【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物质能源，尤其涉及一种燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的装置系统及方法。
技术介绍
1、随着社会发展，化石能源的需求量在不断增加，而化石能源的不可再生性以及其供能时对环境的影响使得人们开始大力研究替代能源。生物质以及污泥在循环流化床掺烧发电领域的应用越来越广泛，相关的技术越来越成熟。
2、生物质是一种清洁可再生能源，生物质是全生命周期分析意义上的碳“零排放”的能源。污泥是污水中各种物质在被处理时沉积转化而来的，污泥干化技术、污泥燃烧技术、尾气处理技术等有关污泥燃烧发电的配套技术在不断发展，大大增强了污泥的无害化处理能力。
3、生物质和污泥与化石燃料相比具有碱金属含量高、氯含量高、挥发分含量高、灰分熔点低、热值低等特点，在循环流化床锅炉内燃烧时，会导致床料烧结，高、低温腐蚀等问题。
4、cn115468180a公开了一种煤粉锅炉耦合生物质燃料发电的系统及方法，煤粉锅炉内隔开设置有粉料燃烧器和生物质烘焙气燃烧器，方法包括；使用烘焙子系统对生物质原料进行烘焙预处理，烘焙预处理后产生固体烘焙生物质和生物质烘焙气；将固体烘焙生物质送入研磨制粉子系统研磨处理为烘焙生物质粉状燃料；提供煤粉，利用送风子系统向烘焙生物质粉状燃料及煤粉中通入一次风，一次风携带煤粉和烘焙生物质粉状燃料进入粉料燃烧器后在炉膛中燃烧；并将生物质烘焙气直接通入生物质烘焙气燃烧器后在炉膛中与煤粉耦合燃烧，实现氮氧化物的双重减排。
5、cn112944314a公开了一种电站锅炉耦合生物质锅炉系统及运行方法，包括生物
6、cn110564432a公开了一种燃煤耦合生物质发电系统及方法，系统包括生物质热解单元、储存加工单元、加压气化单元和燃煤发电单元。先将生物质原料就近热解转化为生物油和热解炭，然后加工成生物油浆和有机酸钙；生物油浆利用加压气化炉生产高温燃气，并直接送入燃煤锅炉混燃发电。所述系统实现了生物质、污泥等废弃物资源的高效转化和利用，可满足大型燃煤电厂耦合生物质发电的规模需求，同时联产高附加值的炭产品，有机酸钙还可以用于循环流化床锅炉炉内脱硫脱硝。
7、但上述系统均是燃煤与单一燃料的耦合燃烧，对掺烧范围具有限制性，能量利用效率低且二氧化碳排放量较高。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的装置系统及方法，采用煤粉耦合生物质可燃气和污泥在循环流化床锅炉内进行富氧燃烧，显著提高煤粉的掺烧能力与范围，而且通过合理设置煤粉、生物质可燃气和污泥进入循环流化床锅炉的位置，实现分层掺烧，大幅度降低了氮氧化物的排放量；利用循环流化床锅炉产生的烟气对氧气预热以及污泥干化，提高能量的利用效率以及系统的经济性。此外，还设置了二氧化碳压缩捕集装置对燃烧产生的二氧化碳进行捕集，实现了碳的负排放。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的装置系统，所述装置系统包括依次连接的生物质预燃室、循环流化床锅炉、旋风分离装置、省煤装置和空气预热装置；
4、所述装置系统还包括第一级干化装置、第二级干化装置、第一级预热装置、第二级预热装置、除尘装置、深冷空分装置和二氧化碳压缩捕集装置；
5、所述省煤装置、第二级干化装置、第二级预热装置、除尘装置和二氧化碳压缩捕集装置依次连接；
6、所述空气预热装置、第一级干化装置、第一级预热装置和除尘装置依次连接；
7、所述深冷空分装置与第一级预热装置连接。
8、本专利技术所述的燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的装置系统设置了生物质预燃室，将其产生的生物质可燃气送入炉内进行燃烧，解决了焦油冷凝的问题并减少了进入炉内灰渣；煤粉、污泥以及生物质可燃气在循环流化床锅炉内富氧燃烧，提高了烟气中二氧化碳的浓度，使得二氧化碳的捕集封存成为可能，实现了二氧化碳的负排放；使用深冷空分装置制备氧气，并利用烟气对深冷空分装置产生的氧气进行两级预热，并且对湿污泥进行两级干燥，充分利用烟气的热量，提高了能量的利用率，具有大规模推广应用前景。
9、本专利技术所述生物质预燃室紧邻循环流化床锅炉，大大缩短了生物质可燃气进入循环流化床锅炉的流动距离，这极大程度上解决了长距离输送引起的焦油冷凝的问题。
10、优选地，所述生物质预燃室与生物质燃料输送管道连接。
11、优选地，所述循环流化床锅炉与煤粉输送管道连接。
12、优选地，所述第一级干化装置、第二级干化装置和循环流化床锅炉连接。
13、优选地，所述第一级干化装置与污泥输送管道连接。
14、优选地，所述旋风分离装置分别与生物质预燃室和循环流化床锅炉连接。
15、优选地，所述深冷空分装置、第一级预热装置、第二级预热装置和循环流化床锅炉依次连接。
16、优选地，所述第二级预热装置分别与生物质预燃室和循环流化床锅炉连接。
