一种煤电耦合生物质碳化利用系统及锅炉装置的制作方法

本发明属于生物质能源，具体涉及一种生物质再利用技术。

背景技术：

1、生物质是一种宝贵的资源，不仅具有能源属性，还具有原料属性。生物质热解碳化产生的可燃气可以实现生物质的能源利用，产生的生物炭和灰分，可以还田以改良土壤，能够实现生物质的“负”碳特性；同时生物炭还可用作吸附剂，成为加工原料；生物炭也可成为燃料，实现能源的进一步利用。生物质热解碳化能够实现生物质的能源和原料属性，正成为当下生物质利用研究的热门课题。

2、相对于单独建设生物质碳化炉，现代燃煤电厂锅炉具有烟气温度区域宽、温度参数稳定、氧量低、容量大的特点，对生物质碳化利用优势明显，同时燃煤电厂具有丰富的热、汽、电资源，可以降低投资成本。但是现在的生物质碳化炉普遍存在生物质碳化不稳定、锅炉受热面影响较大、适用范围窄、密封性差等问题。

技术实现思路

1、本发明为解决现有的生物质炭化炉存在的生物质碳化不稳定、锅炉受热面影响较大、适用范围窄、密封性差等问题，提出了一种煤电耦合生物质碳化利用系统及锅炉装置。

2、所述系统包括：

3、烟气抽取单元、生物质碳化单元、生物炭收集单元和燃烧单元；

4、所述烟气抽取单元用于抽取烟气；

5、所述生物质碳化单元包括：生物质给料装置和碳化处理装置；所述烟气抽取单元将抽取的烟气输送至所述碳化处理装置底部的烟气入口，所述生物质给料装置用于将生物质输送给所述碳化处理装置的生物质料入口，所述碳化处理装置用于将进入其内部的生物质进行碳化处理，并将处理后的生物质输送给所述生物炭收集单元的收集管道入口；

6、所述生物炭收集单元包括：收集管道、收纳腔，处理后的生物炭经所述收集管道进入到所述收纳腔内部；

7、所述燃烧单元包括：引风机和燃烧器，所述引风机用于将所述碳化处理装置内部气体引入到所述燃烧器内，所述燃烧器用于燃烧引入的气体中的可燃气体。

8、进一步地，提供优选方案：所述碳化处理装置内部设置有振动炉排，所述振动炉排设置于所述碳化处理装置的腰部位置。

9、进一步地，提供优选方案：所述碳化处理装置的生物质料入口位于所述振动炉排的上方。

10、进一步地，提供优选方案：所述振动炉排上设置有数个清洁板，用于清洁所述振动炉排。

11、进一步地，提供优选方案：所述系统还包括监视单元，所述监视单元包括数个压力检测部件，所述数个压力检测部件分布在所述振动炉排的下部和所述碳化处理装置的出口处，用于检测所述振动炉排的下部区域的压力和所述碳化处理装置的出口处的压力。

12、进一步地，提供优选方案：所述生物炭收集单元设置于所述碳化处理装置的下方。

13、进一步地，提供优选方案：所述引风机的入风口设置有调节挡板，出风口设有隔离挡板。

14、进一步地，提供优选方案：所述引风机的入风口设有温度检测部件和压力检测部件，用于检测所述入风口的温度和压力；所述引风机出风口设有温度检测部件和压力检测部件，用于检测所述出风口的温度和压力。

15、进一步地，提供优选方案：所述生物质给料装置设有锁气器，用于防止烟气灌入所述生物质给料装置。

16、一种煤电耦合生物质碳化利用锅炉装置，包括锅炉系统和上述任意一种或多种方案组合成的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，所述煤电耦合生物质碳化利用系统中的烟气抽取单元的抽取端设置于所述锅炉系统的末级再热器后方的水平烟道位置，或末级过热器后方的水平烟道位置。

