一种燃煤耦合生活垃圾热解的双床发电系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109385308A(43)申请公布日2019.02.26(21)申请号201811431023.2(22)申请日2018.11.28(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人严密张思成周宣佑刘建雍苏红才王国斌叶东尼翁周超(74)专利代理机构杭州之江专利事务所(普通合伙)33216代理人朱枫(51)Int.Cl.C10J3/20(2006.01)C10J3/84(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种燃煤耦合生活垃圾热解的双床发电系统及方法(57)摘要本发明公开了一种燃煤耦合生活垃圾热解的双床发电系统及方法，包括流化床燃煤系统、固定床垃圾气化系统、合成气处理系统；流化床的携热床料经过物料循环进入气化炉，以提供气化所需能量；气化产生的垃圾焦炭通过回料腿至流化床与煤粉混烧，以保证物料平衡并转化固定碳，气化炉合成气经冷却净化后用作可燃气。本发明耦合燃烧、气化两过程，通过气化将生活垃圾转化成可燃气及焦炭，并在燃煤炉内掺烧焦炭以替代部分原煤，实现了热、电、气多联产的功能，节省燃煤的同时高效处理了生活垃圾，避免了垃圾直接焚烧造成的二噁英等污染物，并解决了因物性参数差异煤无法与垃圾直接掺烧的问题。CN109385308ACN109385308A权利要求书1/2页1.一种燃煤耦合生活垃圾热解的双床发电系统，其特征在于：包括用于将垃圾焦炭与煤粉掺烧，产生蒸汽以供热或发电的循环流化床燃煤系统；用于将干燥后的生活垃圾转化为焦炭及合成气的固定床垃圾气化系统；用于将合成气冷却净化，分离出焦油等杂质并得到可燃气的合成气处理系统；所述循环流化床燃煤系统包括流化床燃烧炉、燃烧炉出口旋风分离器和回料腿，流化床燃烧炉顶部的出口与燃烧炉出口旋风分离器连接相通；所述固定床垃圾气化系统包括固定床气化炉和气化炉出口旋风分离器，固定床气化炉左侧上方与燃烧炉出口旋风分离器相连接，左侧下方通过回料腿连接流化床燃烧炉；所述固定床气化炉顶部与气化炉出口旋风分离器连接相通，气化炉出口旋风分离器连接合成气处理系统。2.如权利要求1所述的一种燃煤耦合生活垃圾热解的双床发电系统，其特征在于：所述循环流化床燃煤系统还包括燃烧炉螺旋给料机，流化床燃烧炉左侧下方设有煤粉给料口，与燃烧炉螺旋给料机相连；所述流化床燃烧炉左侧下方与回料腿相连接，流化床燃烧炉底部设有下渣口。3.如权利要求1所述的一种燃煤耦合生活垃圾热解的双床发电系统，其特征在于：所述的固定床垃圾气化系统还包括焦炭破碎机和气化炉螺旋给料机，固定床气化炉右侧上方设有垃圾给料口，与气化炉螺旋给料机相连；所述固定床气化炉左侧下方设有焦炭出料口，与焦炭破碎机相连，焦炭破碎机与回料腿相连接；固定床气化炉下方设有气化剂入口。4.如权利要求1所述的一种燃煤耦合生活垃圾热解的双床发电系统，其特征在于：所述合成气处理系统包括电子除油器、CO2吸附塔、脱水塔及换热器，气化炉出口旋风分离器依次连接电子除油器、CO2吸附塔、脱水塔及换热器。5.如权利要求4所述的一种燃煤耦合生活垃圾热解的双床发电系统，其特征在于：所述合成气处理系统中，空气从风机获得动力，并在换热器处，与从电子除油器排出的合成气进行热交换，升温后作为流化气及气化剂分别通入流化床燃烧炉和固定床气化炉，同时通过流量控制阀门控制其流量。6.一种权利要求1所述双床发电系统的双床发电方法，其特征在于：包括以下步骤：1)煤粉通过燃烧炉螺旋给料机从流化床燃烧炉的煤粉给料口进入，在流化气的氧化作用下发生燃烧反应，燃烧产生的烟气夹带着携热床料进入燃烧炉出口旋风分离器，在离心力的作用下气固分离，携热床料落入固定床气化炉，烟气则进入烟气处理系统；流化床燃烧炉出口烟气温度达到890℃；2)干燥破碎后的生活垃圾通过气化炉螺旋给料机从固定床气化炉右侧上方进料后，与携热床料在固定床气化炉底部混合传热，并发生脱挥发分反应及气化还原反应；气化产生的垃圾焦炭排入焦炭破碎机，破碎后经过回料腿进入流化床燃烧炉与煤粉掺烧；气化产生的以CO2、CO、H2、H2O及CH4为主的粗合成气则进入气化炉出口旋风分离器，分离出灰渣后进入合成气处理系统，固定床气化炉出口的合成气温度约在500℃～700℃；3)从回料腿进入流化床燃烧炉的垃圾焦炭与煤粉充分混合燃烧，固定碳被转化，焦炭与煤产生的炉渣从流化床燃烧炉的下渣口排出；燃烧产生的热量用来生产蒸汽用以供热或发电；4)从气化炉出口旋风分离器出来的粗合成气先经过电子除油器去除焦油，再经过换热2CN109385308A权利要求书2/2页器，与从风机鼓出的空气进行换热；其次经过CO2吸附塔，合成气所含的大部分CO2被吸附；最后在脱水塔去除水分得到热值较高的可