17、优选地，所述除尘装置和二氧化碳压缩捕集装置之间还设置有脱硫装置。
18、优选地，所述脱硫装置经烟气管道与循环流化床锅炉连接。
19、优选地，所述装置系统包括依次连接第三级预热装置和反渗透处理装置。
20、优选地，所述第三级预热装置分别与空气预热装置和除尘装置相连。
21、优选地，所述反渗透处理装置与锅炉给水管道连接。
22、优选地，所述旋风分离装置和省煤装置之间还设置有过热装置。
23、本专利技术所述过热装置的热量传递给锅炉给水，形成高温高压蒸汽，带动汽轮机发电。
24、第二方面，本专利技术还提供一种燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的方法，所述方法采用第一方面所述的燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的装置系统进行；所述方法包括如下步骤：
25、深冷空分装置产生的氧气经第一级预热装置和第二级预热装置预热后变为预热后氧气，与经过省煤装置后的一部分烟气混合形成的第一混合气，在循环流化床锅炉中形成氧气/二氧化碳燃烧氛围；
26、生物质燃料、所述预热后氧气和经过空气预热装置后的一部分烟气混合形成的第二混合气共同进入生物质预燃室进行预燃，产生的生物质可燃气从循环流化床锅炉的第一区域进入；
27、湿污泥经第一级干化装置和第二级干化装置干化后变为干污泥颗粒，在第一混合气携带下，从循环流化床锅本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接的生物质预燃室、循环流化床锅炉、旋风分离装置、省煤装置和空气预热装置；
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述生物质预燃室与生物质燃料输送管道连接；
3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述深冷空分装置、第一级预热装置、第二级预热装置和循环流化床锅炉依次连接；
4.根据权利要求1～3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述除尘装置和二氧化碳压缩捕集装置之间还设置有脱硫装置；
5.根据权利要求1～4任一项所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接第三级预热装置和反渗透处理装置；
6.根据权利要求1～5任一项所述的装置系统，其特征在于，所述旋风分离装置和省煤装置之间还设置有过热装置。
7.一种燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1～6任一项所述的燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的装置系统进行；所述方法包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，进入空气预热装置的烟气，其中一部分进入第三级预热装置被冷凝，产生的冷凝水进入反渗透处理装置处理，经锅炉给水管道输送给循环流化床锅炉；冷凝后的烟气进入除尘装置除尘。
10.根据权利要求7～9任一项所述的方法，其特征在于，所述除尘装置除尘后的烟气经脱硫装置脱硫后，其中一部分经烟气管道返回循环流化床锅炉。
...【技术特征摘要】
1.一种燃煤耦合生物质及污泥的负碳排放的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接的生物质预燃室、循环流化床锅炉、旋风分离装置、省煤装置和空气预热装置；
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述生物质预燃室与生物质燃料输送管道连接；
3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述深冷空分装置、第一级预热装置、第二级预热装置和循环流化床锅炉依次连接；
4.根据权利要求1～3任一项所述的装置系统，其特征在于，所述除尘装置和二氧化碳压缩捕集装置之间还设置有脱硫装置；
5.根据权利要求1～4任一项所述的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括依次连接第三级预热装置和反渗透处理装置；
6.根据权利要求1～5任一项所述的装置系统，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘向民，陈源茂，杨琨，王长安，张涛，何翔，崇培安，车得福，
申请(专利权)人：上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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