CN101775314A - 生物质炭化、气化、发电工艺及移动式炭化气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物质综合利用技术领域，公开了一种生物质炭化、气化、发电工艺及移动式炭化、气化炉。其主要技术特征为：多个移动式炭化气化炉在环形轨道上，由生产区料场罐装生物质秸秆后经筛选预热引燃程序、固定床炭化气化程序、密封充气灭火程序、水冷风冷降温程序、生物质炭倾倒程序后返回生产区料场，固定床炭化气化程序产生的气体进入净化分离系统进行净化处理后进入燃气储存装置，燃气储存装置对燃气内燃机组不间断供气，燃气内燃机组发出的电并入电网。生物质炭化、气化、发电工艺中，多个移动式炭化气化炉轮流对燃气储存装置进行输气工作，实现了生物质发电，将低品位能源转换为高品位能源。

Description

生物质炭化、气化、发电工艺及移动式炭化气化炉

技术领域

本发明属于生物质综合利用技术领域，尤其涉及一种生物质炭化、气化、发电工艺及移动式炭化气化炉。

背景技术

全球每年经光合作用产生的生物质约1700亿吨，其蕴含的能量大致相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1％。我国作为一个农业大国，每年农作物秸秆量约7亿吨，经炭化产生的能量，相当于3.5亿吨煤炭。以前农作物秸秆除少量用于做饭、饲料、造纸、还田之外，多数秸秆因得不到利用而废弃，浪费了能源。而秸秆作为可再生的生物质能源，取之不尽，用之不竭。在能源短缺的今天，合理利用秸秆，对其进行干馏、炭化、气化已达成共识。但是当前的生物质干馏、炭化、气化技术还没有实现发电要求。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题就是提供一种能采用生物质发电的生物质炭化、气化、发电工艺。

本发明要解决的第二个技术问题就是提供一种实现该生物质炭化、气化、发电工艺的移动式炭化气化炉。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案为，包括以下步骤：

第一步、将作物秸秆晾晒至干，用秸秆粉碎机将秸秆切碎至10cm以下，运至生产区料场；

第二步、用带有辊筛装置、磁选装置、烘干装置和皮带机输送装置的进料设备将切碎的秸秆依次罐装入环形轨道上的多台移动式炭化气化炉内；

第三步、将移动式炭化气化炉内秸秆预热后通过引燃孔引燃；

第四步、将移动式炭化气化炉送入炭化、净化车间的固定床，将其锁定，将移动式炭化气化炉排气口与固定床吸气口相连接，使移动式炭化气化炉内的秸秆进行炭化、气化；

第五步、将移动式炭化气化炉内的秸秆气化产生的燃气通过净化分离系统进行净化处理。使燃气经静电除尘器及多个串联起来的冷凝分离塔、筛选分离塔、离心分离塔、喷淋洗气塔、分子筛塔、膜过滤塔构成的净化分离系统后引入燃气储存装置，将燃气储存装置内的燃气输往燃气内燃机组进行发电；

第六步、移动式炭化气化炉的秸秆炭化、气化完毕，向移动式炭化气化炉内输送惰性气体快速灭火，然后利用循环水、循环风对移动式炭化气化炉进行喷洒、吹风的水冷、风冷，使移动式炭化气化炉快速降温；

第七步、将移动式炭化气化炉吊挂、翻斗，将生物质炭一次性倒出，移动式炭化气化炉重新开始灌装粉碎的秸秆，开始下一次炭化、气化。

其附加技术特征为：所述的燃气储存装置与户用燃气管路相连接；所述的净化分离系统连接有木焦油、木醋液分离装置；所述的净化分离系统和木焦油、木醋液分离装置分别与废水处理回收使用装置相连接。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案为：包括炉体，所述炉体的下部设置有引燃孔、排气口、进气口，炉体的底部设置有与环形轨道相匹配的轨道轮，炉体内设置有隔网。

