生物质燃料再燃系统和锅炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热力机械领域，特别涉及一种生物质燃料再燃系统和锅炉。
【背景技术】
[0002]现有技术中，以煤炭为主的火力发电占主导地位。随着煤炭等常规能源价格飞涨，原有燃煤电站锅炉的燃烧方式显得越来越不经济，不但发电成本高，还排放大量的co2、so2、NOx、粉尘等污染物，造成了一系列的环境问题。其中氮氧化物(NOx，包括Ν0、Ν02&Ν20)占排放量的67%，被认为是大气污染物的主要来源之一，对大气环境造成严重的污染，威胁人类的生命健康。随着国家环保政策的日趋严格，对火电厂提出了更高的环保要求，从2014年7月起，规定现有火力发电锅炉氮氧化物的排放浓度不超过100mg/m3。
[0003]火电厂对NOx的控制措施主要有低NOx燃烧技术和选择性催化还原技术(SCR技术)两种。
[0004]SCR技术是目前应用最广和最有效的技术，但是该技术存在初始投资和运行费用偏高，并且存在氨泄露的安全隐患问题。
[0005]低NOx燃烧技术主要包括低氧燃烧，烟气再循环、低NOx燃烧器技术、空气分级、再燃技术等。低NOx燃烧技术成本较低，但一般降低NOx幅度较小。通常，低氧运行，烟气再循环、低NOx燃烧器技术、空气分级等低NOx燃烧技术的NOx还原率在10?40%。而气体燃料再燃技术比较其他低NOx燃烧技术在NOx脱除方面具有一定优势，可以达到60%?70%。
[0006]国内外在再燃脱硝方面主要采用天然气作为再燃燃料。我国天然气资源主要分布在西部，因此东部及沿海地区发展天然气再燃脱硝受到限制。
[0007]生物质能是蕴藏在生物质中的能量，源于太阳能，是绿色植物将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物质的种类很多，植物中最主要的有木材和农作物秸杆等。植物生物质能几乎不含硫，含氮很少，因此是一种清洁再生能源，是绿色能源之一。发展以生物质为原料的绿色能源进行煤粉锅炉的再燃燃烧，既是我国加强生态环境建设、减少NOx污染物的重要途径，又是实现生物质能源高效利用、解决能源危机的重要途径。
[0008]公开号为CN1963299A、发明名称为利用煤粉和生物质混合再燃降低NOx排放的方法及锅炉系统的中国专利申请提出了将炉内燃烧过程分主燃烧区、再燃区和燃尽区，将再燃区分为一级再燃区和二级再燃区，在一级再燃区喷送入煤粉，将生物质经过干燥、粉磨预处理后向二级再燃区喷送，在一级再燃区内主要完成煤粉热解和焦炭生成过程，在二级再燃区内实现NOx还原反应，利用缺氧条件下挥发分燃烧和焦炭对CO与NO反应的催化还原作用，进一步还原主燃区内生成的NOx，达到低NOx排放的目的。
[0009]公开号为CN102121706A、发明名称为燃煤锅炉生物质气化再燃系统的中国专利申请提出一种生物质能源技术领域的燃煤锅炉生物质气化再燃系统，该系统中，绞龙进料系统、气化炉体和旋转除灰系统都通过法兰与气化炉连接，绞龙进料系统位于气化炉体侧上方的进料口处，旋转除灰系统位于气化炉体的底部，高温输送管道通过法兰连接气化炉产气口和锅炉燃料喷口。该中国专利申请能够连续稳定处理生物质料稳定输出气化气，用作锅炉再燃燃料。
[0010]在实现本实用新型的过程中，发明人发现以上现有技术存在如下不足之处:
[0011 ][0012]公开号为CN102121706A的中国专利申请中，在生物质热解气化产生热解气的同时，会产生另一种重要产物一一半焦，半焦是生物质经过一定温度干馏之后得到的一种固体产物，并且内部具有丰富的孔隙结构。这部分半焦在该现有技术中未能得到合理的利用和处理，因此影响生物质能的利用率，造成能源和热量的浪费。
【实用新型内容】
[0013]本实用新型的目的在于提供一种生物质燃料再燃系统和锅炉，旨在避免生物质与煤粉直接混燃，同时提高生物质能的利用率。
