本發(fā)明屬于生物質(zhì)高效提質(zhì)以及火電機(jī)組生物摻燒低碳化改造，具體涉及一種基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的驅(qū)動下，生物質(zhì)能作為可再生碳源，其規(guī)?；脤τ谌济弘姀S低碳化改造具有重要意義。傳統(tǒng)生物質(zhì)直燃發(fā)電存在燃料能量密度低、燃燒效率不佳、安全風(fēng)險大等問題。
2、未經(jīng)預(yù)處理的生物質(zhì)（如秸稈、林業(yè)廢棄物）直接摻入燃煤系統(tǒng)時面臨著多重技術(shù)瓶頸：生物質(zhì)高含水率（30-60%）會導(dǎo)致入爐燃料熱值顯著降低，影響爐效，且難以破碎；生物質(zhì)纖維結(jié)構(gòu)蓬松使其難以與煤粉均勻混合，造成燃燒波動；高揮發(fā)分（60-80%）與低著火點的生物質(zhì)易使其在磨煤機(jī)制粉過程中發(fā)生自燃。
3、綜上所述，目前的生物質(zhì)預(yù)處理方式，存在不能在保留生物質(zhì)高能量回收率的同時，有效改善其含水率、高揮發(fā)分以及可磨性；進(jìn)而不易實現(xiàn)生物質(zhì)在大型燃煤鍋爐中的規(guī)?；€(wěn)定摻燒。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)及方法，目的在于解決目前的生物質(zhì)預(yù)處理方式，不能在保留生物質(zhì)高能量回收率的同時，有效改善其含水率、高揮發(fā)分以及可磨性；進(jìn)而不易實現(xiàn)生物質(zhì)在大型燃煤鍋爐中的規(guī)?；€(wěn)定摻燒的問題。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供一種基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，包括系統(tǒng)本體以及配置于其的中央控制單元，系統(tǒng)本體包括用于儲存待處理生物質(zhì)原料的生物質(zhì)倉，生物質(zhì)倉的出料口配置有破碎單元；破碎單元用于將待處理生物質(zhì)原料破碎成碎料；
4、破碎單元的出料端通過輸送機(jī)構(gòu)連接有低溫有氧提質(zhì)裝置，低溫有氧提質(zhì)裝置的出料端連接有煤倉單元，煤倉單元連接有磨煤機(jī)；磨煤機(jī)連接有燃煤鍋爐，以便為燃煤鍋爐提供燃料，燃煤鍋爐配置有凈化煙氣的scr反應(yīng)器和后續(xù)單元；
5、低溫有氧提質(zhì)裝置的熱源入口連接至scr反應(yīng)器的尾部煙道，低溫有氧提質(zhì)裝置配置為能夠利用scr反應(yīng)器的尾部煙氣對待處理生物質(zhì)原料進(jìn)行加熱；低溫有氧提質(zhì)裝置的尾氣出口通過離心風(fēng)機(jī)連接至燃煤鍋爐，以便將尾氣實時導(dǎo)入燃煤鍋爐進(jìn)行燃燒凈化；系統(tǒng)本體還包括監(jiān)測單元，中央控制系統(tǒng)基于監(jiān)測單元的反饋信號實時監(jiān)測和控制系統(tǒng)本體。
6、在一些實施方式中，低溫有氧提質(zhì)裝置采用回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)，待處理生物質(zhì)原料在回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)內(nèi)的反應(yīng)時間控制為30-60分鐘，回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速與傾角配置為能夠調(diào)整；scr反應(yīng)器的尾部煙氣溫度為280-320℃、氧含量為4-8%。
7、在一些實施方式中，低溫有氧提質(zhì)裝置能夠使待處理生物質(zhì)原料經(jīng)過低溫有氧提質(zhì)后形成半焦產(chǎn)物，低溫有氧提質(zhì)裝置的尾氣通過管道和離心風(fēng)機(jī)被引入燃煤鍋爐的二次風(fēng)箱，以便在燃煤鍋爐內(nèi)實現(xiàn)燃燒凈化。
8、在一些實施方式中，破碎單元包括破碎裝置，破碎裝置配置有除塵裝置，監(jiān)測單元包括溫度檢測件和防爆報警件，溫度檢測器和防爆報警器設(shè)置于破碎裝置。
