发电系统和发电方法_2

文档序号:9574934阅读:来源:国知局
发电,产品为清洁的电能,无二次污染,社 会效益和经济效益高。由此,本发明实施例的发电系统具有结构简单、热效率高、能耗低的 优点。
[0030] 根据本发明的一些实施例,热解炉100具有进料口、热解油气出口、出料口、可燃 气入口和烟气出口;燃烧室200具有热解油气入口、助燃空气入口和烟气出口;余热锅炉 300具有烟气入口、烟气出口、锅炉水入口和过热蒸汽出口;发电装置400具有过热蒸汽入 口、蒸汽出口和电量输出端。
[0031] 根据本发明的一些实施例,燃烧室200与热解炉100相连是指热解炉100的热解 油气出口与燃烧室200的热解油气入口相连;余热锅炉300与燃烧室200相连是指余热锅 炉300的烟气入口与燃烧室200的烟气出口相连;发电装置400与余热锅炉300相连是指 发电装置400的过热蒸汽入口与余热锅炉300的过热蒸汽出口相连。
[0032] 根据本发明的实施例,所述热解炉为旋转床热解炉。由此,热解效率高,效果好。根 据本发明的实施例,旋转床热解炉包括:环形炉体和燃气福射管加热器,其中,燃气福射管 加热器设置在环形炉体的环形内壁上,通过燃气福射管燃烧器加热,即通过燃烧可燃气W 热福射的方式提供热解所需热量。待热解物料布置在环形炉的环形炉底上,该炉底是可水 平转动的,燃气福射管燃烧器布置于环形炉的环形炉内壁上,福射管内的烟气与环形炉内 的气氛隔绝。由此,污泥在绝氧条件下,利用福射管加热,热解油气与高溫烟气隔绝,不产生 二嗯英污染,并且得到的热解油气品质高,热值在eoookcalW上。
[0033] 根据本发明的优选实施例,热解炉为蓄热式旋转床热解炉。蓄热式旋转床热解 炉采用蓄热式燃气福射管加热器。由此,蓄热式燃气福射管加热器的特点是可W使用 〉700kcal/m3的低品质燃料气,污泥热解炭气化所得燃料气热值大约在1200-1500kcal/m3, 因此,优先选用蓄热式旋转床热解炉。
[0034] 根据本发明的实施例,出料口处设置密封双螺旋出料机。通过密封双螺旋出料机 的揽拌和挤压作用,对焦炭进行破碎处理,得到焦炭颗粒,使焦炭颗粒的粒径满足流化床等 装置进一步处理的需要。
[0035] 根据本发明的具体实施例,燃烧室采用烧嘴进行燃烧处理。由此,燃烧效率高,热 解油气可在燃烧室内充分燃烧,产生高溫烟气,根据本发明的具体实施例,高溫烟气的溫度 达800-1000°C,有利于后续换热产生大量水蒸气。
[0036] 根据本发明的另一方面,本发明提供了一种利用前述发电系统进行发电的方法。 参考图2,根据本发明的实施例,对该方法进行解释说明,该方法包括:
[0037] S100热解处理
[0038] 根据本发明的实施例,利用热解炉将含碳有机物进行热解处理,得到热解油气和 焦炭,其中,所述热解油气包括煤气和焦油。由此,通过热解处理,将含碳有机物转化为可利 用的、经济价值更高的热解油气和焦炭。
[0039] 根据本发明的实施例,所述含碳有机物为煤。由此,易于热解,并且热解油气和焦 炭的产率高。 W40] 根据本发明的实施例,所述热解处理的溫度为400-650摄氏度,时间为50-120分 钟。由此,热解效果好,含碳有机物充分热解,热解油气和焦炭的产率高。
[0041] 根据本发明的实施例,通过热福射的方式为所述热解处理提供热量。由此,含碳有 机物在绝氧条件下进行热解处理。
[0042] S200直接燃烧处理