其附加技术特征为：所述的炉体设置有炉盖，炉盖上设置有吊环、出气口，炉盖与炉体间水密封；所述的炉体或炉盖上设置有温度表、压力表；所述的炉体由上炉体和下炉体两体构成，上炉体和下炉体间水密封；所述的隔网设置在引燃孔的下面、进气口的上面。

本发明所提供的生物质炭化、气化、发电工艺及移动式炭化气化炉，使用时预先铺设与生产区料场、炭化净化车间、燃气储存装置和生物质炭产品库区相匹配的环形轨道，将多个移动式炭化气化炉设置在轨道上，移动式炭化气化炉依次沿轨道运行。然后将作物秸秆晾晒至干，用秸秆粉碎机将秸秆切碎至10cm以下，运至生产区料场。当移动式炭化气化炉运行至生产区料场时，用带有辊筛装置、磁选装置、烘干装置和皮带机输送装置的进料设备将切碎的秸秆罐装入移动式炭化气化炉内。其后将移动式炭化气化炉内秸秆预热后通过引燃孔引燃，将移动式炭化气化炉送入炭化、净化车间的固定床，将其锁定，将移动式炭化气化炉排气口与固定床吸气口相连接，使移动式炭化气化炉内的秸秆进行炭化、气化。然后将移动式炭化气化炉内的秸秆气化产生的燃气通过净化分离系统进行净化处理。使燃气经静电除尘器及多个串联起来的冷凝分离塔、筛选分离塔、离心分离塔、喷淋洗气塔、分子筛塔、膜过滤塔构成的净化分离系统后引入燃气储存装置，将燃气储存装置内的燃气输往燃气内燃机组进行发电。每个移动式炭化气化炉的秸秆炭化、气化完毕，向移动式炭化气化炉内输送惰性气体快速灭火，然后利用循环水、循环风对移动式炭化气化炉进行喷洒、吹风，达到水冷、风冷效果，使移动式炭化气化炉快速降温。最后将移动式炭化气化炉吊挂、翻斗，将生物质炭一次性倒出，移动式炭化气化炉重新开始灌装粉碎的秸秆，开始下一次炭化、气化。在此过程中，多个移动式炭化气化炉轮流对燃气储存装置进行输气工作，循环往复，保证燃气储存装置对燃气内燃机组不间断供气，实现了生物质发电，将低品位能源转换为高品位能源。而燃气储存装置与户用燃气管路相连接，在燃气储存装置对燃气内燃机组不间断供气的同时，可通过户用燃气管路对普通用户供应燃气。净化分离系统连接有木焦油、木醋液分离装置，在生物质炭化和气化的同时，可将木焦油、木醋液回收利用，既保护环境又废物利用。而净化分离系统和木焦油、木醋液分离装置分别与废水处理回收使用装置相连接，可实现废水的回收再利用。

移动式炭化气化炉炉体的底部设置有轨道轮，能适应环形轨道要求。炉体内在引燃孔的下面、进气口的上面设置有隔网，秸秆入炉后在隔网上面，有利于燃气由隔网下面经排气口排出。炭化完毕，惰性气体由进气口进入炉体内，由于隔网下面存在空间，有利于惰性气体的充入灭火。而炉体设置有炉盖，在进行密实生物质的炭化时，不用盖炉盖，在进行松散生物质的炭化时，可将炉盖盖上，以有利于生物质的炭化、气化。炉盖上设置有吊环方便炉盖的取放，设置有出气口与进气口相呼应，以便炉体内气息流通。而炉体或炉盖上设置有温度表和压力表等，则可以随时观测炉体内温度和压力等。炉体由水密封的上炉体和下炉体两体构成，在两体时装入秸秆，炭化完毕将炉盖掀开取下上炉体再盖上炉盖，有利于惰性气体灭火。

