CN210765154U - 一种火电厂煤热解煤气发电的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火电厂煤热解煤气发电的系统，包括煤干馏热解炉、煤气净化分离装置、煤气燃烧发电装置；煤干馏热解炉的焦煤气排出口连通于煤气净化分离装置的焦煤气入口，煤气净化分离装置的煤气出口通过带阀门的管路连通于煤气燃烧发电装置的煤气输入口；煤气燃烧发电装置的电能输出端连接于电网。本实用新型利用火电厂内的设施，设置煤热解炉生产煤气，再利用煤气通过内燃机或燃气轮机带动发电机发电，从而使得煤气燃气发电机组可以作为火电厂在一定负荷范围内灵活变动响应电网调峰调频需求，从而有效增加火力发电厂的灵活性。

Description

一种火电厂煤热解煤气发电的系统

技术领域

本发明涉及煤热解领域，具体涉及一种利用在火电厂内热解煤产生煤气来发电的系统。

背景技术

我国的能源结构表现为“富煤、贫油、少气”，相比于石油、天然气和其他能源资源，我国煤炭资源丰富，是世界最大的煤炭生产和消费国，产量占世界煤炭总产量的37％。煤炭在我国一次能源结构中的比例约为70％，预计这种局面在今后几十年内不会发生根本改变。然而目前我国煤炭大约80％以直接燃烧的方式产生电能，不仅效率低、浪费资源且污染环境，因此寻求煤炭的综合利用，提高煤炭附加值已成为近年来煤化工产业热点。

另外，目前国内火电厂面临的电网辅助服务调峰调频压力越来越大，由于可再生能源发电比例逐年上升，造成大型火电机组越来越多承担电网负荷调峰调频等电网辅助服务的任务。根据欧洲火电灵活性的技术经验，欧洲很多大型燃煤火力发电厂，设置50MWˉ5MW容量之间的燃气轮机发电机组，作为火电厂快速响应电网辅助服务负荷调整的需求。但直接使用天然气作为燃料，存在燃料成本高昂的问题。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种火电厂煤热解煤气发电的系统，利用火电厂内的设施，设置煤热解炉生产煤气，再利用煤气通过内燃机或燃气轮机带动发电机发电，从而使得煤气燃气发电机组可以作为火电厂在一定负荷范围内灵活变动响应电网调峰调频需求，从而有效增加火力发电厂的灵活性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种火电厂煤热解煤气发电的系统，包括煤干馏热解炉、煤气净化分离装置、煤气燃烧发电装置；所述煤干馏热解炉包括煤入料口、剩余物排出口和焦煤气排出口；所述煤气净化分离装置包括焦煤气入口、煤气出口和焦油出口；所述煤干馏热解炉的焦煤气排出口连通于所述煤气净化分离装置的焦煤气入口，所述煤气净化分离装置的煤气出口通过带阀门的管路连通于所述煤气燃烧发电装置的煤气输入口；所述煤气燃烧发电装置的电能输出端连接于电网。

进一步地，所述煤气净化分离装置的焦油出口连通于焦油存储罐。

进一步地，所述煤气燃烧发电装置采用内燃机发电机装置或燃气轮发电机装置。

进一步地，所述煤气燃烧发电装置的烟气排放管道连通于煤干馏热解炉。

更进一步地，所述煤气燃烧发电装置的烟气排放管道连通于火电厂的煤粉锅炉的炉膛或烟道。

进一步地，所述煤气净化分离装置的煤气出口还通过另一带阀门的管道连通于煤粉锅炉的多燃料燃烧器的燃料输入口。

更进一步地，所述系统还包括有煤气存储装置，所述煤气存储装置的进口连通于煤气净化分离装置的煤气出口，所述煤气存储装置的出口通过一带阀门的管道连通于所述煤气燃烧发电装置的煤气输入口，和/或通过另一带阀门的管道连通于煤粉锅炉的多燃料燃烧器的燃料输入口。

再进一步地，所述煤气存储装置采用高压气态存储装置、高压液化存储装置或深冷液化存储装置。

进一步地，所述煤气净化分离装置采用水冷却冲洗净化分离装置、氨水冷却冲洗净化分离装置、分子筛净化分离装置、变压吸附净化分离装置、深冷液化升温气化分离装置、溶液吸收分离装置中的任意一种。

进一步地，所述煤干馏热解炉采用干馏温度为500℃-600℃的低温干馏热解炉、干馏温度为600℃-800℃的中温干馏热解炉或干馏温度为800℃-1100℃的高温干馏热解炉中的任意一种。

