一种煤气与粉煤协同发电、多联产装置及方法_2

文档序号:8455634阅读:来源:国知局
行掺烧的气化-热解耦合反应器所产生的煤气低位热值为 4000 ?8000kJ/Nm3。
[0023]与直接燃煤发电技术相比,本发明具有明显的技术优势,可产生如下的有益效果:
[0024]I)将煤基清洁燃料制备与燃气发电技术进行了高度集成;
[0025]2)实现了煤炭资源的高效、清洁及梯级利用;
[0026]3)与煤炭直接燃烧相比,煤气与煤粉进锅炉混合掺烧,可大幅削减烟气产生量;
[0027]4)热解煤气进锅炉燃烧所产生的烟气中PM2.5及PM 1(|等可吸入颗粒物浓度极低,可实现S02、NOx及铅、铬、镉、砷、汞等重金属的低浓度排放。
[0028]本发明回收的焦油经过净化预处理后,再进行深度加工转化,将其最终转化为液化气、汽油、柴油等清洁燃料;锅炉中煤气与燃料煤的掺烧,可以削减50?70%的热力型及30?50%的燃料型NOx生成。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的整体结构示意图。
[0030]图中:1、原料煤仓2、进料储罐3、进料斗4、锁斗5、加压连续进料器6、气化-热解耦合反应器7、初级除尘器8、深度除尘器9、油-气分离塔10、深度油-气分离塔11、锅炉12、烟气除尘塔13、烟气脱硫塔14、烟气脱硝塔15、烟囱16、焦油储罐17、焦油脱盐塔18、焦油除尘净化塔19、焦油预加氢反应塔20、焦油加氢精制反应塔21、焦油脱盐塔进料泵22、焦油除尘净化塔进料泵23、焦油预加氢反应塔进料泵24、焦油精制产物精馏塔25、焦油缓冲罐26、石脑油储罐27、柴油储罐28、气化-热解耦合反应器进料喷嘴29、锅炉进料喷嘴30、气化-热解耦合反应器出口 31、锅炉炉膛燃烧器喷嘴(31) 32、锅炉对流换热段的燃烧器喷嘴33、补充助燃空气喷嘴34、锅炉烟气出口 35、循环烟气管线36、精馏塔顶出口 37、精馏塔底出口 38、焦油精制产物精馏塔入口 39、锅炉底部预热空气入口 40、冷空气。
【具体实施方式】
[0031]为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明晰,下面结合附图及实施例,对本发明所进行进一步详细说明。
[0032]参见图1,本发明的装置包括煤粉进料装置以及与煤粉进料装置相连的气化-热解耦合反应器6和锅炉11 ;气化-热解耦合反应器6输出的含焦油及灰分的粗煤气与除尘、分离装置相连,由除尘、分离装置回收的粗煤气中的焦油送入后续焦油处理装置得到石脑油和柴油,含焦油及灰分的粗煤气经除尘、分离装置后分为两个支路进入锅炉11中燃烧,一个支路的煤气通过锅炉炉膛上部的燃烧器喷嘴31进入锅炉11中与燃料煤进行混掺燃烧,另一个支路的煤气通过锅炉对流换热段的燃烧器喷嘴32进入锅炉11,与经补充助燃空气喷嘴33进入锅炉11对流换热段的预热空气、出炉膛经过辐射换热后的烟气相混合进行二次燃烧,并与锅炉11中的过热换热器、再热换热器、省煤器、空气预热器进行对流换热,锅炉11过热换热器及再热换热器所产生的过热蒸汽及再热蒸汽分别通过过热蒸汽高压透平、再热蒸汽中压透平驱动发电机组发电,锅炉11底部烟气出口 34所排出的烟气经后续烟气处理装置后排出;
[0033]冷空气40经锅炉空气预热器预热后分也分成两个支路,一路经锅炉11底部预热空气入口 39进入锅炉11炉膛,另一路经补充助燃空气喷嘴33与出炉膛经过辐射换热后的烟气、经对流换热段的燃烧器喷嘴33进入锅炉11的煤气相混合进行二次燃烧。
[0034]所述的除尘、分离装置包括依次相连的初级除尘器7、深度除尘器8、油-气分离塔9和深度油-气分离塔10,其中初级除尘器7入口与气化-热解耦合反应器6的出口相连,深度油-气分离塔10的出口分两路分别与锅炉炉膛上部的燃烧器喷嘴31、锅炉对流换热段的燃烧器喷嘴32相连,初级除尘器7和深度除尘器8下端出口通过管路与气化-热解耦合反应器6相连,油-气分离塔9和深度油-气分离塔10的下端出口经管路与后续焦油处理装置相连。
