一种热解发电一体化系统及使用方法与流程

本发明属于煤质分质利用，具体涉及一种热解发电一体化系统及使用方法。

背景技术：

1、现有的热解技术和发电技术均具有各自成熟的工艺流程。但常规的热解和发电系统相对独立，投资高，经济性差。

2、专利申请号为cn107163961a，发明名称为热解耦合发电系统及其热解方法的专利申请，热解耦合发电系统包括：热解反应器，热解反应器具有第一进料口、第二进料口，热解反应器包括：热解炉体；加热管；混合部件，混合部件包括多个混合炉体和多个混合器，混合炉体设在热解炉体的下方且与热解炉体连通，混合器用于混合炉体内的物料；气固分离装置，气固分离装置与热解反应器相连；燃烧装置，燃烧装置与热解反应器和气固分离装置相连以收集物料热解后形成的固态产物和粉尘物质以燃烧发电；气液分离装置，气液分离装置与气固分离装置相连。该专利申请能够降低系统的能耗和运行成本低，提高热解焦油的产率和热解油气的品质，但该专利申请无法解决高温粉焦的有效利用、脱硫和脱硝后烟气的有效利用、节省热解工艺流程中的余热锅炉和烟气净化装置的问题。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种热解发电一体化系统及使用方法，通过系统整合优化，使热解系统和发电系统相互耦合，降低成本同时提高能量利用率，降低系统整体能耗。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种热解发电一体化系统，包括：

4、磨煤干燥模块，其包括磨煤机；

5、反应烧炭模块，其包括反应器和烧炭器；

6、cfb锅炉模块，其包括cfb锅炉、粉焦缓冲仓、风道燃烧器和省煤器；

7、其中，所述磨煤机与所述反应器相连通，所述反应器与所述烧炭器相连通，所述反应器还连通有粉焦缓冲仓，所述粉焦缓冲仓通过锅炉给料装置与所述cfb锅炉相连通，所述风道燃烧器与所述cfb锅炉相连通；所述烧炭器通过烟粉混合器与所述cfb锅炉相连通，所述烧炭器与所述锅炉给料装置相连通，且所述烧炭器与所述风道燃烧器相连通；所述cfb锅炉设置有排烟出口管道，所述省煤器设置在所述排烟出口管道上，所述排烟出口管道通过烟气循环管道与所述磨煤机相连通。

8、可选的，所述磨煤机旁设置有给煤机，所述给煤机能够将原料送至所述磨煤机中，所述给煤机上连通有原煤仓。

9、可选的，所述热解发电一体化系统还包括煤气循环管道，所述煤气循环管道的一端连通有增压风机，另一端与所述反应器相连通。

10、可选的，所述反应器连通有分馏塔，所述分馏塔通过管道与所述增压风机相连通，所述增压风机通过所述煤气循环管道连通有煤气产品管道，所述分馏塔连通有焦油产品管道。

11、可选的，所述磨煤干燥模块还包括原料收集罐，所述原料收集罐与所述磨煤机相连通，所述原料收集罐连通有计量缓冲罐，所述计量缓冲罐与所述煤气循环管道相连通，所述烧炭器与所述煤气循环管道相连通。

12、可选的，所述原料收集罐连通有布袋过滤器，所述布袋过滤器连通有烟气循环吸风机，所述烟气循环吸风机的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟气循环管道相连通，另一条分支管道与所述排烟出口管道相连通。

13、可选的，所述布袋过滤器连接有叶轮给粉机，所述叶轮给粉机的另一端与所述烟粉混合器相连。

14、可选的，所述烧炭器连通有烟气轮机，所述烟气轮机通过驱动轴连接有主风机，所述主风机与所述烧炭器相连通，所述烟气轮机的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟粉混合器连通，另一条分支管道连通有两条二级分支管道，其中一条二级分支管道与所述风道燃烧器相连通，另一条二级分支管道与所述锅炉给料装置相连通。

15、可选的，cfb锅炉模块还包括空预器，所述风道燃烧器与所述空预器的空气侧连通，所述空预器的空气侧通过冷一次风管道连通有一次风机，所述排烟出口管道穿过所述空预器的烟气侧连通至净化系统，所述磨煤机通过密封管道连通有密封风机，所述密封管道与所述冷一次风管道相连通。

16、一种热解发电一体化系统的使用方法，包括以下步骤：

17、s1：将原煤送至磨煤机进行研磨，并在所述磨煤机中通入干燥介质；

18、s2：采用氮气作为输送原料，将原煤送至反应器中进行热解，与来自烧炭器的热载体混合一起输入反应器中进行热解；

19、s3：通过反应器将粉焦与油气分离，一部分粉焦流入烧炭器中进一步燃烧作为热载体循环至反应器，其余粉焦经粉焦缓冲仓流入cfb锅炉；

20、s4：将烧炭器产生的高温高压烟气分三路引入cfb锅炉；其中，第一路从烧炭器中通过锅炉给料装置通入所述cfb锅炉；第二路通过所述烟粉混合器向所述cfb锅炉输送不能热解的细煤粉入炉；第三路引入所述风道燃烧器替代部分一次风作用；

