传统的燃烧技术为主,目前正在逐渐发展生物质能源的气化、液化、固化成型等技术。

其中,生物质气化是生物质能源清洁利用的一种主要形式,具有广阔的发展前景。

1.1 体积密度和能量密度低大多数生物质的体积密度远低于煤炭的体积密度。

例如,稻草和稻谷壳的体积密度分别约为50 kg/m3和122 kg/m3,而褐煤和烟煤的体积密度分别为560~600 kg/m3和800~900 kg/m3,无烟煤可高达1 400~1 900 kg/m3。

生物质的能量密度也大幅低于煤炭,热值从7 000 kJ/kg(牛粪)~21 000 kJ/kg(废弃木料)不等,而煤炭的热值从褐煤到无烟煤热值范围为20 000~33 000 kJ/kg。

由于生物质的低体积密度特性,使其运输费、储存费用相对较高,一般认为生物质的利用半径仅为80~120 km,这极大地限制了生物质能的有效利用[2]。

由于生物质的能量密度低,单独气化温度较低,气化时生成的焦油较多,不仅降低了生物质能的利用效率,而且对气化过程的稳定运行造成影响。

此外,由于生物质体积密度和能量密度低,导致生物质气化时对生物质原料的贮存量和需求量巨大。

1.2 生物质组成性质差异大生物质在水分含量、挥发分含量、热值和灰分化学组成上差异巨大。

生物质气化要求提供组成性质相对稳定的生物质,当生物质的原料种类发生变化时,气化气体组成就会受到影响。

例如,稻壳和稻草的气体产物中CO体积分数为10%~20%,而木屑和玉米杆的气体产物中CO体积分数仅为5%~10%[3]。

1.3 水分含量大多数生物质水分含量并不高,但某些生物质如蔗渣、下水道污泥和牲畜粪便水分含量可高达40%~50%。

水分含量高的生物质在气化时会面临点火性能恶化、降低气化操作温度等问题,从而影响气化效率和质量。

1.4 灰成分生物质灰分较低(0.1%~3%),且灰分中碱金属、硅和氯含量高。

灰分低的生物质在单独进行流化床气化时出现床层难以建立、操作难度增加等问题。

灰分中碱金属、硅和氯含量高,在生物质流化床气化时,碱金属与硅等形成低共熔点化合物,会引起床料粘结和后续废热回收设备的结垢、腐蚀等问题。

1.5 生物质供应和价格不稳定由于受季节因素影响,生物质供应不稳定,其单独气化的规模亦受到限制。

同时受播种面积和其他利用方式竞争的影响,生物质的价格不稳定,加大了工业利用的经营风险。

由生物质的物理性质和气化特性可知,生物质单独气化存在一些问题,为此,国内外学者提出了流化床生物质与煤共气化的改进方案,并进行了研究。

2.1 生物质与煤共气化的互补性将生物质与煤在流化床中共气化具有互补性技术优势,具体如下。

2.1.1 产生协同作用煤与生物质的共气化反应是木质生物质有机物质中最弱的共价键发生热裂解,形成的挥发分分解形成很多自由基,这些自由基增加了煤的氧化分解。

木质生物质是富氢物质,脱挥发分过程中产生的氢与煤自由基反应,阻止了二次焦的形成。

木质生物质中的碱金属是煤气化的有效催化剂,促进了煤的催化气化反应。

2.1.2 提高气化温度由于煤热值高,气化温度可达到1 000℃以上,因此煤气中几乎不含焦油。

生物质热值低,气化温度为700~750℃,煤气中焦油含量高,这是生物质气化亟待解决的问题[4]。

将生物质与煤在流化床中共气化,可以形成温度较高的稳定料层,不仅可以保证运行稳定,且在蒸汽气化剂的作用下,可以加速焦油的热裂解,使焦油含量减少,煤气热值提高。

2.1.3 有利于床层建立生物质灰分含量小,单独进行流化床气化难以形成床层,流化特性较差。

生物质与煤流化床共气化,煤作为生物质的流化媒体,可形成流化气化稳定的密相床层。

由于密相床层蓄热量大,且床层内传热传质剧烈,能够为高水分低热值的生物质提供稳定的气化温度(900~1 000℃)。

2.1.4 解决生物质供应的季节性问题由于生物质受季节因素影响,供应不稳定,生物质与煤共气化可以解决生物质供应的季节性问题。

在生物质资源丰富时可以提高生物质的比例,而在生物质资源供应不足时提高煤的比例,以降低生物质工业利用的经营风险。

2.2 生物质与煤流化床共气化技术发展建议目前,国内外对生物质与煤共气化的研究仍停留在热天平和实验室规模的小型流化床气化炉的研究状态[5],尚无生物质与煤共气化的工业化示范装置的运行经验。

