生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115978545A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202310030427.5F23G5/50(2006.01)(22)申请日2023.01.10F27D17/00(2006.01)(71)申请人苏州西热节能环保技术有限公司地址215153江苏省苏州市高新区培源街8号申请人西安热工研究院有限公司(72)发明人方朝君姚燕王乐乐王凯杨晓宁罗彦佩马云龙(74)专利代理机构苏州国诚专利代理有限公司32293专利代理师王会(51)Int.Cl.F23G5/20(2006.01)F23G5/44(2006.01)F23G5/46(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统及方法(57)摘要本发明公开了生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统及方法，该系统包括：生物质上料与窑炉热解焚烧单元，用于使生物质燃料热解焚烧产生烟气；给水回收热量单元，用于回收生物质燃料热解焚烧产生的烟气中的热量；烟气余热回收单元，用于对来自给水回收热量单元的烟气进行预处理；电解水制氢与储氢单元；碳吸附‑催化转化单元，用于将来自烟气余热回收单元的预处理后的烟气与来自电解水制氢与储氢单元的氢气发生反应制取甲烷；燃煤锅炉发电单元。本发明中，既能回收生物质燃料热解焚烧产生的热能，又能利用生物质燃料热解焚烧产生的烟气制取甲烷，用于燃烧发电，在此过程中同时实现了CO2的吸附，起到了间接储能与降碳的效果，更绿色环保。CN115978545ACN115978545A权利要求书1/2页1.生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，其特征在于，包括：生物质上料与窑炉热解焚烧单元，用于使生物质燃料热解焚烧产生烟气；给水回收热量单元，用于回收生物质燃料热解焚烧产生的烟气中的热量；烟气余热回收单元，与给水回收热量单元相连通，用于对来自给水回收热量单元的烟气进行预处理；电解水制氢与储氢单元；碳吸附‑催化转化单元，与烟气余热回收单元和电解水制氢与储氢单元相连通，用于将来自烟气余热回收单元的预处理后的烟气与来自电解水制氢与储氢单元的氢气发生反应制取甲烷；燃煤锅炉发电单元，与碳吸附‑催化转化单元相连通。2.根据权利要求1所述的生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，其特征在于，所述生物质上料与窑炉热解焚烧单元包括相连通的生物质上料机与热解回转窑炉。3.根据权利要求1所述的生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，其特征在于，所述给水回收热量单元以加热给水的方式回收生物质燃料热解焚烧产生的烟气中的热量，所述给水回收热量单元包括相连通的窑配省煤器和窑配辐射式烟冷室，锅炉给水经窑配省煤器加热后与窑配辐射式烟冷室内的烟气换热再流入燃煤锅炉发电单元的燃煤锅炉省煤器，所述窑配辐射式烟冷室与生物质上料与窑炉热解焚烧单元的热解回转窑炉相连通，所述窑配省煤器与烟气余热回收单元相连通。4.根据权利要求1所述的生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，其特征在于，所述烟气余热回收单元以预热冷空气的方式回收生物质燃料热解焚烧产生的烟气中的热量并将加热后的热空气送入燃煤锅炉发电单元的燃煤锅炉空预器，所述烟气余热回收单元包括沿烟气流向顺序设置并连通的窑配管式预热器、袋式除尘器、半干法脱硫塔和气气换热器，所述窑配管式预热器与给水回收热量单元的窑配省煤器相连通，所述气气换热器与碳吸附‑催化转化单元相连通。5.根据权利要求1所述的生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，其特征在于，所述碳吸附‑催化转化单元包括碳吸附‑催化反应器，所述碳吸附‑催化反应器分别与电解水制氢与储氢单元、烟气余热回收单元的气气换热器及燃煤锅炉发电单元相连通。6.根据权利要求1所述的生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，其特征在于，所述电解水制氢与储氢单元包括相连通的电解水装置和氢气储罐，所述氢气储罐与碳吸附‑催化转化单元的碳吸附‑催化反应器相连通。7.根据权利要求5或6所述的生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，其特征在于，所述碳吸附‑催化反应器的吸附‑催化反应温度为120℃～320℃。8.根据权利要求1所述的生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，其特征在于，所述燃煤锅炉发电单元包括燃煤锅炉本体、燃煤锅炉专用燃烧器、燃煤锅炉省煤器和燃煤锅炉空预器，所述燃煤锅炉专用燃烧器与碳吸附‑催化转化单元的碳吸附‑催化反应器相连通。9.生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电方法，其特征在于，采用权利要求1‑8任一所述的生物质碳捕集与燃煤锅炉耦合发电系统，所述方法包括以下步骤：将生物质燃料通过生物质上料机送入热解回转窑炉进行热解焚烧，产生的烟气从热解回转窑炉流入至窑配辐射式烟冷室内，与锅炉给水换热，换热后的锅炉给水送入燃煤锅炉2CN115978545A权利要求书2/2页省煤器，从而