17、本发明的有益效果：

18、1、本发明提出的系统能够安全高效地进行煤电耦合生物质热解碳化，实现生物质能源化、资源化、无害化利用。

19、2、本发明利用生物质产生的可燃气，能够降低燃煤电厂的碳排放。

20、3、所述系统产生的生物炭还田时，能实现“负”碳效果，创造一定的社会效益。

21、4、所述系统产生的可燃气及产品生物炭，可以为电厂创造一定的经济效益；

22、5、本发明按照生物质的碳化规律，利用燃煤锅炉烟气温度分布特性，使生物质碳化更稳定，锅炉受热面影响更小。

23、6、所述系统利用现有锅炉设备和系统，增加设备少，整体投资少。

24、7、本发明提出的系统适应性强，适用于各类型的锅炉。

25、8、所述系统采用负压运行方式，环境友好，实现无污染物排放。

26、9、所述系统设置全面的温度、压力监视系统，具备高度自动化运行的能力。

27、10、所述系统兼容性好，给料系统可以适应现有各项技术路线。

28、11、所述生物质给料系统、振动炉排排出口、生物炭收集系统设计合理的密封方式，既能保证系统的严密性，又能防止烟气出现短路。

29、12、所述振动炉排采用下部进风方式，使炉排的物料处于浅沸腾状态，可以增加物料的碳化速度，降低物料的下漏。

30、13、振动炉排的倾斜角度和频率可以调整，可提升系统对各种物料的适应性。

31、14、碳化系统出入口温度选取科学，既能实现高效碳化，又能够避免副产物焦油堵塞，污染系统。

32、15、振动炉排具备在线清洁能力，以保证碳化系统的连续经济性运行。

33、16、系统设置的送入位置能保证产生的可燃气得到充分燃烧，且对锅炉燃烧稳定性影响小。

34、本发明利用自身技术优势以及完善的环保设施，实现低成本、大规模、高清洁地进行生物质碳化利用，创造可观的经济效益和社会效益。

35、本发明适用于固废减量化、无害化处理。

技术特征：

1.一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述系统包括：烟气抽取单元(1)、生物质碳化单元、生物炭收集单元(4)和燃烧单元；

2.根据权利要求1所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述碳化处理装置(2)内部设置有振动炉排(21)，所述振动炉排(21)设置于所述碳化处理装置(2)的腰部位置。

3.根据权利要求2所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述碳化处理装置(2)的生物质料入口(3-1)位于所述振动炉排(21)的上方。

4.根据权利要求2所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述振动炉排(21)上设置有数个清洁板(22)，用于清洁所述振动炉排(21)。

5.根据权利要求2所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述系统还包括监视单元，所述监视单元包括数个压力检测部件，所述数个压力检测部件分布在所述振动炉排(21)的下部和所述碳化处理装置(2)的出口处，用于检测所述振动炉排(21)的下部区域的压力和所述碳化处理装置(2)的出口处的压力。

6.根据权利要求1所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述生物炭收集单元(4)设置于所述碳化处理装置(2)的下方。

7.根据权利要求1所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述引风机(5)的入风口设置有调节挡板(d)，出风口设有隔离挡板(c)。

8.根据权利要求1所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述引风机(5)的入风口设有温度检测部件和压力检测部件，用于检测所述入风口的温度和压力；所述引风机(5)出风口设有温度检测部件和压力检测部件，用于检测所述出风口的温度和压力。

9.根据权利要求1所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，其特征在于，所述生物质给料装置(3)设有锁气器，用于防止烟气灌入所述生物质给料装置(3)。

10.一种煤电耦合生物质碳化利用锅炉装置，其特征在于，所述装置包括锅炉系统和权利要求1-9中任一项所述的一种煤电耦合生物质碳化利用系统，所述煤电耦合生物质碳化利用系统中的烟气抽取单元(1)的抽取端设置于所述锅炉系统的末级再热器后方的水平烟道位置，或末级过热器后方的水平烟道位置。

技术总结
一种煤电耦合生物质碳化利用系统及锅炉装置，属于生物质能源技术领域，解决了现有的生物质炭化炉存在的生物质碳化不稳定、锅炉受热面影响较大、适用范围窄、密封性差等问题。所述系统包括：烟气抽取单元、生物质碳化单元、可燃气输送单元、生物碳收集单元和燃烧单元；所述烟气抽取单元用于抽取烟气；所述生物质碳化单元包括：生物质给料装置和碳化处理装置；所述生物质给料装置用于将生物质输送给所述碳化处理装置，所述碳化处理装置用于将所述生物质进行碳化处理；所述生物炭收集单元用于收集生物炭；所述燃烧单元用于燃烧碳化后的可燃气体。本发明适用于固废减量化、无害化处理场景。

技术研发人员：李宽,李健,李强,姚雪骏,孔祥添,谷增义,董鸿业,李闯
受保护的技术使用者：大唐东北电力试验研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24