CN101704692B - 一种秸秆气化余热利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种秸秆气化余热利用的方法，将农作物秸秆利用气化技术转化为500-600℃高温生物质燃气供农户使用，同时将气化产生的35-40℃的中温余热供沼气发酵使用，提高沼气转化效率，形成秸秆气化与沼气发酵联合方法，生物质燃气与沼气混合使用，提高生物质燃气热值，优势互补，燃气也具有较高的经济效益。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种秸秆气化余热利用的方法，属于秸秆生产能源领域及秸秆气化余热利用技术领域。
二、背景技术
世界性的能源危机、环境污染以及生态平衡的破坏，使人类认识到不能无节制地向自然界索取能源，而应尽快建立能源利用的平衡机制。在世界范围内，人们已达成共识：以高新技术开发和利用生物质能源，是补充能源与解决环境问题的重要途径之一。所以，生物质利用技术的研究与开发，受到世界各国政府与科学家的关注。近期国内外学者的研究方向主要是利用农作物秸秆等生物质能的转化利用，其中生物质气化技术的研究更为活跃。
生物质气化技术是生物质在气化炉中进行气化反应，生成生物质燃气。生物质气化技术主要的设备是气化炉。公知的气化炉有(1)上吸式固定床气化炉；(2)下吸式固定床气化炉。
上吸式固定床气化炉：生物质由上部加料装置装入炉本体，然后靠自身重力自上而下，与向上流动的热煤气接触，相继经过干燥蒸发层、干馏层、还原层、氧化层最后留下灰渣，由炉箅下方排出，空气从炉箅下方送入，通过炉箅的间隙均匀地进入灰渣层被预热，然后与生物质接触发生气化反应，产生的煤气相继通过还原层、干馏层和蒸发层，由上部引出口排出。上吸式固定床气化炉其特点是煤气的流动方向与物料方向是逆向的，煤气所带的热量被干馏层和蒸发层利用，出口煤气温度低，热效率较高；但从生物质中分解出来的焦油几乎全部带出炉外，煤气中焦油含量很高，需要一套污水和焦油处理装置比较麻烦。
下吸式固定床气化炉：生物质流向与上吸式相同，而空气是从上部和喉管区加入，在喉管区发生气化反应，生成的煤气与上部干馏层、蒸发层产生的水分、焦油等一起通过气化层和灰层，从下部吸出。其特征是煤气与生物质流向相同，热解产物通过帜热的氧化层，水分与碳作用生成水煤气，焦油被分解，所以，下吸式煤气热值较高，焦油含量较低，净化系统较简单，但出口燃气温度较高，燃气温度高达500∽600℃，热效率较低。在当前高度重视环境保护情况下，采用下吸式气化炉较好。
如能将下吸式气化炉产生的生物质燃气的余热充分利用起来，实现低位热能利用，为当前农村正兴起以牛、马、猪牲畜粪便为主要原料的沼气发酵产气技术，提供稳定的热源，形成秸秆气化与沼气发酵联合装置，具有较高的经济效益，同时消除农村污染源。
三、发明内容
本发明提供一种秸秆气化余热利用方法，将农作物秸秆利用气化技术转化为生物质燃气，供农户使用，同时将气化产生的余热供沼气发酵使用，提高沼气转化效果，以达到农作物能源综合利用的目的。
本发明通过以下技术方案实现。
本发明流程框图如图1
将30-35℃的水通过水换热器、除尘器和下吸式气化炉，与500-600℃的高温生物质燃气逆流换热，水温提高至45-50℃，燃气温度降至35-40℃，45-50℃的热水又通过发酵物料换热器，将热量传给发酵物料，发酵装置的发酵物料温度提高至35-40℃，水温降至30-35℃，用循环泵返回气化装置，建立冷热水循环。
本发明其特征在于传热介质为易得的水，并由带夹套的下吸式气化炉、带夹套的除尘器和列管换热器组成的换热整体装置，可将生物质燃气带出的显热全部回收。
本发明的特征在于将气化装置回收的热能传给发酵装置，可以稳定保持发酵装置在35∽40℃范围内的中温发酵。发酵装置可以是全湿式发酵或全固体发酵，形成秸秆气化与沼气发酵联合装置。
本发明的优点是：
1.稳定供给低位热能。如果将一个供100户用气的秸秆气化集中供气系统的余热利用起来，可以将一个处理每日10吨牛、马、猪牲畜粪便的沼气发酵装置的温度从常温提高到35至40℃，进行中温发酵，沼气产量提高一倍以上，供气用户可达200户以上。
2.生物质燃气与沼气混合使用，提高生物质燃气热值，优势互补，燃气有较高的经济效益。
3.消除农村污染源，环境效益显著。
四、附图说明
图1是本发明工艺流程图。
五、具体实施方式：
实施例1以秸秆气化与全湿式沼气发酵为例。
处理能力：秸秆气化2吨秸秆/日，湿式沼气发酵10吨牛粪/日，混合产气量8000-10000m3/日。
将35℃的水通过水换热器、除尘器和下吸式气化炉，与500-600℃高温生物质燃气逆流换热，水温提高至45℃，燃气温度降至50℃，50℃的热水又通过发酵物料换热器，将热量传给发酵物料，发酵物料温度提高至40℃，进入沼气发酵器，换热后水温降至35℃，进入水循环槽，再用循环泵送回气化装置，建立冷热水循环。
实施例2以秸秆气化与全干法沼气发酵为例。
秸秆气化与全干法沼气发酵流程与图2相同，只是将原料换热器与分解器作为一体，采用夹套换热即可。
处理能力：秸秆气化2吨秸秆/日，湿式沼气发酵10吨牛粪/日，混合产气量6000∽8000m3/日。
将35℃的水相继通过水换热器、除尘器和下吸式气化炉，与500-600℃高温生物质燃气逆流换热，水温提高至45℃，燃气温度降至35℃。45℃的热水进入沼气发酵器的夹套内，发酵器内保持35∽40℃，换热后水温降至30℃，进入水循环槽，再用循环泵送回气化装置，建立冷热水循环。
Claims (1)
1.一种秸秆气化余热利用的方法，其特征在于：其通过以下技术方案实现，
将30-35℃的水通过水换热器、带夹套的除尘器和带夹套的下吸式气化炉，与500-600℃的高温生物质燃气逆流换热，水温提高至45-50℃，燃气温度降至35-40℃，45-50℃的热水又通过发酵物料换热器，将热量传给发酵物料，发酵装置的发酵物料温度提高至35-40℃，水温降至30-35℃，用循环泵返回气化装置，建立冷热水循环。
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