CN104673392A - 生物质气并联生产系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质气并联生产系统，包括并联的螺旋给料机、大倾角输送机、皮带输送机、生物质气化炉、旋风分离器、喷淋塔、气液分离器和电捕焦油器。生物气并联生产系统实现将多台气化炉并联成为集中产气平台，配套并联的输料系统和并联的净化系统，使生产设备间最优相互配置，减少生产设备空置时间，有利于统一计划管理生产，整合节省人力资源，当系统的局部设备发生故障检修时不影响整体运行。

Description

生物质气并联生产系统
技术领域
本发明属于物料气化技术领域，具体是涉及一种并联生产生物质气的系统。
背景技术
生物质气化生产过程：将生物质原料送入气化炉，在一定热力条件下，供助于气化介质如空气、氧气参与气化反应，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应，获得含有CO、H2和CH4等的可燃气体。一般而言，生物质原料由纤维素、半纤维素、木质素、灰分等组成，含氧量和挥发分高，且焦炭活化性强，因此相比煤气化，具有更高的气化活性，适合大型气化项目。气化炉生产出来的生物质气，灰分含量较大，且焦油必须去除，因此，后续还需对气体经过净化处理从而得到优质气体，具体主要处理步骤包括有：除尘(旋风分离器)、冷却(喷淋塔)、除水(气液分离器)、除焦(电捕焦油器)等。
就目前市场上供气项目规模而言，由于生物质供气产业处于初级阶段，绝大数生物质供气模式属于是一对一供给模式，即是单个客户供气项目采用一条生产线便具有足够生产力，属于自产自用，当然需配备相应人力物力。而随着生物质供气产业的发展，在国家建设工业园区循环化改造的大背景下，鼓励园区优先考虑使用非化石的清洁能源，这给生物质集中供气提供了广阔的发展空间，逼切需要在原有“一对一”供给模式上改造为“一对多”供给模式。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种高产量、集中生产、统一环保处理的生物质气并联生产系统。
为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种生物质气并联生产系统，按生产流程依次包括以下设备：
两部或两部以上并联布置的将原料开始定量输送的双螺旋给料机；两部或两部以上并联布置于双螺旋给料机末端的将原料提升至高处的大倾角输送机，所述大倾角输送机的输出端设置有将原料分配给皮带输送机的电动三通分料器；两条或两条以上并联布置于大倾角输送机下方的将原料分配给缓冲料仓的皮带输送机，所述每一条皮带输送机上设置至少三个犁式分料器；至少三个并联设置于皮带输送机下方的缓冲料仓；至少三部并联竖立在缓冲料仓中的将原料提升至螺旋给料机入料口的提升机；至少三台并联横向布置于提升机出料口的将原料定量输送给气化炉的螺旋给料机；至少三台并联布置的将原料燃烧反应产生生物质气的气化炉，所述气化炉底部由鼓风机通入风，气化炉出料口设置刮板输送机；至少三部刮板输送机并联布置的将灰渣输入输渣皮带；至少三组并联布置于气化炉两个燃气出口的分离出灰尘且以两个为一组的旋风分离器，所述多台旋风分离器的出料口汇总后连接一部布袋除尘器；至少三套并联布置于两个旋风分离器燃气出口的以降低生物质气温度且以两级为一套的喷淋塔，所述多部喷淋塔的进、出水口汇总后与一部换热器进行热交换；至少三台并联布置于二级喷淋塔的燃气出口以分离水分的气液分离器；至少三台并联布置于气液分离器的燃气出口以除去焦油的电捕焦油器，所述电捕焦油器的燃气出口汇总后接入储气罐。
与现有技术相比，本发明是将多台气化炉并联成为集中产气平台，由配套并联的输料系统和并联的净化系统共同构成生物质气并联生产系统，使生产设备间最优相互配置，减少生产设备空置时间，有利于统一计划管理生产，整合节省人力资源，当系统的局部设备发生故障检修时不影响整体运行。
附图说明
