一种生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统的制作方法

本发明涉及煤粉掺烧，具体涉及一种生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统。

背景技术：

1、生物质是世界第四大能源，在解决全球环境问题和能源危机等方面具有巨大的应用潜能。首先，生物质主要依靠太阳进行光合作用而形成，因此其具有可再生性，这也一定程度上表示生物质是取之不尽用之不竭的。其次，生物质的来源十分广泛，大体可以将其分为农林业废弃物、城市固体废物、污水污泥和畜禽粪便这几大类，据相关数据指出目前我国生物质大约可以转化为5亿吨标准煤。由于生物质的化学组成与煤炭十分相似，现有的化工技术可将其转化为生物质油、生物质气等来替代化石燃料。最后，生物质固有的“碳中性”的性质可以有效解决化石燃料燃烧带来的二氧化碳排放的问题因此，利用生物质为原料进行热转化的工艺日益盛行。

2、专利申请号cn201820421554.2公开了一种生物质气化前的物料干燥系统，但是其生物质气化工艺复杂，且收集的生物质物料湿度不一，不便粉碎和传输，需要对生物质物料进行预干燥处理。专利申请号cn202122811877.7公开了一种生物质气化耦合燃煤发电系统，但是其生物质会受到热解产生的焦油的影响，导致利用效率低下，与煤粉直接掺混燃烧有可能导致锅炉局部结焦，影响正常运行。目前，生物质与煤粉的综合利用主要存在能源利用率低、机组稳定性差以及污染程度高等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在不足，提供一种生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统，该生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统无需进行生物质干燥预处理、氮硫污染物排放低且能有效解决因生物质燃烧产生的焦油结焦影响系统运行的问题。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供一种生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统，所述系统包括合成气反应装置以及煤粉与合成气掺混燃烧装置；

3、所述合成气反应装置的合成气出口与所述煤粉与合成气掺混燃烧装置的合成气入口相连；

4、所述合成气反应装置具有水蒸气入口、生物质入口和载氧体入口；

5、所述煤粉与合成气掺混燃烧装置具有煤粉入口。

6、优选地，所述合成气反应装置还具有还原载氧体出口。

7、优选地，所述煤粉与合成气掺混燃烧装置还具有烟气出口。

8、优选地，所述系统还包括载氧体再生单元；

9、所述合成气反应装置的还原载氧体出口和所述合成气反应装置的载氧体入口分别与载氧体再生单元相连。

10、优选地，所述载氧体再生单元包括空气反应器以及与所述空气反应器相连的气固分离器。

11、优选地，所述空气反应器具有还原载氧体入口、载氧体出口和空气入口。

12、优选地，所述空气反应器的还原载氧体入口与所述合成气反应装置的还原载氧体出口相连。

13、优选地，所述气固分离器具有载氧体入口、载氧体出口和尾气出口。

14、优选地，所述气固分离器的载氧体入口与空气反应器的载氧体出口相连。

15、优选地，所述气固分离器的载氧体出口与所述合成气反应装置的载氧体入口相连。

16、与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：

17、(1)本发明所述的生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统可以直接对含水率较高的生物质直接进行利用，不需要额外耗费能量对其进行干燥预处理，同时生物质含有的水分还可以充当合成气的反应原料水蒸气，提高物质利用率；

18、(2)本发明所述的生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统通过载氧体的引入对生物质焦油进行催化分解，可以避免因生物质和煤粉直接燃烧产生焦油过多进而影响机组运行稳定性的问题实现安全运行，同时，载氧体还可以循环利用；

19、(3)本发明所述的生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统在载氧体的存在下进行气化反应产生合成气，所述气化反应在载氧体的贫氧环境下进行，因此可以有效抑制含氮和含硫物质的燃烧，减少氮硫污染物的排放。

技术特征：

1.一种生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统，其特征在于，所述系统包括合成气反应装置(1)以及煤粉与合成气掺混燃烧装置(4)；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述合成气反应装置(1)还具有还原载氧体出口(15)。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述煤粉与合成气掺混燃烧装置(4)还具有烟气出口(43)。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括载氧体再生单元；

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述载氧体再生单元包括空气反应器(2)以及与所述空气反应器(2)相连的气固分离器(3)。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述空气反应器(2)具有还原载氧体入口(21)、载氧体出口(22)和空气入口(23)。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述空气反应器(2)的还原载氧体入口(21)与所述合成气反应装置(1)的还原载氧体出口(15)相连。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述气固分离器(3)具有载氧体入口(31)、载氧体出口(32)和尾气出口(33)。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述气固分离器(3)的载氧体入口(31)与空气反应器(2)的载氧体出口(22)相连。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述气固分离器(3)的载氧体出口(32)与所述合成气反应装置(1)的载氧体入口(14)相连。

技术总结本发明涉及煤粉掺烧技术领域，公开了一种生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统，所述系统包括合成气反应装置以及煤粉与合成气掺混燃烧装置；所述合成气反应装置的合成气出口与所述煤粉与合成气掺混燃烧装置的合成气入口相连；所述合成气反应装置具有水蒸气入口、生物质入口和载氧体入口；所述煤粉与合成气掺混燃烧装置具有煤粉入口。该生物质化学链气化合成气与煤粉掺烧系统无需进行生物质干燥预处理、氮硫污染物排放低且能有效解决因生物质燃烧产生的焦油结焦影响系统运行的问题。技术研发人员：安风霞,仲兆平,王晓佳,邵旦洋,俞颖,冯小雅受保护的技术使用者：国家能源集团科学技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/21