CN106642080A - 采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，包括气化锅炉系统，在气化锅炉系统内设置有用于燃烧生物质燃料的气化锅炉及生物质原材料加工系统，生物质原材料加工系统为两套且对称的设置在气化锅炉的下部，生物质原材料加工系统包括支架，在支架上设置有原料粉碎器，在原料粉碎器上连接有加料仓，原料粉碎器通过管道连接气化锅炉的原料进口；在其中一侧的生物质原材料加工系统的支架处还设置有鼓风机系统，鼓风机系统包括设置在该侧的支架下的鼓风机支座及设置在鼓风机支座上的鼓风机；采用双加工系统的设置模式，能够有效保障生物质燃料的充足供给，设置有用于增加进风量的鼓风机系统，使得生物质燃料碳化后能够被充分燃烧。

Description

采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统

技术领域

本发明涉及生物新能源技术等领域，具体的说，是采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统。

背景技术

生物能源既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。生物能源是指通过生物的活动，将生物质、水或其他无机物转化为沼气、氢气等可燃气体或乙醇、油脂类可燃液体为载体的可再生能源。

洁净新能源有绿色能源之称，它的最大特点是燃烧或使用后不造成环境污染，有利于维持生态平衡。发展洁净新能源是未来能源业建设的发展方向。

目前，生物燃料主要被用于替代化石燃油作为运输燃料，如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。在化石燃料储量逐步下降、环境保护日益严峻的背景下，生物燃料受到各国政府的高度重视。

欧盟委员会积极推进生物燃料发展，制定了2015年生物燃料占运输燃料消费总量8％的目标。2011年8月16日，美国白宫宣布推出一项总额为5.1亿美元的计划，由农业部、能源部和海军共同投资推动美国生物燃料产业的发展，此外美国还通过法律手段强制在运输燃料中添加生物燃料，具体比例是柴油中添加2％的生物柴油，汽油中添加5％的燃料乙醇。英国政府从2006年起要求生产运输燃油的能源企业必须有3％的原料是来自可再生资源，并且比例将逐年提高。据国际能源机构(IEA)的数据，2010年全球生物燃料日产量为182.2万桶，2011年降至181.9万桶。

美国可再生燃料协会于2012年4月20日发布乙醇行业展望报告称，美国乙醇行业仍将处于在一个健康的位置，2011年是美国乙醇行业发展极好的一年，估计产量为1390万加仑，与行业直接和间接相关的就业人员达40.16万人，刺激了美国经济的提升。

到目前为止，这方面的发展一直基于玉米来源的乙醇，商业规模的纤维素乙醇生物炼制厂也取得了一些进展。

生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。从广义上讲，生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能量最初来源于太阳能，所以生物质能是太阳能的一种，它的生成过程如下：

叶绿素:CO2+H2O+太阳能(CH2O)+O2,每个叶绿素都是一个神奇的化工厂，它以太阳光作动力，把CO2和水合成有机物，它的合成机理目前人类仍未清楚。研究并揭示光合作用的机理，模仿叶绿素的结构，生产出人工合成的叶绿素，建成工业化的光合作用工厂，是人类的梦想。如果这一梦想能实现，它将根本上改变人类的生产活动和生活方式，所以研究叶绿素的机理一直是激动人心的科学活动

生物质能,生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器。太阳能照射到地球后，一部分转化为热能，一部分被植物吸收，转化为生物质能；由于转化为热能的太阳能能量密度很低，不容易收集，只有少量能被人类所利用，其他大部分存于大气和地球中的其他物质中；生物质通过光合作用，能够把太阳能富集起来，储存在有机物中，这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础。基于这一独特的形成过程，生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生性。低污染性。广泛分布性。

发明内容

本发明的目的在于提供采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，在进行气化锅炉生物质燃料生产时采用双加工系统的设置模式，能够有效保障生物质燃料的充足供给，并且在其中一侧处还设置有用于增加进风量的鼓风机系统，使得生产的生物质燃料碳化后能够被充分燃烧，避免出现燃烧不充分而浪费生物质燃料的情况发生，整个结构能够将生物质燃料的燃烧率在现有气化锅炉燃烧率的基础上提高20～30％。