9、在一些實施方式中，輸送機(jī)構(gòu)輸送皮帶；輸送皮帶的輸入?yún)^(qū)域連接至破碎單元、輸出區(qū)域通過犁煤器連接配置有緩沖倉；緩沖倉的底部設(shè)置有螺旋給料機(jī)，螺旋給料機(jī)能夠計量并輸送待處理生物質(zhì)原料。
10、進(jìn)一步地，緩沖倉的內(nèi)壁具有超高分子聚乙烯材料，緩沖倉的底部設(shè)置有振動破拱裝置、頂部設(shè)置有脈沖除塵器和微波料位計。
11、在一些實施方式中，煤倉單元包括煤倉，煤倉連接至低溫有氧提質(zhì)裝置的出料端，煤倉的下方設(shè)置有輸煤機(jī)，磨煤機(jī)連接于輸煤機(jī)的出料端。
12、進(jìn)一步地，煤倉分隔形成原煤倉與生物質(zhì)半焦倉，煤倉的底部設(shè)置有兩個獨立控制的雙向插板門。
13、進(jìn)一步地，低溫有氧提質(zhì)裝置的出料端配置有經(jīng)水冷螺旋輸送機(jī)和斗式提升機(jī)，水冷螺旋輸送機(jī)和斗式提升機(jī)用于將低溫有氧提質(zhì)裝置處理后的生物質(zhì)半焦輸送至煤倉。
14、本發(fā)明還提供一種基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電方法，方法是基于上述基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行的，方法包括如下步驟：
15、s1、檢測檢查系統(tǒng)，確保系統(tǒng)的各個部分處于正常狀態(tài)；
16、s2、待處理生物質(zhì)原料從生物質(zhì)倉進(jìn)入破碎單元，破碎單元將待處理生物質(zhì)原料破碎成碎料后通過輸送機(jī)構(gòu)連接有低溫有氧提質(zhì)裝置；低溫有氧提質(zhì)裝置利用scr反應(yīng)器的尾部煙氣對待處理生物質(zhì)原料進(jìn)行升溫體質(zhì)，低溫有氧提質(zhì)裝置的尾氣通過離心風(fēng)機(jī)實時導(dǎo)入燃煤鍋爐中進(jìn)行燃燒凈化，中央控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測單元實現(xiàn)實時監(jiān)測和控制系統(tǒng)本體；
17、s3、經(jīng)在低溫有氧提質(zhì)裝置處理后的生物質(zhì)半焦通過出料端進(jìn)入煤倉單元，再通過磨煤機(jī)處理后進(jìn)入燃煤鍋爐，為燃煤鍋爐提供燃料。
18、本發(fā)明一種基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)及方法，具有如下的有益效果。
19、本發(fā)明一種基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，基于煙氣再循環(huán)實現(xiàn)生物質(zhì)有氧低溫提質(zhì)，利用鍋爐尾部煙氣提供生物質(zhì)提質(zhì)熱源，避免了額外熱量輸入，節(jié)省能源；并通過煙氣與生物質(zhì)直接接觸換熱，提高了能量利用效率。本發(fā)明可以降低生物質(zhì)的水分，進(jìn)而提高后續(xù)產(chǎn)品熱值；降低生物質(zhì)揮發(fā)分，避免其輸送、制粉過程中的自燃；同時增加了生物質(zhì)的可磨性，可將提質(zhì)后的生物質(zhì)直接送入現(xiàn)有的制粉和燃燒系統(tǒng)，既不影響磨煤機(jī)出力，也最大程度避免對現(xiàn)有系統(tǒng)的改造，建設(shè)成本較低。本發(fā)明的生物質(zhì)有氧低溫提質(zhì)處理可以減少生物質(zhì)本身的差異性，拓展燃煤鍋爐可利用的生物質(zhì)種類范圍，提升燃煤電廠生物質(zhì)摻燒的靈活性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。本發(fā)明的方法可實現(xiàn)生物質(zhì)連續(xù)有氧低溫提質(zhì)，改造時基本不影響燃煤鍋爐的正常運行，改造后對原有煤粉燃燒體系無影響，該處理方式借助燃煤鍋爐自帶的尾氣凈化系統(tǒng)，可實現(xiàn)對生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的煙氣和提質(zhì)廢氣的超低排放處置，具有較佳的可靠性和環(huán)保性，具有實用意義。
