[发明专利]一种低焦油生物质气化发电系统

说明书

本发明涉及一种低焦油生物质气化发电系统，系统增加了燃烧部分，在气化系统起炉过程也带来较大便利，可直接通过小型流化床系统燃烧热对气化系统进行暖炉，可大量节约起炉时燃油的消耗；流化床燃烧产生的热量通过汽水系统回收，并通过小型汽轮机进行发电，实现残炭中化学能的转化回收，另一方面，通过对出气化炉的高温气化气及内燃机发电后的高温排气均可经过换热器进行回收，采用有机朗肯循环系统实现烟气及工艺余热的回收，实现气化系统能源转化率的显著提高。

技术领域

本发明涉及一种发电系统，特别涉及一种低焦油生物质气化发电系统。

背景技术

气化是一种常见的生物质能转换方式，具有清洁、高效、燃料适应性强及运行灵活等特点，具有广阔的应用前景。在各种生物质气化技术中，下吸式气化炉产气中具有最低的焦油含量，约为0.5g/Nm³；而上吸式最多，可达50g/Nm³；流化床气化炉则适中，大概在8g/Nm³。三种气化技术中，流化床气化适用于大规模应用，上吸式气化具有最高能源转化效率，而现有的下吸式气化技术虽然产气中具有最低的焦油含量，但仍然存在产气品质的稳定性较差，气化规模偏小、能源利用率偏低等问题。

传统下吸式生物质气化炉虽然焦油含量低，但是焦炭的转化效率不高，且系统规模也难以放大，整体气化效率仅15%，远低于一般用能设备或能量转化设备，如燃煤发电厂整体效率可达40%，天然气的热电联产（CHP）甚至可达80%以上，可见气化转化技术在转化效率上还有较大提升空间。据检测，两段式下吸气化炉中焦炭的含碳量占比在50%左右，这部分能源资源不能得到合理利用，对气化系统效率影响显著。

另一方面，下吸式气化炉中，焦炭对焦油的反应活性是决定下吸式气化炉产气中焦油含量的关键因素，虽然焦炭对焦油脱除效果显著，但由于炭层在脱除焦油过程中大量发生“积炭失活”过程，要想进一步且稳定的降低气化气焦油含量，提高气化效率，需要采用其它更加有效的方法。

发明内容

本发明是针对现在采用下吸式生物质气化炉进行气化发电存在的问题，提出了一种低焦油生物质气化发电系统，充分利用下吸式气化炉炭层在焦油脱除中发挥的重要作用，通过有效提高炭层中焦炭反应活性来提高气化炉对焦油脱除效率，利用化学链反应原理并结合低品位热源资源化利用技术，开发出一种新型低焦油生物质气化发电系统。

本发明的技术方案为：一种低焦油生物质气化发电系统，包括双级下吸式低焦油气化炉，进料斗，回灰绞龙，进料绞龙，热解筒，喉口空气喷口，回灰分管，循环落灰管，堆积灰炭层，连续除灰旋转炉篦，排灰绞龙，循环流化床主体，流化床布风板，排灰口，旋风分离器；

双级下吸式低焦油气化炉通过进料斗进料，进料斗底部与进料绞龙垂直连接，在进料过程中在进料斗中的双级闸阀对进料和大气环境进行隔离，进料再经进料绞龙输送向前推进，在热解筒入口，新鲜生物质料与回灰绞龙输送的高温循环飞灰直接接触，形成对新鲜生物质料的直接加热，热解过程随着进料绞龙的前行逐步完成，热解产生的热解焦油及热解气经由进料绞龙上部开口处流出，进入气化炉炉膛上端，热解产生的热解焦则在进料绞龙的进一步推送下进入循环落灰管，循环落灰管采用双级闸阀配合使用，将热解焦和飞灰一起送入排灰绞龙，由排灰绞龙将热解焦及飞灰推进循环流化床主体进行循环燃烧，进风通过循环流化床主体底部的布风板进入，焦炭中的化学能释放出来同时形成新的高催化活性生物质焦，部分灰渣通过循环流化床主体底部边上排灰口排放，活性焦再经循环流化床主体上部连接的旋风分离器回收，一部分经回灰分管进入气化炉形成堆积灰炭层，通过连续除灰旋转炉篦将掉落的灰炭层送入排灰绞龙，在排灰绞龙中部再混入循环落灰管出口的热解焦，最终由排灰绞龙送入循环流化床进料口，另一部分则通过回灰绞龙送回热解筒，形成灰分的循环；