本发明通过下述技术方案实现：采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，包括气化锅炉系统，在所述气化锅炉系统内设置有用于燃烧生物质燃料的气化锅炉及生物质原材料加工系统，所述生物质原材料加工系统为两套且对称的设置在气化锅炉的下部，所述生物质原材料加工系统包括支架，在支架上设置有原料粉碎器，在原料粉碎器上连接有加料仓，所述原料粉碎器通过管道连接气化锅炉的原料进口；在其中一侧的生物质原材料加工系统的支架处还设置有鼓风机系统，所述鼓风机系统包括设置在该侧的支架下的鼓风机支座及设置在鼓风机支座上的鼓风机，所述鼓风机通过鼓风管道系统与气化锅炉的该侧原料进口相连接。

进一步的为更好地实现本发明，能够将生物质原料进行初加工，以便在气化炉内转换成生物质燃料，而后进行释热，对汽化炉内的水体进行加热，从而形成蒸汽，特别采用下述设置结构：在所述生物质燃料燃烧系统内还设置有热交换管道、节能器、引风机及烟囱，所述气化锅炉的热能排出口通过热交换管道、热交换电磁阀和气压表与节能器的热能进口相连接；所述节能器的出烟口通过管道连接引风机的进风口，引风机的出风口通过管道连接烟囱的进烟口。

进一步的为更好地实现本发明，能够有效的进行热能交换量的控制，及管道压力的监测，从而为安全稳定的进行热交换提供保障，特别采用下述设置结构：在连接气化锅炉的热能排出口和节能器的热能进口的所述管道上，热交换电磁阀近气化锅炉侧设置，气压表近节能器侧设置。

进一步的为更好地实现本发明，使得生产的生物质燃料碳化后能够被充分燃烧，避免出现燃烧不充分而浪费生物质燃料的情况发生，特别采用下述设置方式：在空间位置设置上，所述鼓风机系统设置在远节能器侧。

进一步的为更好地实现本发明，能够将生物质原料进行初加工，以便在气化炉内转换成生物质燃料，而后进行释热，对汽化炉内的水体进行加热，从而形成蒸汽，以便利用蒸汽分散系统供给至连接在蒸汽分散系统上的管道系统内，特别采用下述设置结构：在设置所述鼓风机系统侧的气化锅炉的上部的蒸汽出口上还连接有蒸汽分散系统。

进一步的为更好地实现本发明，能够将生物质原料进行初加工，以便在气化炉内转换成生物质燃料，而后进行释热，对汽化炉内的水体进行加热，从而形成蒸汽，以便利用蒸汽分散器供给至连接在蒸汽分散器上的管道系统内，特别采用下述设置结构：所述蒸汽分散系统包括蒸汽分散器，所述蒸汽分散器的进口通过蒸汽管道连接气化锅炉的上部的蒸汽出口。

进一步的为更好地实现本发明，能够利用阀门进行蒸汽大小的管控，以便蒸汽分散器能够安全稳定的进行蒸汽的分散，使得整个结构安全稳定的运行，特别采用下述设置结构：在所述气化锅炉的上部的蒸汽出口处的蒸汽管道上还设置有蒸汽管道开关阀。

进一步的为更好地实现本发明，为能够将节能期内水体进行预加热，使得从汽化炉内释放的余热能够被有效利用，而后将通过节能器加热后的水体经过水箱缓存，然后加载至汽化炉内进行加热，以便释放出蒸汽；进一步，能够有效的对水箱加载到汽化炉内的水流量进行控制，以便出现富水或缺水的情况，从而导致能源浪费，特别采用下述设置结构：还包括设置在节能器与另一侧的生物质原料加工系统之间的水箱系统，所述水箱系统内设置有水箱，所述水箱通过管道系统连接节能器，且水箱还通过管道、进水阀门及进水泵与气化锅炉的入水口相连接；在所述进水泵与气化锅炉的入水口之间的管道上还设置有电磁阀，所述进水阀门设置在水箱与进水泵之间的管道上。

