CN102942941A - 一种生物质干馏和发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质干馏和发电系统，包括一个干馏反应器进料装置、干馏反应器、干馏反应器气体冷却和净化系统、加热系统、干馏反应器的调节装置、碳柜、碳排放水池、燃气发电机组、无线遥控系统组成。本发明所采用结构大大提高了干馏的反应速度，并能顺利产出可燃气、油和碳，碳在高温和水蒸汽的作用下，产生氢气。高温碳层可减少焦油含量，将可燃气净化、冷却、储存后进入可燃气发电机组，发电供自用外还可以上网。本发明生产过程杜绝了二恶英的产生，从无害化、资源化、减量化的角度可以广泛应用于生活垃圾、医疗垃圾、污泥等的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种城市垃圾处理装置，具体为一种生物质干馏和发电系统。
背景技术
散落在城市生活垃圾中的生物质广泛分布于人类生活中，现有的散落在城市生活垃圾中的生物质处理技术主要有堆肥技术、焚烧技术、填埋技术。
采用堆肥技术处理生物质，基本上可以达到无害化的指标，但是，由于对堆肥的技术控制上不是很精细，往往会造成堆肥质量不好，使堆肥技术难以推广。
焚烧技术是各国多年一直研究的项目，经过多年的研究成果表明，焚烧技术似乎解决了二恶英的污染问题，但是，由于操作不当等的原因，现有的焚烧厂周围二恶英的积累还是没有得到完全彻底的解决，近几年国内也出现多次人民群众反对建立焚烧厂的呼声和事件。
填埋工艺是多年来为人们所接受且广泛应用的技术，随着对填埋工艺标准的不断提高和费用的增加，填埋工艺对环境的危害已逐渐减少，但是，填埋工艺会占用大量的土地的弊端难以克服。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种处理过程无污染、资源再利用程度高的生物质干馏和发电系统。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种生物质干馏和发电系统，其特征在于包括一个干馏反应器进料装置（1）干馏反应器（分上下二节）（2）干馏反应器气体冷却和净化系统（3）加热系统（4、41）干馏反应器的调节装置（5）碳柜（6）碳排放水池（7）燃气发电机组（8）无线遥控系统（9）组成。干馏反应器进料装置(1)与干馏反应器（2）的进料口相连接，干馏反应器气体冷却和净化系统（3）一头与干馏反应器（2）相连接，另一头与燃气发电机组（8）相连接，碳柜（6）与干馏反应器（2）出料口相连接，碳柜（6）的输出口插入碳排放水池（7）的水中。
优选的是，干馏反应器进料装置（1），其特征在于所述干馏反应器进料装置（1）由料斗和推进器组成。推进器设在料斗的底部，推进器为螺旋绞龙推进器，推进器在近反应器一端的短管道内少装几片螺旋叶片。料斗有隔层，利用干馏时产生的热气经过料斗隔层，对生物质烘干。下部推进器产生料结保障干馏区无氧。
优选的是所述的干馏反应器（2），其特征在于干馏反应器为上下二节，第一节和第二节的主体均为圆柱状管道，第一节是进料和干馏区（21），第二节是干馏除焦区（22）。二节管道内各设一螺旋绞龙推进器，第一节将侧面进料装置（1）送入的生物质推向干馏区，同时控制了干馏的时间和速度。第二节将第一节生成的碳推向干馏除焦区。干馏反应器上下二节干馏和干馏除焦区的外侧与加热系统（4、41）相连，第一节进料口与干馏反应器进料装置（1）相连，第一节和第二节之间有方形管法兰连接。干馏反应器第一节上设有第一根竖向排气管，窜过总管道（23），连接在第二节的进气管道上。将第一节干馏过程中的水蒸汽和低温可燃气进入第二节干馏除焦。第一节上设有第二根竖向排气管将高温可燃气排出，进入一个总管道，总管道连接干馏反应器气体冷却和净化系统（3），干馏反应器第二节的出口与碳柜（6）相连。
优选的是，所述的干馏反应器气体冷却和净化系统（3），其特征在于有净化塔（31）、冷却塔（32），和组成净化和冷却后的气体通入升降储气柜（33），储气柜内的可燃气连接燃气发电机组（8）。
优选的是，所述的加热系统（4），其特征在于用电加热，可选择的工艺方案有:等离子、微波、高频、中频、超音频、电热丝等组成加热炉，炉体的材料将选择与工艺相匹配的材料。
