CN102260508A - 生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统装置，它包括有两用固定燃烧炉、接力式可移动干馏釜、冷却净化系统和无储气罐的输配系统，所述的接力式可移动干馏釜活动设置在两用固定燃烧炉上，所述的可移动干馏釜通过管道与冷却净化系统相连，所述的冷却净化系统与输配系统相连。本发明可实现类似连续运行；实现自给加热源，系统不设庞大的储气柜设备利用率高，工程投资少，生产过程无污水污物排放，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统装置，特别是涉及一种利用可移动干馏釜接力运行，自给加热源，能类似连续生产、无储气柜的生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统。
背景技术
煤、木材干馏制炭技术在我国早已被人们掌握，木材干馏制炭在远古就已被百姓利用。而生物质干馏并实现炭、气、油联产集中供气技术是我国近十几年来兴起的一项新兴技术，已被广泛应用到农村新能源建设及其它领域。该技术涉及干馏、冷却、净化、输配四个系统。干馏系统是固体生物质转化成固体碳、木焦油、木醋液及可燃气体的装置，目前国内生物质干馏设备，只有稻壳、木屑类粉状物料可实现连续生产，适应大块原料的干馏设备均为间歇式生产，设备利用率很低，且多采用直接燃烧煤炭或木材加温干馏釜，不仅热能利用率低，造成资源浪费，并且还会排放大量烟尘，污染大气，造成环境污染。冷却系统目前多采用普通的列管换热器，造价高，效率低；净化系统一般都采用碳过滤吸收法，净化效果不甚理想；而输配系统多采用低压输配工艺，储气设备均为地上定压储气柜（罐）。投资巨大，而使用中又要经常维护保养。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于大块物料的结构简单、维护方便、安全可靠、能基本连续作业、输配性能良好的生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统，包括有两用固定燃烧炉、接力式可移动干馏釜、冷却净化系统和输配系统，所述的接力式可移动干馏釜活动设置在两用固定燃烧炉上，所述的可移动干馏釜通过管道与冷却净化系统相连，所述的冷却净化系统与输配系统相连。
所述的两用固定燃烧炉是由炉壳、烟道、炉门、燃气燃烧器构成，炉门设置在炉壳的前面；烟道连接在炉壳后面上部；燃气燃烧器设在炉壳侧面底部，烧嘴伸入燃烧炉内部，燃气燃烧器通过燃气管道分别与列管式冷却器的燃气出口管道及分气缸相连。
所述的接力式可移动干馏釜的顶端设置有干馏釜盖和气体出口管道，气体出口管道上设置有闸阀。
所述的冷却净化系统设置有两级净化器。
所述的输配系统是增容输配总管道，采用中压环网输配工艺，输配压力
P≤0.09Mpa。
本发明的优点与效果：
1、本发明三台干馏釜接力运行可实现类似连续运行，可基本做到连续产气，同样适用于大块原料，不仅大大提高设备利用率，而且为利用输配管道替代储气柜创造了条件。节省投资，方便管理。同时，采用生产过程产生的燃气为干馏釜加热，实现自给加热源；提高热能利用率，节省资源，并且生产过程无烟尘排放，节能环保。干馏釜可倾斜100度，便于装、卸料。可实现炭、气、油联产。
2、本发明采用酸洗冷却槽和套筒初冷器技术，采用多级分离、两级净化工艺设备，彻底地解决了燃气净化与冷却问题，燃气质量高，使燃气焦、尘含量稳定地控制在8mg/Nm3以下，低位热值17000kj/Nm3。
3、本发明采用中压环网输配工艺，输配压力为P≤0.09Mpa，并利用增容燃气输配管网代替庞大的储气柜，不仅节省投资，而且使用周期长，无须日常维护保养，便于管理、安全可靠、设备利用率高、工程投资少。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为用于干馏釜冷却的旋转装置的结构示意图；
图3为图2中的A-A向剖视图。