进一步的为更好地实现本发明，能够实时的观察汽化炉内的气压状况，以便汽化炉能够安全运行，特别采用下述设置结构：在所述气化锅炉的热能排出口处还设置有压力表。

进一步的为更好地实现本发明，能够将节能器内所产生的气流排入到用于分散蒸汽的管道系统内，同时亦可将软水可控的加入到节能器内进行预加热，特别采用下述设置结构：在所述节能器上还设置有排气管道，在所述节能器的软水进口处设置有软水进口阀门。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明在进行气化锅炉生物质燃料生产时采用双加工系统的设置模式，能够有效保障生物质燃料的充足供给，并且在其中一侧处还设置有用于增加进风量的鼓风机系统，使得生产的生物质燃料碳化后能够被充分燃烧，避免出现燃烧不充分而浪费生物质燃料的情况发生，整个结构能够将生物质燃料的燃烧率在现有气化锅炉燃烧率的基础上提高20～30％。

本发明在热交换管道上设置热交换电磁阀和气压表，能够有效的进行热能交换量的控制，及管道压力的监测，从而为安全稳定的进行热交换提供保障。

本发明采用燃烧生物质燃料进行释热的气化锅炉系统，用于进行蒸汽的释放，并结合节能器，能够有效的将生物质燃料燃烧所释放的热量进行最大化的利用，为生物质新能源开辟出新的利用点，整个结构具有设计合理，实用科学，环保节能的特性，为新能源的应用及发展开辟出新的应用领域。

本发明能够通过燃烧生物质燃料进行水体的加热，从而为提供蒸汽，以便进行供暖等。

本发明采用多种阀门管理模式设计，能够有效的保证整个系统的正常运行，而不会出现安全责任事故，为科学安全的进行生物新能源利用开辟新的篇章。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1-烟囱，2-引风机，3-引风机支撑座，4-软水进水阀门，5-节能器，6-排气管道，7热交换管道，8观察窗，9-加料仓，10-水箱，11-进水泵，12-进水阀门，13-压力表，14-蒸汽管道开关阀，15-气化锅炉，16-蒸汽分散器，17-粉碎电机，18-支架，19-电磁阀，20-鼓风机支座,21-热交换电磁阀，22-气压表，23-鼓风机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，在进行气化锅炉生物质燃料生产时采用双加工系统的设置模式，能够有效保障生物质燃料的充足供给，并且在其中一侧处还设置有用于增加进风量的鼓风机系统，使得生产的生物质燃料碳化后能够被充分燃烧，避免出现燃烧不充分而浪费生物质燃料的情况发生，整个结构能够将生物质燃料的燃烧率在现有气化锅炉燃烧率的基础上提高20～30％，如图1所示，特别采用下述设置结构：包括气化锅炉系统，在所述气化锅炉系统内设置有用于燃烧生物质燃料的气化锅炉15及生物质原材料加工系统，所述生物质原材料加工系统为两套且对称的设置在气化锅炉15的下部，所述生物质原材料加工系统包括支架18，在支架18上设置有原料粉碎器17，在原料粉碎器17上连接有加料仓9，所述原料粉碎器17通过管道连接气化锅炉15的原料进口；在其中一侧的生物质原材料加工系统的支架18处还设置有鼓风机系统，所述鼓风机系统包括设置在该侧的支架18下的鼓风机支座20及设置在鼓风机支座20上的鼓风机23，所述鼓风机23通过鼓风管道系统与气化锅炉15的该侧原料进口相连接。

