[实用新型]一种高效煤气化-燃气锅炉系统和煤炭能源利用系统

权利要求书

1.一种高效煤气化-燃气锅炉系统和煤炭能源利用系统，其利用中高温乏氧气化剂使煤料在炉膛内实现高效煤气化产生热煤气，然后以煤气燃烧方式完成热能释放和交换；其外围设备和配置均与现有各主要类型和规模的燃煤锅炉相同或相似的通用设备或部件，以及热能吸收和交换设备或汽水系统的工作温度范围和功能也与现有设备相同或相似；其特征在于：

所述一种高效煤气化-燃气锅炉系统和煤炭能源利用系统的炉膛或燃烧系统由以下功能区域、设备系统、连接方式和系统结构构成：气化剂发生与布气系统(1)、密闭煤料输送与布煤系统(2)、煤气空间(3)、煤气栅与布气系统(4)、燃烧空间(5)、鼓风与布气系统的一次风布气系统(6.1)和二次风布气系统(6.2)、灰渣空间(7)、密闭出渣系统(8)，和通用的锅炉热能交换系统或汽水系统；

气化剂发生与布气系统(1)由气化剂发生装置、气化剂输送管道和与其相连并实现分布气化剂功能的气体分布结构和排气出口构成的布气装置构成，可产生温度、流量和成分比例等可有效控制的中高温乏氧气化剂，其主要成分为二氧化碳(CO2)、水(H2O)和氮气(N2)；在压力差的作用下，中高温乏氧气化剂经过管道和布气装置进入锅炉，与来自密闭煤料输送与布煤系统(2)的煤料直接接触并发生煤气化反应，持续产生可供燃烧的热煤气；气化剂发生装置产生的气化剂，经气化剂输送管道和气化剂布气装置的气化剂排气口，与来自密闭煤料输送与布煤系统(2)的煤料直接接触和发生煤气化反应，持续产生可供燃烧的热煤气；

密闭煤料输送与布煤系统(2)由密闭自动加煤装置和煤料输送装置构成，与气化剂发生与布气系统(1)联合构成为煤料与中高温乏氧气化剂接触且发生煤气化反应提供所需要的空间结构和流体力学条件，实现煤料在空气密闭的条件下经螺旋、刮斗或刮板等密闭物料输送承载体，以连续或断续方式输送进入锅炉内，并通过包括诸如固定床、链条炉排、循环流化床、煤粉喷料或其组合的具有煤料输送和相应物料分布功能的布煤装置完成布煤，而后与来自气化剂发生与布气系统(1)的中高温乏氧气化剂直接接触并发生煤气化反应，持续产生可供燃烧的热煤气；

煤气空间(3)汇集和缓冲煤气化过程中产生的热煤气，使热煤气通过具有抑尘、蓄热和布气等功能的煤气栅与布气系统(4)；待通过由气体分布功能结构构成的煤气栅与布气系统(4)后，热煤气保持通过煤气栅与布气系统(4)所形成的煤气流动方式和方向及气体分布态势进入燃烧空间(5)，分别与来自鼓风与布气系统的一次风布气系统(6.1)和二次风布气系统(6.2)的空气充分混合并燃烧，生产可以转换为蒸汽的辐射热和高温尾气；

煤料气化后产生的灰渣在重力作用下落在具有大角度的灰渣收集斜面上，进而汇集到灰渣空间(7)底部，再经由具有物料输送功能的密闭式排渣装置或设备构成的密闭出渣系统(8)，以连续或断续的方式将灰渣排出煤气化-燃气锅炉系统；

所述一种高效煤气化-燃气锅炉系统和煤炭能源利用系统的热交换或汽水系统与现有燃煤等热能锅炉系统相同，主要由辐射热交换器、省煤器、过热器和空气预热器等通用设备部件和设备系统构成，实现热能交换产生蒸汽和热能回收利用；

所述一种高效煤气化-燃气锅炉系统和煤炭能源利用系统根据其蒸汽负荷、发电负荷或工业应用负荷需要，通过调节进煤量和协同调节气化剂温度、流量、组分比例等参数及热煤气燃烧空气鼓风量，实现锅炉和热能系统的物料和热能平衡，以及煤炭能源的高效转换和利用。

2.如权利要求1所述的一种高效煤气化-燃气锅炉系统和煤炭能源利用系统，其特征在于：气化剂发生与布气系统(1)，其为利用内部或外部能源产生温度、流量和组分比例等可根据锅炉系统运行需要和气化工艺要求，而有效控制的中高温乏氧气体的气化剂发生装置，以及由气化剂传输与分布结构和排气出口构成，提供中高温乏氧气化剂与煤料混合或运载煤料功能的气化剂布气装置。

3.如权利要求1所述的一种高效煤气化-燃气锅炉系统和煤炭能源利用系统，其特征在于：密闭煤料输送与布煤系统(2)，其为煤料与气化剂发生与布气系统(1)产生的中高温乏氧气化剂进行有效和充分接触的煤气化反应提供空间结构和流体力学条件，实现煤料以包括诸如固定床、链条炉排、循环流化床、煤粉喷料或由其组合所构成的设备结构与煤料输送和布煤方式进入锅炉，并在中高温乏氧气化剂作用下的高效煤气化反应，产生热煤气。