1.一種基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括系統(tǒng)本體以及配置于其的中央控制單元，所述系統(tǒng)本體包括用于儲存待處理生物質(zhì)原料的生物質(zhì)倉（1），所述生物質(zhì)倉（1）的出料口配置有破碎單元；所述破碎單元用于將待處理生物質(zhì)原料破碎成碎料；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫有氧提質(zhì)裝置（7）采用回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)，所述待處理生物質(zhì)原料在回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)內(nèi)的反應(yīng)時間控制為30-60分鐘，所述回轉(zhuǎn)窯結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速與傾角配置為能夠調(diào)整；所述scr反應(yīng)器（13）的尾部煙氣溫度為280-320℃、氧含量為4-8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫有氧提質(zhì)裝置（7）能夠使待處理生物質(zhì)原料經(jīng)過低溫有氧提質(zhì)后形成半焦產(chǎn)物，所述低溫有氧提質(zhì)裝置（7）的尾氣通過管道和離心風(fēng)機(jī)（8）被引入燃煤鍋爐（12）的二次風(fēng)箱，以便在燃煤鍋爐（12）內(nèi)實現(xiàn)燃燒凈化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述破碎單元包括破碎裝置（2），所述破碎裝置（2）配置有除塵裝置（3），所述監(jiān)測單元包括溫度檢測件和防爆報警件，所述溫度檢測器和防爆報警器設(shè)置于破碎裝置（2）。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述輸送機(jī)構(gòu)包括輸送皮帶（4）；所述輸送皮帶（4）的輸入?yún)^(qū)域連接至破碎單元、輸出區(qū)域通過犁煤器連接配置有緩沖倉（5）；所述緩沖倉（5）的底部設(shè)置有螺旋給料機(jī)（6），所述螺旋給料機(jī)（6）能夠計量并輸送待處理生物質(zhì)原料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖倉（5）的內(nèi)壁具有超高分子聚乙烯材料，所述緩沖倉（5）的底部設(shè)置有振動破拱裝置、頂部設(shè)置有脈沖除塵器和微波料位計。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述煤倉單元包括煤倉（9），所述煤倉（9）連接至低溫有氧提質(zhì)裝置（7）的出料端，所述煤倉（9）的下方設(shè)置有輸煤機(jī)（10），所述磨煤機(jī)（11）連接于輸煤機(jī)（10）的出料端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述煤倉（9）分隔形成原煤倉與生物質(zhì)半焦倉，煤倉（9）的底部設(shè)置有兩個獨立控制的雙向插板門。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫有氧提質(zhì)裝置（7）的出料端配置有經(jīng)水冷螺旋輸送機(jī)和斗式提升機(jī)，所述水冷螺旋輸送機(jī)和斗式提升機(jī)用于將低溫有氧提質(zhì)裝置（7）處理后的生物質(zhì)半焦輸送至煤倉（9）。
10.一種基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電方法，其特征在于，所述方法是基于權(quán)利要求1-9任一項基于低溫有氧提質(zhì)的生物質(zhì)摻燒燃煤發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行的，方法包括如下步驟：