在设计使用时，将用于生产生物质燃料的生物质原材料通过加料仓9加入到原材料粉粹器17内，利用原材料粉碎器17粉碎后输送至气化锅炉15的生物质生成区内进行生物质燃料生成，而后利用气化锅炉15的燃烧区进行生物质燃料的燃烧释热对气化锅炉15内的水体进行加热；并在其中一侧的生物质原材料加工系统的支架18下方还设置有鼓风机系统，在鼓风机系统内设置有位于该侧的支架18下的鼓风机支座20及设置在鼓风机支座20上的鼓风机23，鼓风机23通过鼓风管道系统与气化锅炉15的该侧原料进口相连接，在使用时，碳化后的生物质燃料在燃烧时，通过鼓风机23进行氧量补充，从而使其能够得到充分燃烧。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够将生物质原料进行初加工，以便在气化炉内转换成生物质燃料，而后进行释热，对汽化炉内的水体进行加热，从而形成蒸汽，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述生物质燃料燃烧系统内还设置有热交换管道7、节能器5、引风机2及烟囱1，所述气化锅炉15的热能排出口通过热交换管道7、热交换电磁阀21和气压表22与节能器5的热能进口相连接；所述节能器5的出烟口通过管道连接引风机2的进风口，引风机2的出风口通过管道连接烟囱1的进烟口。

采用燃烧生物质燃料进行释热的气化锅炉系统，用于进行蒸汽的释放，并结合节能器，能够有效的将生物质燃料燃烧所释放的热量进行最大化的利用，为生物质新能源开辟出新的利用点，整个结构具有设计合理，实用科学，环保节能的特性，为新能源的应用及发展开辟出新的应用领域；在设计使用时，将引风机2利用引风机支撑座固定，使得引风机2设置在烟囱1和节能器5之间，气化锅炉系统在进行生物质燃烧时所产生的余热将通过热交换管道7释放到节能器5内对节能器5内的水体进行热释放，同时节能器5在运行时所产生的废气将通过引风机2引出并提供烟囱1排入到大气层内。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够有效的进行热能交换量的控制，及管道压力的监测，从而为安全稳定的进行热交换提供保障，如图1所示，特别采用下述设置结构：在连接气化锅炉15的热能排出口和节能器5的热能进口的所述管道上，热交换电磁阀21近气化锅炉15侧设置，气压表22近节能器5侧设置。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，使得生产的生物质燃料碳化后能够被充分燃烧，避免出现燃烧不充分而浪费生物质燃料的情况发生，如图1所示，特别采用下述设置方式：在空间位置设置上，所述鼓风机系统设置在远节能器5侧，将鼓风机系统远节能器5侧设置，能够更好的让燃烧区内的生物质燃料进行充分燃烧释热。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够将生物质原料进行初加工，以便在气化炉内转换成生物质燃料，而后进行释热，对汽化炉内的水体进行加热，从而形成蒸汽，以便利用蒸汽分散系统供给至连接在蒸汽分散系统上的管道系统内，如图1所示，特别采用下述设置结构：在设置所述鼓风机系统侧的气化锅炉15的上部的蒸汽出口上还连接有蒸汽分散系统。

在设置使用时，将未设置有鼓风机系统的生物质原材料加工系统设置在节能器5与气化锅炉15之间，同时利用热交换管道7将气化锅炉15的热能排出口和节能器5相连接，同时在气化锅炉15的蒸汽出口处连接蒸汽分散系统，气化锅炉生成的蒸汽将通过蒸汽分散系统分散到与之相连接的蒸汽管道系统内。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够将生物质原料进行初加工，以便在气化炉内转换成生物质燃料，而后进行释热，对汽化炉内的水体进行加热，从而形成蒸汽，以便利用蒸汽分散器供给至连接在蒸汽分散器上的管道系统内，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述蒸汽分散系统包括蒸汽分散器16，所述蒸汽分散器16的进口通过蒸汽管道连接气化锅炉15的上部的蒸汽出口。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够利用阀门进行蒸汽大小的管控，以便蒸汽分散器能够安全稳定的进行蒸汽的分散，使得整个结构安全稳定的运行，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述气化锅炉15的上部的蒸汽出口处的蒸汽管道上还设置有蒸汽管道开关阀14。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，为能够将节能期内水体进行预加热，使得从汽化炉内释放的余热能够被有效利用，而后将通过节能器加热后的水体经过水箱缓存，然后加载至汽化炉内进行加热，以便释放出蒸汽；进一步，能够有效的对水箱加载到汽化炉内的水流量进行控制，以便出现富水或缺水的情况，从而导致能源浪费，如图1所示，特别采用下述设置结构：还包括设置在节能器5与另一侧的生物质原料加工系统之间的水箱系统，所述水箱系统内设置有水箱10，所述水箱10通过管道系统连接节能器5，且水箱10还通过管道、进水阀门12及进水泵11与气化锅炉15的入水口相连接；在所述进水泵11与气化锅炉15的入水口之间的管道上还设置有电磁阀19，所述进水阀门12设置在水箱10与进水泵11之间的管道上。

