[发明专利]一种多元燃料提质分离与燃煤电站锅炉耦合工艺系统

说明书

本发明涉及一种多元燃料提质分离与燃煤电站锅炉耦合工艺系统，包括锅炉本体、风烟系统、制粉系统、燃烧系统、热解系统。其特征在于，所用燃料为多元燃料，多元燃料在热解炉中进行热解，热解产物为半焦、焦油、富氢合成气和水；合格半焦不经过制粉系统，采用中间储仓热风送粉工艺送入炉膛燃烧，富氢合成气送入炉膛燃烧，热解系统可以部分或者全部替代原有制粉系统；回收后的水进入燃煤电站水处理系统利用，焦油对外销售；热解乏气经风烟系统处理后排入大气。本发明实现了煤炭和生物质、固体废物、工业固体废物、危险废物等的协同处置；实现了多元燃料中半焦、富氢合成气、焦油的分级分质合理利用；实现了多元燃料中水的回收利用；本发明降低发电成本、提高发电效率、增加电厂收入、提升灵活性调峰能力、减少二氧化碳排放，符合国家和燃煤发电行业可持续发展战略。

技术领域

本发明属于燃煤发电领域，具体涉及一种多元燃料提质分离与燃煤电站锅炉耦合工艺系统。

背景技术

燃煤发电行业经过多年高速发展，燃煤发电行业产能趋于饱和；燃煤成本逐年增大，燃煤成本占燃煤发电成本的比重越来越高；超低排放等国家政策带来的环保压力持续增加；国家要求燃煤发电机组进行灵活性改造，提升机组调峰能力；燃煤发电机组单纯的技术发展也面临瓶颈期，现有燃煤发电机组技术改造的潜力已经挖掘殆尽。燃煤发电行业急需一项综合性技术，充分利用现有资源和技术，实现煤、化、电、废一体化综合应用，在实现节能减排的基础上，缓解燃煤发电行业压力，拓展燃煤电厂经营领域，提高燃煤发电行业整体效益。以可再生能源耦合燃煤发电，实现煤、化、电、废的一体化综合应用，扩大了燃料来源，降低煤电机组燃料费用；降低单位发电煤耗、降低机组发电成本；满足电网深度调峰需求；减少CO₂排放，是未来火电领域高质量发展的关键。

煤电低碳发展实际上就是在不减少发电量的前提下大幅度减少燃煤量。为达到这一目标，主要有3个途径，即煤电升级提效、CCUS（碳捕集、利用和封存）以及可再生能源耦合。煤电提效是过去和目前正着力开展的工作，截至2021年11月底，全国供电煤耗率已降至303.7g/kWh，而目前国内最先进机组的供电煤耗约在260～280g/kWh，可见通过煤电提效进一步降碳的下降空间约为10%，无法满足目前的降碳目标。CCUS可能是在不减少燃煤量的条件下实现低碳煤电的未来技术，但CCUS技术的研发和示范需要解决高成本、高能耗和利用及封存等诸多问题，相信在“3060”推动下，CCUS的创新发展必然会加速，但在10年内可能无法实现大规模推广应用。尤其考虑到我国煤电机组巨大的体量，对于超过50 亿t/a的CO₂排放量，单靠CCUS技术很难实现零碳排放目标。因此，高效煤电+可再生能源耦合是当前煤电低碳发展的主要方向。

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。中国煤炭分类，首先按煤的挥发分，将所有煤分为褐煤、烟煤和无烟煤；干燥无灰基挥发份(V_daf)＜10%为无烟煤；干燥无灰基挥发份(V_daf)＞10%为烟煤，烟煤按挥发分10%～20%、20%～28%、28%～37%和37%四个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤；干燥无灰基挥发份(V_daf)＞37%为褐煤。