图中：两用固定燃烧炉1；燃气燃烧器2；炉门3；接力式可移动干馏釜4；闸阀5；酸洗冷却槽6；套筒式初冷器7；列管式冷却器8；初级气液分离器9；洗涤器10；一级气液分离器11；二级气液分离器12；一级净化器13；二级净化器14；罗茨风机15；醋液循环泵16；碱液循环泵17；冷却水循环泵 18；醋液中间槽19；醋液循环槽20；碱液循环槽21；循环水池22；木醋液池23；木焦油池24；增容输配总管道25；分气缸26、燃气管道27；球阀28；炉壳29；烟道30；干馏釜盖31；栏框32；转动轴33；轴套34；固定支座35；涡轮蜗杆机构36；手轮37。
具体实施方式
如图1所示，本发明生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统包括有两用固定燃烧炉1、接力式可移动干馏釜4、冷却净化系统和输配系统，所述的接力式可移动干馏釜4活动设置在两用固定燃烧炉1上，所述的可移动干馏釜4通过管道与冷却净化系统相连，所述的冷却净化系统与输配系统相连。其中：
所述的两用固定燃烧炉1是由炉壳29、烟道30、炉门3、燃气燃烧器2构成的，炉门3设在炉壳29的前面；烟道30连接在炉壳29后面上部；燃气燃烧器2设在炉壳29侧面底部，烧嘴伸入两用固定燃烧炉1内部，燃气燃烧器2通过燃气管道27与列管式冷却器8的燃气出口管道及分气缸26相连。
所述的接力式可移动干馏釜4共有3个，以便接力式交替使用，每个干馏釜的顶端设置有干馏釜盖31，气体出口管道上均设置有闸阀5。打开干馏釜盖31，加入生物质原料，密封好干馏釜盖。打开燃气燃烧器2前的球阀28，点燃燃气对干馏釜加热，第一次点火时，从炉门3加入木材点火加温，待有燃气产生后，停止添加木材，改用燃气加热，在加温过程中，釜内生物质原料在绝氧状态下，通过干燥、预热、干馏热解、炭化、煅烧等过程，转化成固体碳、木焦油、木醋液及粗燃气。控制釜内温度在450—500度，经6—8小时恒温，该釜原料的干馏过程便已完成，关闭燃气管道27上的球阀28，关闭干馏釜燃气出口闸阀5，解除干馏釜与系统的连接，即可利用吊车移出干馏釜，放在旋转装置上，而将已经装满原料并密封好的另一干馏釜置入两用固定燃烧炉1中，重复上述操作，以便完成第二釜及第三釜干馏过程。这样便可基本上实现干馏过程的连续运行。
完成干馏过程的干馏釜被移置在旋转装置上自然冷却，如图2所示，所述的旋转装置由栏框32、转动轴33、轴套34、固定支座35、涡轮蜗杆机构36和手轮37构成，所述的转动轴33固定在栏框32两侧，并均置入轴套34中；其中一端的转动轴33与涡轮蜗杆机构36的涡轮固定；涡轮蜗杆机构36的蜗杆则与手轮37相连；而轴套34固定在固定支座35上。栏框32是干馏釜4的承载体，并可将干馏釜4固定。
当干馏釜4冷却后约8小时，打开干馏釜盖31并移除，转动手轮37，带动涡轮蜗杆机构36的蜗杆转动，驱使涡轮转动，通过分别固定在涡轮和栏框32上的转动轴33带动栏框32慢慢翻转，被固定在栏框32内的干馏釜4便随之翻转，达到100度时停止，限位装置限制住，这样便有利于卸料和装料。装好原料后，反方向转动手轮37，便可使干馏釜4复位。
从干馏釜出来的燃气为粗燃气，温度高，并含有焦油和其它杂质，必须经过冷却净化才能进入输配管道，输送到终端用户使用。所述的冷却净化系统包括有酸洗冷却槽6、套筒式初冷器7、列管式冷却器8、初级气液分离器9、洗涤器10、一级气液分离器11、二级气液分离器12、一级净化器13、二级净化器14、罗茨风机15、醋液循环泵16、碱液循环泵17、冷却水循环泵 18、醋液中间槽19、醋液循环槽20、碱液循环槽21、循环水池22、木醋液池23和木焦油池24。所述的酸洗冷却槽6的入口端通过管道与接力式可移动干馏釜4相连，酸洗冷却槽6的气体出口端通过管路与套筒式初冷器7相连；液体出口端通过管路与醋液中间槽19相连；醋液中间槽19通过管路与醋液循环槽20相连；醋液循环槽20上部通过管道与木醋液池23相连；下部则通过管道与木焦油池24相连；中部通过管道与醋液泵16入口端相连；醋液泵16出口端通过管道分别与罗茨风机15、列管式冷却器8、酸洗冷却槽6相连；酸洗冷却槽6冷却水入口端通过管道与循环水泵18出口端相连；酸洗冷却槽6冷却水出口端通过管道与循环水池相连。套筒式初冷器7的气体出口端通过管道与列管式冷却器8下部壳程入口端相连；同时通过管道、阀门与燃气燃烧器2相连；列管式冷却器8壳程上部出口端通过管道与初级气液分离器9气体入口端相连。