[0043] 根据本发明的实施例,利用燃烧室将所述热解油气进行直接燃烧处理,得到烟气, 该烟气为高溫烟气。由此,通过燃烧处理,不仅避免了热解油气中的焦油冷凝粘结管壁而因 素的管路堵塞等问题,而且热解油气中的煤气、焦油燃烧放热,可W充分回收高溫热解油气 的显热和潜热,热电转换效率显著提高,并且不会产生大量难W处理的废水,不需要煤气净 化和后加工设备。同时燃烧产生的高溫烟气有利于后续与水进行换热处理产生大量的水蒸 汽,进行发电。
[0044] S300换热处理
[0045] 根据本发明的实施例,利用余热锅炉将所述烟气与水进行换热处理,得到过热蒸 汽和降溫后的烟气。利用高溫的高溫烟气与水进行换热处理产生大量用于发电的过热蒸 汽,其中,过热蒸汽的溫度低于第二水蒸气的溫度。由此,利用含碳有机物热解和燃烧产生 的热量,通过换热处理,无需外部热源,即可获得大量用于发电的过热蒸汽。
[0046] 根据本发明的一些实施例,过热蒸汽的溫度为300-500摄氏度。由此,该溫度条件 下的水蒸汽易于驱动汽轮机旋转,从而由汽轮机带动发电机进行发电。
[0047] S400发电
[0048] 根据本发明的实施例,通过发电装置利用所述过热蒸汽进行发电。由此,将水蒸汽 的热能转换为汽轮机转子旋转的机械能,驱动同步发电机旋转产生电能进行发电,产品为 清洁的电能,无二次污染,社会效益和经济效益高。
[0049] 根据本发明的具体实施例,过热蒸汽进入汽轮机,部分热能转换为汽轮机转子旋 转的机械能,驱动同步汽轮发电机旋转产生电能,产生的电能部分自用外并入电网。经余热 锅炉换热后的200°CW下的烟气处理后达标排放。
[0050] 根据本发明实施例的发电方法,热解处理产生的高溫热解油气进行直接燃烧处 理,可W充分回收高溫热解油气的显热和潜热,热电转换效率高,并且不会产生大量难W处 理的废水,不需要煤气净化和后加工设备。同时热解油气燃烧产生的高溫烟气与水进行换 热处理产生大量的水蒸汽,水蒸汽进入汽轮发电机发电,产品为清洁的电能,无二次污染, 社会效益和经济效益高。由此,本发明实施例的发电方法具有操作简单、热效率高、能耗低 的优点。
[0051] 下面参考具体实施例,对本发明进行说明,需要说明的是,运些实施例仅仅是说明 性的,而不能理解为对本发明的限制。 阳0巧实施例1
[0053] 本实施例中,W长焰煤为原料,W旋转床热解炉为设备进行热解发电处理,处理规 模为100万吨/年。本实施的发电系统包括旋转床热解炉、热解油气燃烧室、余热锅炉和 汽轮发电机,其中,热解油气燃烧室具有高溫热解油气入口,助燃空气入口和烟气出口,余 热锅炉具有烟气入口,烟气出口,锅炉水入口和过热蒸汽出口,汽轮发电机具有蒸汽入口, 蒸汽出口和电量输出端。燃烧室的高溫热解油气入口与蓄热式福射管旋转床的高溫热解 油气出口相连;燃烧室的助燃空气入口与旋转空气预热器相连;燃烧室的烟气出口与余热 锅炉相连;余热锅炉的烟气出口与除尘系统相连;余热锅炉的过热蒸汽出口与汽轮发电机 相连;汽轮发电机的电量输出端与用电设备或电网相连。参考图3,热解直燃发电的流程如 下:
[0054] (1)将破碎的原料煤输送进入旋转床热解炉,热解条件为终溫650°C,布料厚度 150mm,旋转一周的反应时间80min,在600°C时,兰炭从炉侧采出,热解油气从炉顶采出,热 解油气包括煤气、焦油和水蒸气,其中,炉顶采出高溫热解油气47. 1万吨/年,获得兰炭产 品62. 9万吨/年。 阳化5] (2)高溫热解油气通过管道与燃烧室相连,进入燃烧室进行燃烧处理,其中,燃烧 室采用烧嘴进行加热燃烧,使煤气和热解油可在燃烧室内充分燃烧,产生95(TC的高溫烟 气,同时,热解油气中的蒸汽进一步吸热升溫至950°
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