图1为生物质气化并联生产系统图。
图2为生物质气并联生产系统的平面布置图。
图3为生物质原料并联输送系统。
图4为生物质气化炉的结构示意图。
图5为生物质气化炉料位计的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，生物质气化并联生产工艺系统主要由两台并联的螺旋给料机1、两台并联的大倾角输送机2、两条并联的皮带输送机3、三部并联的提升机4、三台并联的进料螺旋机5、三台并联的生物质气化炉6、三组并联的旋风分离器7、三套并联的双级喷淋塔8、三台并联的气液分离器9、三台并联的电捕焦油器10组成。
1、生物质原料并联输送系统，如图3。生物质原料并联输送系统，由两条并联的输送系统构成。每条输送系统由双螺旋给料机1、大倾角输送机2、电动三通分料器20、犁式分料器19、皮带输送机3、缓冲料仓18、提升机4和进料螺旋机5组成。大倾角输送机2的进料端沉降于地坑，大倾角输送机2的出料端位于高处且设置电动三通分料器20，该电动三通分料器20将生物质原料从高处分配给位于低处的一条或两条皮带输送机3。每台皮带输送机3上设置有三台犁式分料器19。每台犁式分料器19对应一个缓冲料仓18。犁式分料器所在皮带输送机位置为落料点，每个落料点对应两只并列的犁式分料器和一个缓冲料仓，缓冲料仓18位于皮带输送机3下方。每一缓冲料仓18配置一提升机4，提升机4上端与气化炉6之间架设横卧的进料螺旋机5。
2、生物质气化炉。如图4所示，生物质气化炉由炉体6.15、炉排6.9、燃烧筒6.4和布风管6.14组成。
炉排6.9上装配炉体6.15，炉排6.9下设置灰斗6.7，灰斗6.7处开设一次风口6.8，炉排6.9外部套有夹层6.6，夹层内装满水，以降低主燃区域外壁温度，达到保护炉体的目的。夹层内的水被加热后生成蒸汽，再将蒸汽导入气化炉参与反应，大大减少焦油产生。位于圆筒形炉体6.15内腔上部和中部处吊装一燃烧筒6.4，该燃烧筒6.4的直径相当于炉体6.15直径的3/4。燃烧筒6.4内设置一布风管6.14，布风管6.14由总风管6.13和若干条分风管6.12构成，总风管6.13与分风管6.12相互垂直连通，分风管水平方向设置。布风管6.14至燃烧筒6.4底端间距离为预燃烧区域6.11，也就是布风管6.14下方的燃烧筒下部(约1.5m长)为预燃区域6.11，预燃区域6.11的下方为主燃区域6.5，该主燃区域6.5为燃烧筒6.4底端至炉排6.9间的距离，主燃区域6.5占炉体6.15高度的1/3。炉体6.15下部(即是主燃区域处)开设二次风口6.10。炉体6.15中部(即是主燃区域上方处)开设出气口6.3。炉体6.15顶部开设进料口6.1，生物质燃料6.2从进料口6.1投入燃烧筒6.4，顺着燃烧筒6.4自炉排6.9上方堆积至燃烧筒6.4顶部。
每一台气化炉6的出渣口设置一部刮渣机16，三部并联的刮渣机16配备一条输渣皮带15。每一台气化炉6的炉顶装配一部料位计。
如图5所示，料位计由安装座6.17、电液油缸6.27、链条6.20、链轮6.22、滑轮6.24、探杆6.18和检测组件组成。安装座6.17由撑杆、底座和顶座构成。底座水平设置，其安装于气化炉的顶部锥体上。撑杆垂直设置，其安装于底座上。撑杆端安装顶座。撑杆上安装电液油缸6.27，电液油缸6.27的输出轴连接链条6.20的一端，链条6.20另一端吊装探杆6.18，链条6.20的中段摩擦地传动滑轮6.24并啮合传动链轮6.22。电液油缸可以用气缸或油缸来代替，当然还可以用步进电机等。撑杆上安装有上行程开关6.15和下行程开关6.16，用于检测电液油缸6.27输出轴的起始位置，从而控制电液油缸6.27的启停，最终控制探杆的最低点和最高点。探杆6.18与链条6.20之间连接一限位件6.19，该限位件6.19用于防止链条6.20伸入到炉体内，也是为了防止当链条6.20断裂时探杆掉落至炉内。底座6.17设置一密封组件6.16，探杆6.18通过该密封组件6.16伸入炉内，以防止生物质燃气外泄。检测组件包括转盘6.21和计数器6.23。链轮6.22的同轴上安装一转盘6.21，顶座安装一计数器6.23。计数器检测转盘的圈数以计算出探杆的行程。