为此,笔者建议在灰融聚流化床粉煤气化技术基础上进行生物质与煤共气化技术的开发。

3.1 灰融聚流化床粉煤气化技术流化床煤气化工艺要求炉内必须维持一定的含碳量(一般应大于40%,以维持炉内的还原气氛),在流化状态下渣和料层的分离很困难,且灰渣与飞灰的含碳量均较高。

气化温度经常控制在950℃以下,在此温度下,只能使用反应活性好的煤种,如褐煤、长焰煤,才能获得质量较好的煤气。

灰融聚流化床粉煤气化技术根据射流原理,在流化床底部设计了灰团聚分离装置,形成床内局部高温区,使灰渣团聚成球,借助质量的差异达到灰团与半焦的分离,在非结渣情况下,连续有选择地排出低碳量的灰渣,因此床内含碳量高,床温高(950~1 100℃),使用煤种就放宽了。

3.1.1 技术特点灰融聚流化床粉煤气化技术具有以下特点。

(1)适合煤种范围宽,适合褐煤、烟煤、无烟煤、焦粉等多种原料的气化。

(2)能用粉煤作为原料,且适合高灰、高硫、高灰熔点、低活性煤的气化。

(3)气化炉结构简单,为单段流化床,炉内无转动部件,容易制造和维修。

(4)气化炉内中心高温区使灰渣团聚成灰球,煤粉和灰球有效分离,提高了碳的转化率,降低了灰渣的含碳量。

(5)煤气中夹带的飞灰经第1级旋风除尘器分离回收并返回炉内再进行燃烧、气化,进一步提高了碳的转化率。

(6)煤气中不含焦油,洗涤废水含酚量低,净化简单。

(7)床层温度高,气化强度高。

(8)装置控制容易,生产操作可靠。

(9)该技术具有我国自主知识产权,设备完全可以国产,同等规模下,与国外气化技术相比,投资节省50%左右。

3.1.2 工艺流程灰融聚流化床粉煤气化工艺流程见图1,主要包括进煤、气化、除尘、废热回收、深度除尘、洗涤等系统。

(1)进煤系统。

由备煤系统送入的粒径为0~6 mm的原料粉煤(含水量控制在5%以下)依次进入煤斗、煤锁、给煤斗,由星形给料机控制加煤量,用氮气或二氧化碳吹送粉煤进入气化炉下部。

(2)气化系统。

粉煤在气化炉中主要经过煤的干燥脱水、脱挥发分、煤的气化、灰渣熔聚、从床内分离出灰渣等5个过程。

由分布板进入的蒸汽和氧气的主要作用是使床料流化起来。

由中心管进入的蒸汽和氧气,在喷口附近形成了一个射流高温燃烧区,使灰渣团聚成球。

由环管进入蒸汽和氧气,在一定的气速下,使灰团与半焦分离,在非结渣情况下,连续有选择地排出低碳量的灰渣。

粉煤在气化炉中与气化剂氧气、蒸汽进行反应,生成CO、H2、CH4、CO2、H2S等气体,生成的煤气从上部引出。

气化炉上部直径较大,含细灰的气流气速降低,大部分细灰及未反应完全的半焦回落至气化炉下部继续反应,只有一部分细灰及半焦随气流夹带出气化炉。

(3)除尘系统。

从气化炉上部导出的高温煤气依次进入二级旋风分离器。

从一级旋风分离器分离出的热飞灰由耐高温阀门控制,经料腿用水蒸气吹入气化炉内部进一步燃烧、气化,以提高碳转化率,从二级旋风分离器分离出的少量飞灰排出炉外。

(4)废热回收系统。

从气化炉出来的高温煤气依次进入1#废热锅炉、蒸汽过热器、2#废热锅炉和锅炉给水预热器冷却回收热量,蒸汽过热器产生的过热蒸汽一部分供装置自用,另一部分送入工厂管网。

(5)深度除尘及洗涤系统。

来自锅炉给水预热器的煤气经过深度除尘器系统进一步除尘后,煤气中的粉尘含量由原来的 20.0 g/m3下降到50.0 mg/m3,然后进入洗涤塔洗涤冷却后送入界区。

相关文档
最新文档