列管式冷却器8下部管程入口端通过管道与循环水泵18出口端相连；列管式冷却器8上部管程出口端通过管道与循环水池相连。列管式冷却器8底部液体出口端通过管道与醋液中间槽19相连。初级气液分离器9气体出口端通过管道与洗涤器10的气体入口端相连；其底部液体出口端通过管路与醋液中间槽19相连。洗涤器10的气体出口端通过管道与一级气液分离器11气体入口端相连；洗涤器10底部液体出口端通过管道与醋液中间槽19相连；而上部液体入口端则通过管道与碱液泵17出口端相连。循碱液泵17入口端通过管道与碱液循环槽21相连。一级气液分离器11气体出口端通过管道与二级气液分离器12气体入口端相连；一级气液分离器11底部液体出口端通过管道与醋液中间槽19相连。二级气液分离器12气体出口端通过管道与罗茨鼓风机15入口端相连；二级气液分离器12底部液体出口端通过管道与木焦油池相连。罗茨鼓风机15出口端通过管道与一级净化器13入口端相连；一级净化器13出口端通过管道与二级净化器14入口端相连；二级净化器14出口端通过管道与增容输配总管道25相连。酸洗冷却槽6和套筒初冷器7对粗燃气进行初步冷却净化，达到燃烧炉加热燃烧条件，以供燃烧炉加热之用。余下的粗燃气先经列管式冷却器8进一步冷却，分离出大部分醋液和焦油，然后进入初级气液分离器9初步分离燃气中的水汽；再进入洗涤器10，利用碱液洗涤并中和燃气中的酸性物质；经碱洗后的燃气带有大量液滴，所以本系统设置了两极气液分离器，即一级气液分离器11和二级气液分离器12；经两级气液分离器处理的燃气，油、汽、水含量已经很少，再进入一级净化器16和二级净化器17两级净化，燃气中焦、尘含量可严格控制在8mg/Nm3。尤其在二级净化器中采用雾化、旋喷、碰撞工艺及高分子立体胶滤膜材料，净化效果极佳。
分离出来的木焦油和木醋液，分别存入木醋液池23和木焦油池24中。两者都是很好的化工原料。所以本系统在生产过程中不会产生烟尘、污水、污物，并能得到很有商业价值的化工原料。
罗茨风机15是燃气输送的动力设备；冷却用水通过设置在循环水池22中的冷却水循环泵18循环使用；洗涤用碱液通过设置在碱液循环槽21下方的碱液循环泵17循环使用，浓度低时可向循环槽加碱增浓；酸洗冷却槽6用酸，通过设置在醋液循环槽20下方的醋液循环泵16循环使用。
经冷却净化处理后的精燃气由罗茨风机15送入输配系统，即增容输配总管道25，并加压到P≤0.09Mpa，总管道的直径与长度根可据燃气用户数量算出。燃气输送到各小区或用户群后，由分气缸26分配到用户。
Claims (5)
1.生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统，其特征在于：包括有两用固定燃烧炉、接力式可移动干馏釜、冷却净化系统和输配系统，所述的接力式可移动干馏釜活动设置在两用固定燃烧炉上，所述的接力式可移动干馏釜通过管道与冷却净化系统相连，所述的冷却净化系统与输配系统相连。
2.根据权利要求1所述的生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统，其特征在于：所述的两用固定燃烧炉是由炉壳、烟道、炉门、燃气燃烧器构成，炉门设置在炉壳的前面；烟道连接在炉壳后面上部；燃气燃烧器设在炉壳侧面底部，烧嘴伸入燃烧炉内部，燃气燃烧器通过燃气管道分别与列管式冷却器的燃气出口管道及分气缸相连。
3.根据权利要求1所述的生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统，其特征在于：所述的接力式可移动干馏釜的顶端设置有干馏釜盖，气体出口管道上设置有闸阀。
4.根据权利要求1所述的生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统，其特征在于：所述的冷却净化系统设置有三级冷却、一级洗涤、三级分离及两级净化装置。
5.根据权利要求1所述的生物质干馏炭、气、油、液联产集中供气系统，其特征在于：所述的输配系统是采用增容输配总管道作为储气罐，采用中压环网输配工艺，输配压力P≤0.09Mpa。
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