本实用新型的有益效果在于：

1、煤气，特别是洁净煤气，其热值很高，可以直接用来焚烧发电，无论采用内燃机发电或燃气轮机发电，其发电效率均大于煤气送入电站锅炉产生水蒸汽带动汽轮机的发电效率。本实用新型系统通过进行干馏热解制取煤气，再利用煤气燃烧发电装置进行高效发电，可以实现火电厂节能减排及增效，并且提升火电厂的火电灵活性，增加火电厂调峰调频收入。

2、本实用新型系统可以利用低价煤面、煤粉、型煤粉、型炭粉、型炭粉等劣质煤资源作为生产原料，降低最终产品洁净型炭的成本。

3、本实用新型系统所产生的废气进入火电厂的烟气处理装置一并进行烟气处理，可以实现清洁生产。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的系统结构示意图；

图3为本实用新型实施例3的系统结构示意图；

图4为本实用新型实施例4的系统结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

一种火电厂煤热解煤气发电的系统，如图1所示，包括煤干馏热解炉102、煤气净化分离装置103、煤气燃烧发电装置104；所述煤干馏热解炉102包括煤入料口、剩余物排出口和焦煤气排出口；所述煤气净化分离装置103包括焦煤气入口、煤气出口和焦油出口；所述煤干馏热解炉102的焦煤气排出口连通于所述煤气净化分离装置103 的焦煤气入口，所述煤气净化分离装置103的煤气出口通过带阀门的管路连通于所述煤气燃烧发电装置104的煤气输入口；所述煤气燃烧发电装置104的电能输出端连接于电网。

上述系统的工作原理在于：通过煤入料口往煤干馏热解炉中加入煤原料，通过煤干馏热解炉进行煤热解生成焦煤气。生成的焦煤气从焦煤气排出口排出至所述煤气净化分离装置内，经过煤气净化分离装置分离出焦煤气中的焦油，得到洁净的煤气。煤气通过带阀门的管道送入煤气燃烧发电装置，煤气燃烧发电装置利用煤气作为燃料焚烧发电，所发电能通过火电厂的升压站输送至电网。煤热解得到的固体物中包含有炭、废渣和或废液，炭可以回收利用，废渣和废液可以利用火电厂的废渣处理装置和废液处理装置进行处理。煤干馏热解炉的热源可以来自粉煤锅炉的烟气、火电厂的汽轮机的主蒸汽管道或抽汽管道的蒸汽等。

通过上述系统，所述煤气燃烧发电装置可以作为火电厂调峰调频响应机组，在电网需要快速升降负荷时，可以通过控制煤气的输送量实现增减煤气燃烧发电装置的发电负荷，从而响应电网调峰调频辅助服务的需求。

在本实施例中，所述煤气净化分离装置103的焦油出口连通于焦油存储罐105。分离出的焦油排出至焦油存储罐105中存储。

在本实施例中，所述煤气燃烧发电装置104采用内燃机发电机装置或燃气轮发电机装置。内燃机发电机装置或燃气轮发电机装置是通过内燃机或燃气轮机焚烧带动发电机发电，所发电量通过火电厂升压站上电网。

在本实施例中，所述煤气燃烧发电装置104(内燃机或燃气轮机) 的烟气排放管道连通于煤干馏热解炉102。通过该设置，可以将煤气燃烧发电装置排放的高温烟气作为煤干馏热解炉干馏气化的补充热源。

在本实施例中，所述煤气净化分离装置103的煤气出口还通过另一带阀门的管道连通于煤粉锅炉101的多燃料燃烧器106的燃料输入口。煤气净化分离装置分离得到的洁净煤气还可以输送至煤粉锅炉的多燃料燃烧器进行助燃焚烧。

进一步地，在本实施例中，所述系统还包括有煤气存储装置107，所述煤气存储装置107的进口连通于煤气净化分离装置103的煤气出口，所述煤气存储装置107的出口通过一带阀门的管道连通于所述煤气燃烧发电装置104的煤气输入口，和/或通过另一带阀门的管道连通于煤粉锅炉101的多燃料燃烧器106的燃料输入口。

更进一步地，所述煤气存储装置107可以采用高压气态存储装置、高压液化存储装置或深冷液化存储装置。

在本实施例中，所述煤气净化分离装置103采用水冷却冲洗净化分离装置、氨水冷却冲洗净化分离装置、分子筛净化分离装置、变压吸附净化分离装置、深冷液化升温气化分离装置、溶液吸收分离装置中的任意一种。