实施例9：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够实时的观察汽化炉内的气压状况，以便汽化炉能够安全运行，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述气化锅炉15的热能排出口处还设置有压力表13。

实施例10：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够将节能器内所产生的气流排入到用于分散蒸汽的管道系统内，同时亦可将软水可控的加入到节能器内进行预加热，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述节能器5上还设置有排气管道6，在所述节能器5的软水进口处设置有软水进口阀门4，在所述节能器(5)的排气管道6设置处还设置有观察窗8。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：包括气化锅炉系统，在所述气化锅炉系统内设置有用于燃烧生物质燃料的气化锅炉(15)及生物质原材料加工系统，所述生物质原材料加工系统为两套且对称的设置在气化锅炉(15)的下部，所述生物质原材料加工系统包括支架(18)，在支架(18)上设置有原料粉碎器(17)，在原料粉碎器(17)上连接有加料仓(9)，所述原料粉碎器(17)通过管道连接气化锅炉(15)的原料进口；在其中一侧的生物质原材料加工系统的支架(18)处还设置有鼓风机系统，所述鼓风机系统包括设置在该侧的支架(18)下的鼓风机支座(20)及设置在鼓风机支座(20)上的鼓风机(23)，所述鼓风机(23)通过鼓风管道系统与气化锅炉(15)的该侧原料进口相连接。

2.根据权利要求1所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：在所述生物质燃料燃烧系统内还设置有热交换管道(7)、节能器(5)、引风机(2)及烟囱(1)，所述气化锅炉(15)的热能排出口通过热交换管道(7)、热交换电磁阀(21)和气压表(22)与节能器(5)的热能进口相连接；所述节能器(5)的出烟口通过管道连接引风机(2)的进风口，引风机(2)的出风口通过管道连接烟囱(1)的进烟口。

3.根据权利要求2所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：在连接气化锅炉(15)的热能排出口和节能器(5)的热能进口的所述管道上，热交换电磁阀(21)近气化锅炉(15)侧设置，气压表(22)近节能器(5)侧设置。

4.根据权利要求2或3所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：在空间位置设置上，所述鼓风机系统设置在远节能器(5)侧。

5.根据权利要求1或2或3所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：在设置所述鼓风机系统侧的气化锅炉(15)的上部的蒸汽出口上还连接有蒸汽分散系统。

6.根据权利要求5所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：所述蒸汽分散系统包括蒸汽分散器(16)，所述蒸汽分散器(16)的进口通过蒸汽管道连接气化锅炉(15)的上部的蒸汽出口。

7.根据权利要求6所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：在所述气化锅炉(15)的上部的蒸汽出口处的蒸汽管道上还设置有蒸汽管道开关阀(14)。

8.根据权利要求1-3，6，7任一项所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：还包括设置在节能器(5)与另一侧的生物质原料加工系统之间的水箱系统，所述水箱系统内设置有水箱(10)，所述水箱(10)通过管道系统连接节能器(5)，且水箱(10)还通过管道、进水阀门(12)及进水泵(11)与气化锅炉(15)的入水口相连接；在所述进水泵(11)与气化锅炉(15)的入水口之间的管道上还设置有电磁阀(19)，所述进水阀门(12)设置在水箱(10)与进水泵(11)之间的管道上。

9.根据权利要求1-3，6，7任一项所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：在所述气化锅炉(15)的热能排出口处还设置有压力表(13)。

10.根据权利要求2或3所述的采用双燃料供给设计的生物质燃料燃烧系统，其特征在于：在所述节能器(5)上还设置有排气管道(6)，在所述节能器(5)的软水进口处设置有软水进口阀门(4)。