优选的是，所述的干馏反应器的调节装置（5），其特征在于用无线遥控自动开关的气体输送管。将第一节干馏过程中的水蒸汽和低温可燃气进入第二节干馏除焦。既可调节炉温、产生氢气，又可减少焦油含量。
优选的是所述的碳柜（6），其特征在于是一个竖向的圆柱，下部插入碳排放水池（7）。进入碳柜的可燃气、水蒸气通向总管，碳在碳柜内停留一段时间，在水蒸汽的作用下，产生氢气。碳层可减少焦油含量，碳初步冷却后排入碳排放水池（7）。
优选的是，所述的无线遥控系统（9），其特征在于其特征在于将干馏系统置于工业电视机的监控之中，由计算机下达指令控制各种电机、仪器、仪表，使控制室远离工作现场。
本发明的有益效果是：本发明可以较好的将生物质转化成可再利用的可燃气、油和碳等，不会产生二恶英等污染问题，同时也解决了散落在城市生活垃圾中的生物质填埋所占大量土地的弊端，能够有效的解决“碳水”化合物和“碳氢”物质转化的难题，实现能源物质循环与再生利用，大大的减轻人类活动对环境及大气的破坏，可有效的改变目前用粮食作物制取能源所造成的全球粮食的短缺现状；本发明所采用结构大大提高了干馏的反应速度，并能顺利产出可燃气、油和碳，将可燃气净化、冷却、储存后进入可燃气发电机组，发电供自用外还可以上网。从无害化、资源化、减量化的角度可以广泛应用于生活垃圾（厨余垃圾）、医疗垃圾、污泥等的处理。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式进行进一步的说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的干馏反应器进料装置结构示意图。
图3本发明的为净化系统结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明是一种生物质干馏和发电系统，其特征在于包括一个干馏反应器进料装置（1）干馏反应器（2）干馏反应器气体冷却和净化系统（3）加热系统（4、41）干馏反应器的调节装置（5）碳柜（6）碳排放水池（7）燃气发电机组（8）无线遥控系统（9）组成。干馏反应器进料装置(1)与干馏反应器（2）的进料口相连接，干馏反应器气体冷却和净化系统（3）一头与干馏反应器（2）相连接，另一头与燃气发电机组（8）相连接，碳柜（6）与干馏反应器（2）出料口相连接，碳柜（6）的输出口插入碳排放水池（7）的水中。
另外，本装置除了上述各种部件外，其一般还包括观察运行状态的各种仪器、仪表、控制运行状态的各种阀门以及自动化控制系统。
本发明工作时，待处理生物质通过进料装置1送入到干馏反应器2中，进料时进料装置1的出料口处于密闭状态，确保空气不进入干馏反应器2。所述的干馏反应器（2），其特征在于干馏反应器为上下二节，即第一节和第二节。第一节和第二节的主体均为圆柱状管道，第一节是进料和干馏区（21），第二节是干馏除焦区（22）。二节管道内各设一螺旋绞龙推进器，第一节将侧面进料装置（1）送入的生物质推向干馏区，同时控制了干馏的时间和速度。第二节将第一节生成的碳推向干馏除焦区。干馏反应器上下二节干馏和干馏除焦区的外侧与加热系统（4、41）相连，第一节进料口与干馏反应器进料装置（1）相连，第一节和第二节之间有方形管法兰连接。干馏反应器第一节上设有第一根竖向排气管，窜过总管道（23），连接在第二节的进气管道上。将第一节干馏过程中的水蒸汽和低温可燃气进入第二节干馏除焦。第一节上设有第二根竖向排气管将高温可燃气排出，进入一个总管道，总管道连接干馏反应器气体冷却和净化系统（3），干馏反应器第二节的出口与碳柜（6）相连。
所述的加热系统（4、41），其特征在于用电加热，可选择的工艺方案有:等离子、微波、高频、中频、超音频、电热丝等加热炉，炉体的材料将选择与工艺相匹配的材料。加热炉外的外层设有隔热保温装置由耐火砖和保温管用耐火泥砌筑而成。
所述的干馏反应器的调节装置（5），其特征在于用无线遥控自动开关的气体输送管。将第一节干馏过程中的水蒸汽和低温可燃气进入第二节干馏除焦。既可调节炉温、产生氢气，又可减少焦油含量。
碳柜（6）是一个竖向的圆柱，下部插入碳排放水池（7）。进入碳柜的可燃气、水蒸气通向总管，碳在碳柜内停留一段时间，在水蒸汽的作用下，产生氢气。碳层可减少焦油含量，碳初步冷却后排入碳排放水池（7）。