进一步地，所述煤干馏热解炉102采用干馏温度为500℃-600℃的低温干馏热解炉、干馏温度为600℃-800℃的中温干馏热解炉或干馏温度为800℃-1100℃的高温干馏热解炉中的任意一种。

在本实施例中，所述煤干馏热解炉102采用低温干馏热解炉。则在进行煤热解后，在排出的固体中含有兰炭、型炭或粗焦的一种或几种，可以进一步深化利用。

实施例2

本实施例的系统结构和实施例1基本相同，主要区别在于，如图 2所示，所述煤气燃烧发电装置104(内燃机或燃气轮机)的烟气排放管道还连通于火电厂的煤粉锅炉101的炉膛或烟道。当煤干馏热解炉无法完全对煤气燃烧发电装置排放的高温烟气进行利用时，剩余的高温烟气可以输送至火电厂的煤粉锅炉的炉膛或烟道，使其和煤粉锅炉产生的烟气一并送入烟气处理装置中进行无害化处理。

煤气燃烧发电后产生的高温烟气可以对火电厂的煤粉锅炉低负荷的烟气加热，保证烟气进入SCR前不低于310度，不发生SCR内的硫酸氢铵凝结。

实施例3

本实施例的系统结构和实施例1基本相同，主要区别在于，如图 3所示，所述煤气燃烧发电装置104的烟气排放管道并不连通煤干馏热解炉101，而是输送至火电厂的原煤干燥装置或热网水管道中，对原煤进行干燥或对热网水进行加热。另外，本实施例中，煤入料口连通于火电厂的磨煤机108，直接利用磨煤机108制得煤粉作为煤原料。

实施例4

本实施例的系统结构和实施例1基本相同，主要区别在于，如图 4所示，在本实施例中，所述煤入料口连通于火电厂的型煤制备装置109，以型煤作为煤原料加入到煤干馏热解炉101中，煤热解后可得到型炭。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，包括煤干馏热解炉(102)、煤气净化分离装置(103)、煤气燃烧发电装置(104)；所述煤干馏热解炉(102)包括煤入料口、剩余物排出口和焦煤气排出口；所述煤气净化分离装置(103)包括焦煤气入口、煤气出口和焦油出口；所述煤干馏热解炉(102)的焦煤气排出口连通于所述煤气净化分离装置(103)的焦煤气入口，所述煤气净化分离装置(103)的煤气出口通过带阀门的管路连通于所述煤气燃烧发电装置(104)的煤气输入口；所述煤气燃烧发电装置(104)的电能输出端连接于电网。

2.根据权利要求1所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述煤气净化分离装置(103)的焦油出口连通于焦油存储罐(105)。

3.根据权利要求1所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述煤气燃烧发电装置(104)采用内燃机发电机装置或燃气轮发电机装置。

4.根据权利要求1所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述煤气燃烧发电装置(104)的烟气排放管道连通于煤干馏热解炉(102)。

5.根据权利要求1或4所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述煤气燃烧发电装置(104)的烟气排放管道连通于火电厂的煤粉锅炉(101)的炉膛或烟道。

6.根据权利要求1所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述煤气净化分离装置(103)的煤气出口还通过另一带阀门的管道连通于煤粉锅炉(101)的多燃料燃烧器(106)的燃料输入口。

7.根据权利要求1或6所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述系统还包括有煤气存储装置(107)，所述煤气存储装置(107)的进口连通于煤气净化分离装置(103)的煤气出口，所述煤气存储装置(107)的出口通过一带阀门的管道连通于所述煤气燃烧发电装置(104)的煤气输入口，和/或通过另一带阀门的管道连通于煤粉锅炉(101)的多燃料燃烧器(106)的燃料输入口。

8.根据权利要求7所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述煤气存储装置(107)采用高压气态存储装置、高压液化存储装置或深冷液化存储装置。

9.根据权利要求1所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述煤气净化分离装置(103)采用水冷却冲洗净化分离装置、氨水冷却冲洗净化分离装置、分子筛净化分离装置、变压吸附净化分离装置、深冷液化升温气化分离装置、溶液吸收分离装置中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的火电厂煤热解煤气发电的系统，其特征在于，所述煤干馏热解炉(102)采用干馏温度为500℃-600℃的低温干馏热解炉、干馏温度为600℃-800℃的中温干馏热解炉或干馏温度为800℃-1100℃的高温干馏热解炉中的任意一种。

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