附图说明

图1为本发明移动式炭化、气化炉的结构示意图；

图2为生物质炭化、气化、发电工艺的运行图；

图3为生物质炭化、气化、发电工艺的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明生物质炭化、气化、发电工艺及移动式炭化、气化炉做进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的移动式炭化、气化炉包括炉体1，炉体1下部设置有多个引燃孔2、排气口3、进气口4，炉体1内引燃孔2的下面、进气口4的上面设置有隔网5，炉体1的底部设置有轨道轮6，炉体1设置有炉盖7，炉盖7上设置有吊环8、出气口9，炉盖7与炉体1间水密封，炉体1上设置有温度表10和压力表等。炉体1可如图所示由上炉体11和下炉体12两体构成，上炉体11和下炉体12间水密封，也可只为一体或三体或更多体构成。

本发明所提供的生物质炭化、气化、发电工艺运行时，如图2所示，先铺设与生产区料场13、炭化净化车间14、燃气储存装置15和生物质炭产品库区16相匹配的环形轨道17，燃气储存装置15和燃气内燃机组18、户用燃气管路19相连接，将多个移动式炭化气化炉炉体1设置在轨道17上，移动式炭化气化炉炉体1依次沿轨道17运行。然后将作物秸秆晾晒至干，用秸秆粉碎机将秸秆切碎至10cm以下，运至生产区料场13。当移动式炭化气化炉炉体1运行至生产区料场13时，用带有辊筛装置、磁选装置、烘干装置和皮带机输送装置的进料设备将切碎的秸秆罐装入移动式炭化气化炉炉体1内。其后将移动式炭化气化炉炉体1内秸秆预热后通过引燃孔引燃，将移动式炭化气化炉炉体1送入炭化净化车间14的固定床，将其锁定，将移动式炭化气化炉炉体1排气口与固定床吸气口相连接，使移动式炭化气化炉炉体1内的秸秆进行炭化、气化。然后将移动式炭化气化炉炉体1内的秸秆气化产生的燃气通过净化分离系统进行净化处理。使燃气经静电除尘器及多个串联起来的冷凝分离塔、筛选分离塔、离心分离塔、喷淋洗气塔、分子筛塔、膜过滤塔构成的净化分离系统后引入燃气储存装置15，将燃气储存装置15内的燃气输往燃气内燃机组18进行发电。每个移动式炭化气化炉炉体1的秸秆炭化、气化完毕，向移动式炭化气化炉炉体1内输送惰性气体快速灭火，然后利用循环水、循环风对移动式炭化气化炉炉体1进行喷洒、吹风，达到水冷、风冷效果，使移动式炭化气化炉炉体1快速降温。最后将移动式炭化气化炉炉体1吊挂、翻斗，将生物质炭一次性倒出，移动式炭化气化炉炉体1重新开始灌装粉碎的秸秆，开始下一次炭化、气化。在此过程中，多个移动式炭化气化炉轮流对燃气储存装置15进行输气工作，循环往复，保证燃气储存装置15对燃气内燃机组18不间断供气，实现了生物质发电，将低品位能源转换为高品位能源。而燃气储存装置15与户用燃气管路19相连接，在燃气储存装置15对燃气内燃机组18不间断供气的同时，可通过户用燃气管路19对普通用户供应燃气。

如图3所示，炉体1由生产区料场13罐装生物质秸秆后经筛选预热引燃程序20、固定床炭化气化程序21、密封充气灭火程序22、水冷风冷降温程序23、生物质炭倾倒程序24后返回生产区料场13，固定床炭化气化程序21产生的气体进入净化分离系统25进行净化处理后进入燃气储存装置15，燃气储存装置15对燃气内燃机组18不间断供气，燃气内燃机组18发出的电并入电网26，净化分离系统25净化处理后的物质进入木焦油、木醋液分离装置27，回收出木焦油28、木醋液29，净化分离系统25和木焦油、木醋液分离装置27分别与废水处理回收使用装置30相连接，可实现废水的回收再利用。