21、s5：将所述cfb锅炉中的烟气通过排烟出口管道排出，并通过所述排烟出口管道上的省煤器吸收余热。

22、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

23、鉴于cfb锅炉燃料适应范围广和炉前给料特点，本发明的一种热解发电一体化系统的反应器与cfb锅炉相连通，使得反应器中的热解副产物高温粉焦依靠重力均匀流入cfb锅炉中燃烧，实现了高温粉焦显热的完全利用，并规避了高温粉焦输送技术不成熟带来的风险，同时通过设置粉焦缓冲仓防止热解装置波动影响锅炉安全稳定运行。省去了常规热解装置配套的粉焦冷却、储存和输送系统，降低了投资和运行成本，提高了整体的经济性。鉴于cfb锅炉的环保特性，抽取经cfb锅炉内脱硫和脱硝后的烟气通过烟气循环管道将其输送至磨煤机中作为磨煤干燥系统的干燥介质，能够使烟气品质更高，不会腐蚀磨煤干燥系统。省去了惰性气体发生器系统，降低了投资和运行成本。常规的热解装置和发电装置均配有各自的锅炉和烟气净化系统，本发明通过热解发电一体化系统通过系统的整合，将烧炭器与cfb锅炉相连，产生的高温烟气可依托发电cfb锅炉排出至配套的烟气净化系统实现烟气的热能利用和净化处理，省去常规热解工艺流程中的余热锅炉和烟气净化装置。

24、进一步，本发明将烧炭器产生的高温高压烟气首先引至烟气轮机做功驱动所述主风机，实现了压力能的利用。

25、进一步，本发明将经烟气轮机做功后的高温烟气通入所述锅炉给料装置使播散的粉焦均匀覆盖炉膛，保证炉膛燃烧的均匀性，且将高温烟气通过烟粉混合器向cfb锅炉输送不能热解的细煤粉入炉，保证煤炭的完全充分利用。

26、进一步，本发明将热解反应产生的煤气和焦油通过分馏塔分别连通至焦油产品管道和煤气产品管道，可进一步深加工为高附加值的产品。

27、进一步，本发明将磨煤机与密封风机之间的管道与冷一次风管道连通，使磨煤机的密封风能够采用cfb锅炉的冷一次风，开车工况时，磨煤机密封风由密封风机提供。多台磨煤机仅需配套一台密封风机，减少对密封风机数量的要求。

技术特征：

1.一种热解发电一体化系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述磨煤机(13)旁设置有给煤机(12)，所述给煤机(12)能够将原料送至所述磨煤机(13)中，所述给煤机(12)上连通有原煤仓(11)。

3.根据权利要求1所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述热解发电一体化系统还包括煤气循环管道，所述煤气循环管道的一端连通有增压风机(24)，另一端与所述反应器(21)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述反应器(21)连通有分馏塔(23)，所述分馏塔(23)通过管道与所述增压风机(24)相连通，所述增压风机(24)通过所述煤气循环管道连通有煤气产品管道，所述分馏塔(23)连通有焦油产品管道。

5.根据权利要求3所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述磨煤干燥模块(1)还包括原料收集罐(14)，所述原料收集罐(14)与所述磨煤机(13)相连通，所述原料收集罐(14)连通有计量缓冲罐(15)，所述计量缓冲罐(15)与所述煤气循环管道相连通，所述烧炭器(22)与所述煤气循环管道相连通。

6.根据权利要求5所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述原料收集罐(14)连通有布袋过滤器(16)，所述布袋过滤器(16)连通有烟气循环吸风机(34)，所述烟气循环吸风机(34)的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟气循环管道相连通，另一条分支管道与所述排烟出口管道相连通。

7.根据权利要求6所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述布袋过滤器(16)连接有叶轮给粉机，所述叶轮给粉机的另一端与所述烟粉混合器相连。

8.根据权利要求1所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，所述烧炭器(22)连通有烟气轮机(25)，所述烟气轮机(25)通过驱动轴连接有主风机(26)，所述主风机(26)与所述烧炭器(22)相连通，所述烟气轮机(25)的出口设置有两条分支管道，其中一条分支管道与所述烟粉混合器连通，另一条分支管道连通有两条二级分支管道，其中一条二级分支管道与所述风道燃烧器(36)相连通，另一条二级分支管道与所述锅炉给料装置相连通。

9.根据权利要求1所述的一种热解发电一体化系统，其特征在于，cfb锅炉模块(3)还包括空预器(35)，所述风道燃烧器(36)与所述空预器(35)的空气侧连通，所述空预器(35)的空气侧通过冷一次风管道连通有一次风机(33)，所述排烟出口管道穿过所述空预器(35)的烟气侧连通至净化系统，所述磨煤机(13)通过密封管道连通有密封风机(17)，所述密封管道与所述冷一次风管道相连通。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种热解发电一体化系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种热解发电一体化系统及使用方法，磨煤机与反应器相连通，反应器与烧炭器相连通，反应器连通有粉焦缓冲仓，粉焦缓冲仓通过锅炉给料装置与CFB锅炉相连通，风道燃烧器与CFB锅炉相连通，烧炭器与锅炉给料装置、风道燃烧器相连通，CFB锅炉设置有排烟出口管道，排烟出口管道通过烟气循环管道与磨煤机相连通。本发明的反应器与CFB锅炉相连通，实现了高温粉焦显热的完全利用，抽取经CFB锅炉内脱硫和脱硝后的烟气输送至磨煤机中作为磨煤干燥系统的干燥介质，省去了惰性气体发生器系统。将烧炭器与CFB锅炉相连，高温烟气依托发电CFB锅炉排出至烟气净化系统实现烟气的热能利用和净化处理。

技术研发人员：周朝辉,刘学军,安永尧,郑冠捷,祁成,武欣荣,陈树群
受保护的技术使用者：中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16