[0014]本实用新型第一方面提供一种生物质燃料再燃系统，包括锅炉本体、生物质料仓、生物质热解炉、气固分离器、主燃烧器、半焦燃烧器和再燃气体燃烧器，所述锅炉本体具有炉膛，所述炉膛具有从上游至下游依次设置的主燃区、再燃区和燃尽区，所述主燃烧器、所述半焦燃烧器和所述再燃气体燃烧器均设置于所述锅炉本体上，所述主燃烧器位于所述主燃区，所述再燃气体燃烧器位于所述再燃区，所述半焦燃烧器位于所述再燃区的上游，所述生物质料仓的生物质出口与所述生物质热解炉的生物质入口连接，所述生物质热解炉的热解产物出口与所述气固分离器的热解产物入口连接，所述气固分离器的气体出口与所述再燃气体燃烧器连接，所述气固分离器的半焦出口与所述半焦燃烧器连接。
[0015]进一步地，所述生物质燃料再燃系统还包括除尘器，所述除尘器的除尘器入口与所述气固分离器的气体出口连接，所述除尘器的气体出口与所述再燃气体燃烧器连接。
[0016]进一步地，所述生物质燃料再燃系统还包括高温风机，所述高温风机的风机入口与所述气固分离器的气体出口连接，所述高温风机的风机出口与所述再燃气体燃烧器连接。
[0017]进一步地，所述生物质燃料再燃系统还包括草木灰灰斗，所述除尘器的固体出口与所述草木灰灰斗的灰斗入口连接。
[0018]进一步地，所述生物质燃料再燃系统还包括草木灰输送泵和草木灰灰仓，所述草木灰输送泵的泵入口与所述草木灰灰斗的灰斗出口连接，所述草木灰输送泵的泵出口与所述草木灰灰仓的灰仓入口连接。
[0019]进一步地，所述炉膛还包括还原区，所述还原区位于所述主燃区的下游并位于所述再燃区的上游，所述半焦燃烧器位于所述还原区。
[0020]进一步地，所述生物质燃料再燃系统还包括燃尽风喷口，所述燃尽风喷口设置于所述锅炉本体上并位于所述燃尽区。
[0021]进一步地，所述生物质燃料再燃系统还包括用于回收所述气固分离器的气体出口的生物质热解气的显热的换热器。
[0022]本实用新型第二方面提供一种锅炉，包括生物质燃料再燃系统，所述生物质燃料再燃系统为本实用新型第一方面中任一项所述的生物质燃料再燃系统。
[0023]基于本实用新型提供的生物质燃料再燃系统和锅炉，生物质燃料再燃系统包括锅炉本体、生物质料仓、生物质热解炉、气固分离器、主燃烧器、半焦燃烧器和再燃气体燃烧器，生物质料仓的生物质出口与生物质热解炉的生物质入口连接，生物质热解炉的热解产物出口与气固分离器的热解产物入口连接，气固分离器的气体出口与再燃气体燃烧器连接，气固分离器的半焦出口与半焦燃烧器连接。该生物质燃料再燃系统将生物质热解炉的热解产物中的生物质热解气作为再燃燃料通过气固分离器的气体出口输送至再燃区燃烧，将热解产物中的半焦通过气固分离器的半焦出口输送至锅炉的再燃区上游燃烧，一方面避免了生物质与煤粉直接混燃，从而避免了因直接混燃而导致的燃料仓堵塞、容易引起结渣腐蚀和影响混燃灰的利用问题，另一方面半焦得到了合理的利用和处理，提高了生物质能的利用率。
[0024]通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
【附图说明】
[0025]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0026]图1为本实用新型一具体实施例的生物质燃料再燃系统的原理示意图。
[0027]图1中，各附图标记分别代表:
[0028]1、生物质料仓；
[0029]2、生物质下料管道；
[0030]3、生物质热解炉；
[0031]4、热解产物出口管道；
[0032]5、气固分离器；
[0033]6、除尘器；
[0034]7、高温风机；
[0035]8、再燃气体输送管道；
[0036]9、半焦输送管道；
[0037]10、燃尽风喷口 ；
[0038]11、再燃气体燃烧器；
[0039]12、半焦燃烧器；
[0040]13、主燃烧器；
[0041]14、炉膛。
【具体实施方式】
[0042]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0043]除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0044]如图1所示，该实施例的生物质燃料再燃系统包括锅炉本体、生物质料仓1、生物质下料管道2、生物质热解炉3、热解产物出口管道4、气固分离器5、除尘器6、高温风机7、再燃气体输送管道8、半焦输送管道9、再燃气体燃烧器11、半焦燃烧器12和主燃烧器13。
[0045]锅炉本体具有炉膛14，炉膛具有从上游至下游依次设置的主燃区、还原区、再燃区和燃尽区。主燃烧器13、半焦燃烧器12、再燃