[发明专利]燃煤锅炉前置生物质超高速自平衡气化混燃装置及方法

权利要求书

1.燃煤锅炉前置生物质超高速自平衡气化混燃装置，其特征在于：包括生物质超高速自平衡气化设备(1)，所述生物质超高速自平衡气化设备(1)前端开设入料口(104)，生物质超高速自平衡气化设备(1)的燃气出口与旋风分离器(2)的进口相连，旋风分离器(2)的出口与燃气换热器(3)的燃气进口连接，燃气换热器(3)的燃气出口与高温燃气风机(9)的一端相连，高温燃气风机(9)的另一端与锅炉(5)内部设置的燃气燃烧器(501)相连；锅炉(5)的尾气出口通过尾气增压混风设备(7)与生物质超高速自平衡气化设备(1)内设置的自平衡返料器风室(102)相连；锅炉(5)的蒸汽出口与汽轮机(6)相连，汽轮机(6)中压段设有蒸汽抽气口，蒸汽抽气口与燃气换热器(3)的蒸汽进口相连，燃气换热器(3)的蒸汽出口还与空气换热器(10)的蒸汽进口相连，空气换热器(10)的蒸汽出口与除氧器(4)的进口相连，除氧器(4)的出口与锅炉(5)的进口相连；空气换热器(10)还设有空气进口与空气出口，空气进口与鼓风机(8)相连，空气出口与生物质超高速自平衡气化设备(1)内设置的自平衡气化设备风室(101)相连。

2.根据权利要求1所述的燃煤锅炉前置生物质超高速自平衡气化混燃装置，其特征在于：所述生物质超高速自平衡气化设备(1)底部为锥形且生物质超高速自平衡气化设备(1)中部设有二次风入口(103)。

3.根据权利要求1所述的燃煤锅炉前置生物质超高速自平衡气化混燃装置，其特征在于：所述尾气增压混风设备(7)包括尾气增压风机和空气混比阀。

4.根据权利要求1所述的燃煤锅炉前置生物质超高速自平衡气化混燃装置，其特征在于：所述自平衡气化设备风室(101)及自平衡返料器风室(102)均设有风帽。

5.根据权利要求1所述的燃煤锅炉前置生物质超高速自平衡气化混燃装置，其特征在于：所述燃气燃烧器(501)布置在两层煤粉燃烧器之间。

6.一种如权利要求1所述燃煤锅炉前置生物质超高速自平衡气化混燃装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)生物质原料、床料通过入料口(104)加入生物质超高速自平衡气化设备(1)，生物质超高速自平衡气化设备(1)产生高温燃气，底部锥段的运行速度为3-7m/s，底部密相区温度为生物质灰熔点以下50～150℃，中部稀相区温度600～920℃，燃气出口温度450-900℃，通过旋风分离器(2)除尘后，燃气经燃气换热器(3)换热，温度降至350-550℃，高温燃气风机(9)将降温后的燃气送入锅炉(5)炉膛内燃气燃烧器(501)燃烧；

(2)锅炉(5)燃烧后的尾气一部分经过尾气增压混风设备(7)增压后，供给至自平衡返料器风室(102)，作为返料风使用，同时利用尾气增压混风设备(7)控制返料风的含氧量，控制自平衡返料器风室(102)温度为生物质灰熔点以下50～200℃；

(3)锅炉(5)产生的高参数蒸汽经汽轮机(6)做功后，从中压段抽出一部分蒸汽，温度为300-450℃，通入燃气换热器(3)将燃气降温，换热后的蒸汽再进入空气换热器(10)与空气换热，换热后的蒸汽进入除氧器(4)，除氧器(4)与锅炉(5)相连；

(4)鼓风机(8)将常温空气送入空气换热器(10)，得到300-500℃高温空气，高温空气送入自平衡气化设备风室(101)作为气化剂使用。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述生物质原料的含水量不高于50％，生物质灰中K、Na含量不超过40％，生物质原料的长度不大于10cm。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤(1)所述入料口(104)处为微负压，负压范围为0～-500Pa。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述床料为耐磨粗床料颗粒，包括石英砂和/或氧化铝球，粒径为0.5～5mm。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤(2)所述返料风的含氧量为1％～21％。