一種秸稈類流化床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種秸桿類流化床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱的工藝，屬于生物質(zhì)能源和肥料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源和環(huán)境的雙重壓力下，大力開發(fā)清潔的可再生能源已成為擺在世界各國政府面前的一個非常緊迫的世界性課題。生物質(zhì)能和其他新能源相比，具有可再生、污染少、可運輸和儲存、與現(xiàn)在能源工業(yè)最具相容性等特點，因而特別受到關(guān)注。中國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)林生物質(zhì)特別是秸桿資源豐富、數(shù)量巨大、品種多樣性。在利好的政策背景下，生物質(zhì)資源化利用在中國獲得了長足的發(fā)展，但同時也產(chǎn)生工藝、裝備上的很多問題。
[0003]以往的秸桿類流化床氣化發(fā)電工藝及設(shè)備沒有秸桿炭和肥產(chǎn)品。
[0004]秸桿是農(nóng)業(yè)剩余物，在收獲的季節(jié)，每家每戶的農(nóng)民都會有秸桿產(chǎn)生。在以前，秸桿可以用作農(nóng)戶家燒火燒炕的燃料，也可以用來當做飼料喂養(yǎng)牲畜，還可以慪肥還田，而現(xiàn)在，多數(shù)農(nóng)村家庭炊事采暖也使用煤炭、燃氣等燃料，方便省力，農(nóng)民自己消納秸桿的途徑在逐步減少。每年到了秋收季節(jié)，也是秸桿焚燒的高峰期，污染環(huán)境，政府花了大量精力阻止百姓焚燒秸桿，但是屢禁不止，究其原因，秸桿不燒，留著沒用，百姓頭痛。政府也頭痛，找不到資源化利用的好方法。
[0005]生物質(zhì)氣化作為生物質(zhì)資源化利用中一種熱化學轉(zhuǎn)化的方法，在國內(nèi)多所高校進行了深入研究。研究人員相繼開發(fā)了很多氣化發(fā)電工藝及裝備?？v觀當前生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝及裝備:產(chǎn)品單一，經(jīng)濟效益低；采用濕式凈化系統(tǒng)，系統(tǒng)熱效率低，產(chǎn)生水污染；由于凈化不徹底采用內(nèi)燃機及燃氣輪機發(fā)電，維護成本高，系統(tǒng)穩(wěn)定性差；生物質(zhì)氣化技術(shù)相關(guān)設(shè)備的研制及裝備能力的不足，工業(yè)化的應(yīng)用問題頗多。如武漢力人投資有限公司王良等人開發(fā)的專利《利用生物質(zhì)發(fā)電的方法》、臺灣黃家笙等人開發(fā)的專利《一種生物質(zhì)能循環(huán)發(fā)電工藝及發(fā)電系統(tǒng)》:對原料要求極高，產(chǎn)品單一(沒有秸桿炭)；采用濕式凈化熱損失多，同時增加深度水處理工藝；采用內(nèi)燃機發(fā)電，穩(wěn)定性差，無法工業(yè)化規(guī)?；褂谩?br>[0006]現(xiàn)階段國內(nèi)所上秸桿氣化發(fā)電項目，使用如下工藝:秸桿壓塊+固定床+氣體凈化裝置+內(nèi)燃機發(fā)電(燃氣輪機)。這種系統(tǒng)運行過程中氣化爐產(chǎn)出的可燃氣中含有大量的粉塵和焦油，用于內(nèi)燃機發(fā)電必須對可燃氣進行深度凈化，目前較好的可燃氣凈化方式是水洗加電捕焦，電捕焦對燃氣中氧含量有要求，如超標可能會發(fā)生安全事故，這導致電捕焦法無法推廣使用?？扇細饨?jīng)過水洗凈化，確實去除了幾乎全部的粉塵和可燃氣，但還留有少量焦油，這部分少量焦油嚴重影響了內(nèi)燃發(fā)電機的運行，使得內(nèi)燃發(fā)電機穩(wěn)定性、效率下降及維護費用提高，特別規(guī)?；暇W(wǎng)發(fā)電無法穩(wěn)定運行難以推廣應(yīng)用；這種工藝產(chǎn)品單一，經(jīng)濟效益差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出的是一種秸桿類流化床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱的工藝，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:秸桿類流化床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱的工藝，利用大規(guī)模氣炭聯(lián)產(chǎn)流化床氣化爐，用秸桿類生物質(zhì)氣化制得燃氣作為燃氣鍋爐的燃料，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動蒸汽輪機發(fā)電，同時得肥、熱，具體工藝包括以下步驟:
1)秸桿類生物質(zhì)原料的收集，切斷成20-30mm，若含水率大于20%則
需要干燥至20%左右；
2)秸桿類生物質(zhì)在皮帶的輸送下，通過螺旋進入氣炭聯(lián)產(chǎn)流化床氣化
爐內(nèi)，秸桿類生物質(zhì)在700-850°C條件下氣化產(chǎn)生可燃氣，可燃氣熱值為1100-1200Kcal，溫度 600°C左右；
3)秸桿類生物質(zhì)在氣化過程中得到適合生產(chǎn)炭基復合肥的生物質(zhì)秸桿炭，經(jīng)工業(yè)分析:水分0.4%左右，灰分20%左右，揮發(fā)分12%左右，固定碳68%左右)；
4)熱燃氣經(jīng)過導熱油換熱系統(tǒng)，將溫度降到350°C左右；
5)350°C左右的熱燃氣，熱燃氣中含有焦油，焦油300°C以上為氣態(tài)，可直接通入燃燒器供燃氣鍋爐使用；
6)燃氣鍋爐產(chǎn)生中溫中壓蒸汽推動汽輪機進行發(fā)電同時供熱。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點:
1)本工藝為電、炭、熱三項產(chǎn)品，產(chǎn)品多樣性，提高了經(jīng)濟效益；
2)氣化系統(tǒng)產(chǎn)生的熱燃氣無需凈化直接進入燃燒器燃燒，提高熱效率、無再生污染；
3)發(fā)電系統(tǒng)由燃氣鍋爐提供蒸汽推動汽輪機發(fā)電，設(shè)備穩(wěn)定大大提高，利于規(guī)?；a(chǎn)；
4)鍋爐煙氣對用于氣化的空氣加熱，充分利用余熱，提高鍋爐熱效率。
【附圖說明】
[0010]附圖1是一種秸桿類流化床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱的工藝流程圖。
[0011]附圖2是單機3MW以上的大規(guī)模氣炭聯(lián)產(chǎn)流化床氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]附圖3是布氣結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中的I是進料斗、2是進料螺旋、3是鼓風機、4是布氣結(jié)構(gòu)、5是爐體、6是一級出炭旋風器、7是二級出炭旋風器、8是帶冷卻的出炭螺旋、9是關(guān)風機、10是可燃氣出口、11是氣化劑進口、12是檢查孔、13是布風帽、14是排渣口。
【具體實施方式】
[0014]對照圖1，秸桿類流化床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱的工藝，利用大規(guī)模氣炭聯(lián)產(chǎn)流化床氣化爐，用秸桿類生物質(zhì)氣化制得燃氣作為燃氣鍋爐的燃料，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動蒸汽輪機發(fā)電，同時得肥、熱，具體工藝包括以下步驟:
1)秸桿類生物質(zhì)原料的收集，切斷成20-30mm，若含水率大于20%
則需要干燥至20%左右；
2)秸桿類生物質(zhì)在皮帶的輸送下，通過螺旋進入大規(guī)模氣炭聯(lián)產(chǎn)流化
床氣化爐內(nèi)，秸桿類生物質(zhì)在700-850 °C條件下氣化產(chǎn)生可燃氣，可燃氣熱值為1100-1200Kcal，溫度 600°C左右； 3)秸桿類生物質(zhì)在氣化過程中得到適合生產(chǎn)炭基復合肥的生物質(zhì)秸桿炭，經(jīng)工業(yè)分析:水分0.4%左右，灰分20%左右，揮發(fā)分12%左右，固定碳68%左右)；
4)熱燃氣經(jīng)過導熱油換熱系統(tǒng)，將溫度降到350°C左右；
5)350°C左右的熱燃氣，熱燃氣中含有焦油，焦油300°C以上為氣態(tài)，可直接通入燃燒器供燃氣鍋爐使用；
6)燃氣鍋爐產(chǎn)生中溫中壓蒸汽推動汽輪機進行發(fā)電同時供熱；
所述的生物質(zhì)秸桿炭，如棉桿經(jīng)過測試每kg的秸桿炭中含鉀53g、氮4.3g、磷2.6g，鎂