移动式炭化气化炉炉体1的底部设置有与环形轨道17相匹配的轨道轮6，能适应环形轨道17要求。炉体1内在引燃孔2的下面、进气口4的上面设置有隔网5，秸秆入炉后在隔网5上面，有利于燃气由隔网5下面经排气口3排出。炭化完毕，惰性气体由进气口4进入炉体1内，由于隔网5下面存在空间，有利于惰性气体的充入灭火。而炉体1设置有炉盖7，在进行密实生物质的炭化时，不用盖炉盖7，在进行松散生物质的炭化时，可将炉盖7盖上，以有利于生物质的炭化、气化。炉盖7上设置有吊环8方便炉盖7的取放，设置有出气口9与进气口4相呼应，以便炉体1气息流通。而炉体1或炉盖上7设置有温度表10和压力表等，则可以随时观测炉体1内温度和压力等。炉体1由水密封的上炉体11和下炉体12两体构成，在两体时装入秸秆，炭化完毕将炉盖7掀开取下上炉体11再盖上炉盖7，有利于惰性气体灭火。

Claims (9)

1.生物质炭化、气化、发电工艺，其特征在于，包括以下步骤：

第一步、将作物秸秆晾晒至干，用秸秆粉碎机将秸秆切碎至10cm以下，运至生产区料场；

第二步、用带有辊筛装置、磁选装置、烘干装置和皮带机输送装置的进料设备将切碎的秸秆依次罐装入环形轨道上的多台移动式炭化气化炉内；

第三步、将移动式炭化气化炉内秸秆预热后通过引燃孔引燃；

第四步、将移动式炭化气化炉送入炭化、净化车间的固定床，将其锁定，将移动式炭化气化炉排气口与固定床吸气口相连接，使移动式炭化气化炉内的秸秆进行炭化、气化；

第五步、将移动式炭化气化炉内的秸秆气化产生的燃气通过净化分离系统进行净化处理。使燃气经静电除尘器及多个串联起来的冷凝分离塔、筛选分离塔、离心分离塔、喷淋洗气塔、分子筛塔、膜过滤塔构成的净化分离系统后引入燃气储存装置，将燃气储存装置内的燃气输往燃气内燃机组进行发电；

第六步、移动式炭化气化炉的秸秆炭化、气化完毕，向移动式炭化气化炉内输送惰性气体快速灭火，然后利用循环水、循环风对移动式炭化气化炉进行喷洒、吹风的水冷、风冷，使移动式炭化气化炉快速降温；

第七步、将移动式炭化气化炉吊挂、翻斗，将生物质炭一次性倒出，移动式炭化气化炉重新开始灌装粉碎的秸秆，开始下一次炭化、气化；

2.根据权利要求1所述的生物质炭化、气化、发电工艺，其特征在于：所述的燃气储存装置与户用燃气管路相连接。

3.根据权利要求1所述的生物质炭化、气化、发电工艺，其特征在于：所述的净化分离系统连接有木焦油、木醋液分离装置。

4.根据权利要求3所述的生物质炭化、气化、发电工艺，其特征在于：所述的净化分离系统和木焦油、木醋液分离装置分别与废水处理回收使用装置相连接。

5.实现权利要求1所述的生物质炭化、气化、发电工艺的移动式炭化气化炉，其特征在于：包括炉体，所述炉体的下部设置有引燃孔、排气口、进气口，炉体的底部设置有与环形轨道相匹配的轨道轮，炉体内设置有隔网。

6.根据权利要求5所述的移动式炭化、气化炉，其特征在于：所述的炉体设置有炉盖，炉盖上设置有吊环、出气口，炉盖与炉体间水密封。

7.根据权利要求6所述的移动式炭化、气化炉，其特征在于：所述的炉体或炉盖上设置有温度表、压力表。

8.根据权利要求5或6或7所述的移动式炭化、气化炉，其特征在于：所述的炉体由上炉体和下炉体两体构成，上炉体和下炉体间水密封。

9.根据权利要求5所述的移动式炭化、气化炉，其特征在于：所述的隔网设置在引燃孔的下面、进气口的上面。

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