[0035]所述的煤粉进料装置包括依次相连的原料煤仓1、进料储罐2、进料斗3、锁斗4和加压连续进料器5。
[0036]所述的后续烟气处理装置包括依次相连的除尘塔12、烟气脱硫塔13和烟气脱硝塔14,经除尘净化后的烟气经引风机23加压后分为两个支路:一路烟气经过循环烟气管线35与加压连续进料器5的入口管线相连,另一路烟气则通过烟囱15外排。
[0037]所述的后续焦油处理装置包括依次首尾相连的焦油储罐16、焦油缓冲罐25、焦油脱盐塔进料泵21、焦油脱盐塔17、焦油除尘净化塔进料泵22、焦油除尘净化塔18、焦油预加氢反应塔进料泵23、焦油预加氢反应塔19、焦油加氢精制反应塔20和焦油精制产物精馏塔24,精馏产物分别由焦油精制产物精馏塔24顶部及底部出口 36、37进入石脑油储罐26和柴油储罐27。
[0038]所述的气化-热解耦合反应器6是以循环倍率范围5?100的循环固体颗粒作为热载体的气化-热解一体化循环流化床热解反应装置。
[0039]所述的锅炉为煤粉炉或循环流化床锅炉。
[0040]所述的锅炉11采用额定出力为35?1025t/h的亚临界锅炉或额定出力为2020t/h的超临界锅炉,通过在10 %?70wt %范围内调整掺烧煤气所占的比例来调节锅炉11的出力。
[0041]其过程如下:先将高挥发分劣质煤种如褐煤、长焰煤、烟煤、焦炭中的一种或几种组成的原料煤经过粉碎、筛分、烘干所得的含水率为1.0?2.0wt%、粒径范围50?400 μ m的粉料加入原料煤仓I中,原料煤仓I中的粉煤依次经过进料储罐2、进料斗3、锁斗4在循环烟气的输送下进入加压连续进料器5,加压连续进料器5在0.1?2.0MPa压力下,分别通过进料喷嘴28、29将原料煤粉稳定输送至气化-热解耦合反应器6、锅炉11,气化-热解耦合反应器6出口 30输出的含焦油及灰分的粗煤气依次经过后续的初级除尘器7、深度除尘器8、油-气分离塔9、深度油-气分离塔10除去除尘、脱除焦油后分为两个支路进入锅炉11中燃烧:一个支路通过锅炉炉膛上部的燃烧器喷嘴31进入锅炉11中与燃料煤进行混掺燃烧,混烧所产生的烟气温度为1200?1400°C ;另外一个支路的煤气通过锅炉对流换热段的燃烧器喷嘴32进入锅炉11,与经补充助燃空气喷嘴33进入锅炉11对流换热段的预热空气、出炉膛经过辐射换热后温度范围750?800°C的烟气相混合进行二次燃烧,二次燃烧所产生的温度范围850?1000°C的烟气再与锅炉11中的过热换热器、再热换热器、省煤器、空气预热器进行对流换热。锅炉11过热换热器及再热换热器所产生的过热蒸汽及再热蒸汽分别通过过热蒸汽高压透平、再热蒸汽中压透平驱动发电机组发电。
[0042]锅炉11底部烟气出口 34所排出的100?120°C的烟气经后续烟气除尘塔12、烟气脱硫塔13、烟气脱硝塔14经除尘净化后再经引风机23加压后分为两个支路:一路烟气经过循环烟气管线35作为输送气将锁斗4输出的原料粉煤输送进加压连续进料器5,加压连续进料器5稳定输送原料煤粉至气化-热解耦合反应器6、锅炉11内;另一路烟气则通过烟囱15外排。
[0043]冷空气40经锅炉空气预热器预热后分也分成两个支路,一路经锅炉11底部预热空气入口 39进入锅炉11炉膛,另一路则经入口 33作为补充助燃空气喷嘴与出炉膛经过辐射换热后温度范围800?900°C的烟气、经对流换热段的燃烧器喷嘴32进入锅炉11的煤气相混合进行二次燃烧。
[0044]油-气分离塔9、深度油-气分离塔10通过吸附、冷凝分离、化学萃取等方式所回收的粗煤气中的焦油依次经焦油储罐16、焦油缓冲罐25后经焦油脱盐塔进料泵21加压后进入焦油脱盐塔17,
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