3、生物质气净化系统。包括一套旋风分离器7、双级喷淋塔8、气液分离器9和电捕焦油器10。每一台气化炉5的燃气出口依次连接两部并联的旋风分离器7、一台一级喷淋塔8、一台二级喷淋塔8、一台气液分离器9和一台电捕焦油器10。喷淋塔8的进出水口与换热器13的进出水口连通。经过净化系统处理后，干净的燃气输入储气罐11储存。
生物质气化并联生产过程是：
1、进料。生物质原料由两条并联的输送系统输送。切碎的生物质原料(木屑、树皮、枝丫、废弃木块)卸料至一个地坑或两个地坑，每个地坑配置一台大倾角输送机。一台或两台大倾角输送机将生物质原料输送，由一个或同时两个电动三通分料器分配至一条或两条皮带输送机。犁式分料器生物质原料拦截后落料至缓冲料仓，提升机缓冲料仓中的生物质原料提升至气化炉顶端，由进料螺旋机送入固定床气化炉，输送量约为1.5吨/小时。
2、制气。生物质原料在气化炉中燃烧反应产生400度左右高温生物质气体，气化反应过程中，由鼓风机17向气化炉供一次主燃烧风和二次助燃风。生物质气体中夹杂着灰分、灰渣和焦油。生物质气中的灰渣掉落至刮板除渣机收集，待灰渣冷却后统一输送出给灰渣输送皮机处理。
生物质气化炉工作时，需随时检测炉内料位：先启动电液油缸，电液油缸的输出轴伸出，探杆在自重下下行，探杆带动链轮转动，计数器计算转盘的圈数，当探杆接触到物料后被阻挡而停止下行，转盘停止，计数器停止计数输出料位高度信号。电液油缸继续上行，当电液油缸输出轴碰到端限位开关，电液油缸反向动作，带动探杆上升动作，直至电液油缸输出轴碰到端限位开关停止。
3、净气。生物质气中的灰分和焦油分别由旋风分离器和喷淋塔及电捕焦油器进行处理。气化炉产生的生物质气先经过旋风分离器除去灰尘，再进入一、二级喷淋塔进一步净化，生物质气被喷淋后，在除去大部分焦油的同时，生物质气降为40度左右，接着生物质气进入气液分离器，分离出水分，最后输入至电捕焦油器除去小部分焦油，干净的生物质气经过水封柜后送入储气罐储存。
旋风分离器分离出来的灰尘由布袋除尘器14再次除尘。双级喷淋塔的常温喷淋水与高温生物质气换热后变成高温喷淋水，高温喷淋水需通过与换热器13换热后变成常温喷淋水再循环利用。

Claims (1)

1.一种生物质气并联生产系统，其特征在于按生产流程依次包括以下设备：
两部或两部以上并联布置的将原料开始定量输送的双螺旋给料机；
两部或两部以上并联布置于双螺旋给料机末端的将原料提升至高处的大倾角输送机，所述大倾角输送机的输出端设置有将原料分配给皮带输送机的电动三通分料器；
两条或两条以上并联布置于大倾角输送机下方的将原料分配给缓冲料仓的皮带输送机，所述每一条皮带输送机上设置至少三个犁式分料器；
至少三个并联设置于皮带输送机下方的缓冲料仓；
至少三部并联竖立在缓冲料仓中的将原料提升至螺旋给料机入料口的提升机；
至少三台并联横向布置于提升机出料口的将原料定量输送给气化炉的螺旋给料机；
至少三台并联布置的将原料燃烧反应产生生物质气的气化炉，所述气化炉底部由鼓风机通入风，气化炉出料口设置刮板输送机；至少三部刮板输送机并联布置的将灰渣输入输渣皮带；
至少三组并联布置于气化炉两个燃气出口的分离出灰尘且以两个为一组的旋风分离器，所述多台旋风分离器的出料口汇总后连接一部布袋除尘器；
至少三套并联布置于两个旋风分离器燃气出口的以降低生物质气温度且以两级为一套的喷淋塔，所述多部喷淋塔的进、出水口汇总后与一部换热器进行热交换；
至少三台并联布置于二级喷淋塔的燃气出口以分离水分的气液分离器；
至少三台并联布置于气液分离器的燃气出口以除去焦油的电捕焦油器，所述电捕焦油器的燃气出口汇总后接入储气罐。
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