碳排放水池（7），其特征在于是一个常温水池，其底部有一个集碳斜坡，水封住碳柜较深，确保碳排放过程中不与空气接触，水池上方有一起吊装置将碳抓入碳框。
干馏反应器气体冷却和净化系统（3），由净化塔（31）、冷却塔（32），和升降储气柜（33）组成。净化和冷却后的可燃气通入升降储气柜（33），储气柜内的可燃气连接燃气发电机组（8）。产生的电能供自用外，还可上网。
无线遥控系统（9）将干馏系统置于工业电视机的监控之中，由计算机下达指令控制各种电机、仪器、仪表，使控制室远离工作现场，确保了以防万一的安全问题。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，只要其以基本相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物质干馏和发电系统，其特征在于包括一个干馏反应器进料装置（1）干馏反应器（2）干馏反应器气体冷却和净化系统（3）加热系统（4、41）干馏反应器的调节装置（5）碳柜（6）碳排放水池（7）燃气发电机组（8）无线遥控系统（9）组成；干馏反应器进料装置(1)与干馏反应器（2）的进料口相连接，干馏反应器气体冷却和净化系统（3）一头与干馏反应器（2）相连接，另一头与燃气发电机组（8）相连接，碳柜（6）与干馏反应器（2）出料口相连接，碳柜（6）的输出口插入碳排放水池（7）的水中。
2.根据权利要求1所述的干馏反应器进料装置（1），其特征在于所述干馏反应器进料装置（1）由料斗和推进器组成；推进器设在料斗的底部，推进器为螺旋绞龙推进器，推进器在近反应器一端的短管道内少装几片螺旋叶片；料斗有隔层，利用干馏时产生的热气经过料斗隔层，对生物质烘干。
3.根据权利要求1所述的干馏反应器（2），其特征在于干馏反应器为上下二节，第一节和第二节的主体均为圆柱状管道，第一节是进料和干馏区（21），第二节是干馏除焦区（22）；二节管道内各设一螺旋绞龙推进器，第一节将侧面进料装置（1）送入的生物质推向干馏区，同时控制了干馏的时间和速度；第二节将第一节生成的碳推向干馏除焦区；干馏反应器上下二节干馏和干馏除焦区的外侧与加热系统（4、41）相连，第一节进料口与干馏反应器进料装置（1）相连，第一节和第二节之间有方形管法兰连接；干馏反应器第一节上设有第一根竖向排气管，窜过总管道（23），连接在第二节的进气管道上；将第一节干馏过程中的水蒸汽和低温可燃气进入第二节干馏除焦；第一节上设有第二根竖向排气管将高温可燃气排出，进入一个总管道，总管道连接干馏反应器气体冷却和净化系统（3），干馏反应器第二节的出口与碳柜（6）相连。
4.根据权利要求1所述的干馏反应器气体冷却和净化系统（3），其特征在于有净化塔（31）、冷却塔（32），和组成净化和冷却后的气体通入升降储气柜（33），储气柜内的可燃气连接燃气发电机组（8）。
5.根据权利要求1所述的加热系统（4、41），其特征在于用电加热，可选择的工艺方案有:等离子、微波、高频、中频、超音频、电热丝等组成加热炉，炉体的材料将选择与工艺相匹配的材料；加热炉的外层设有隔热保温装置，由耐火砖和保温管用耐火泥砌筑而成。
6.根据权利要求1所述的干馏反应器的调节装置（5），其特征在于用无线遥控自动开关的气体输送管；将第一节干馏过程中的水蒸汽和低温可燃气进入第二节干馏除焦，既可调节炉温、产生氢气，又可减少焦油含量。
7.根据权利要求1所述的碳柜（6），其特征在于是一个竖向的圆柱，下部插入碳排放水池（7）；进入碳柜的可燃气、水蒸气通向总管，碳在碳柜内停留一段时间，在水蒸汽的作用下，产生氢气，碳层可减少焦油含量，碳初步冷却后排入碳排放水池（7）。
8.根据权利要求1所述的碳排放水池（7），其特征在于是一个常温水池，其底部有一个集碳斜坡，水封住碳柜较深，确保碳排放过程中不与空气接触，水池上方有一起吊装置将碳抓入碳框。
9.根据权利要求1所述的燃气发电机组（8），其特征在于是一个可用≥4.6%甲烷浓度的瓦斯气发电，机组可用≥2789KJ/NM3(667大卡/NM3)低热值秸秆气发电。
10.根据权利要求1所述的无线遥控系统（9），其特征在于其特征在于将干馏系统置于工业电视机的监控之中，由计算机下达指令控制各种电机、仪器、仪表，使控制室远离工作现场。
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