[发明专利]一种集成于煤粉锅炉后竖井烟道的生物质热解辅助燃烧系统

说明书

本发明涉及一种集成于煤粉锅炉后竖井烟道的生物质热解辅助燃烧系统，其包括锅炉炉膛、水平烟道、竖井烟道及设置于水平烟道及竖井烟道连接处以受烟气加热的热解炉体，热解炉体的上端连通进料室，热解炉体的下端连通生物炭收集仓连通，热解炉体中部区域连通焦油气冷凝仓连通，热解炉体的上端侧壁通过水蒸气分离器连通可燃气体收集仓，热解炉体内沿轴向设有从上至下径向尺寸逐渐增大的螺旋推进杆；炉膛上设置有燃烧器喷口、稳燃喷口及还原喷口，生物炭收集仓通过磨煤机与烧烧器喷口连接，可燃气体收集连通稳燃喷口及还原喷口。其优点为：热解炉体直接置于烟道内，余热利用效率高；生物质热解得到的可燃气及生物炭可有效辅助锅炉燃烧或用于其它用途。

技术领域

本发明属于生物质能利用和锅炉余热利用领域，具体涉及一种集成于煤粉锅炉后竖井烟道的生物质热解辅助燃烧系统。

背景技术

中国是世界上煤炭资源最为丰富的国家之一，煤电在我国电力供应中占有重要地位。截至2016年底，我国发电装机容量达16.5亿千瓦，其中煤电装机容量9.4亿千瓦，占发电装机总量的57.3％。煤粉炉的使用造成了每年大量的CO2排放。CO2是主要的温室气体，其大量排放会对生态环境造成不利影响。在全球变暖的趋势日益加剧之际，降低煤粉炉CO2排放刻不容缓。

生物质燃料掺烧是目前降低煤粉炉CO2排放的最为经济有效的技术，但由于大部分生物质是能量密度较低的长纤维物质，在实际掺烧应用中存在进料前处理能耗高、进料量较小等问题，限制了其作为煤粉炉补充燃料的应用。

生物质热解是指在没有氧化剂存在或只提供有限氧的条件下，将生物质加热至500℃左右，通过热化学反应将其转化为生物质焦、可燃气及生物油的技术。同生物质原料相比，通过热解制得的生物质焦具有较好的可磨性，其能量密度也得以提高，可以很好的参与煤粉炉掺烧。现有的生物质热解炉大多均是独立设置，未充分考虑与煤粉炉进行配合，以进行合理的能量及物质交换。

现有的生物质热解炉，多是自带电加热板的类型，同时为了保证减少热量损失还需要加设起保温作用的套筒，具体结构如中国发明专利CN101709224A公开的一种生物质螺旋热解装置。现有技术的不足之处在于:需要大量使用本身即为清洁能源的电能，不经济；其螺旋机构为径向尺寸基本保持不变的绞龙状，其仅起到推进物料前进以控制热解时物料在炉内停留时间的作用，不能很好的用于对大颗粒、高纤维素含量的生物质原料进行送料推进且易缠绕细长条状的生物质原料(如秸杆)，也未能有效的对物料进行破碎、研磨；进料过程中不能很好的防止外界空气的进入。

另外，现有的锅炉对烟道余热的利用方式多为通过余热回收装置使水变为高压水蒸汽蓄能，方式过于单一。目前也有研究人员考虑以烟道余热热解生物质原料，如中国发明专利CN 103242869公开了一种利用锅炉烟气低温热解炭化生物质的装置及其方法，但其不足之处在于：需要把锅炉尾部烟道内的烟气引出至位于烟道外的热解炭化炉中，一方面以烟气作为热介质进行热解，产出的热解气热值较低，多数只能重新送入锅炉进行燃烧，不能作为高热值热解气作为它用；另一方面热量损失大，烟气热量在引出管道及热解炭化中均会向外散发热量，造成不必要的能量损失，而且其未设置对热解可燃气及焦油的收集储存装置，而是直接通往锅炉炉膛中，稳定性不好，不易控制，对锅炉的辅助燃烧作用不明显。

发明内容

本发明提供一种集成于锅炉后竖井烟道的生物质热解辅助燃烧系统，旨在克服现有技术中热解炭化炉外设、对生物质炭化后处理方式不合理等不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种集成于煤粉锅炉后竖井烟道的生物质热解辅助燃烧系统，其包括锅炉炉膛、水平烟道、竖井烟道及从上至下倾斜设置于所述水平烟道及竖井烟道连接处以受烟气加热的圆筒状热解炉体，