CN106867584A - 一种生物质能发电方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物质能发电方法，具体步骤如下，a)将生物质输送至气化炉中热解成可燃性气体；b)打开引风机将可燃性气体输送至喷淋塔降温至100℃左右并冲洗掉灰尘；c)输送至洗气塔，进一步除去焦油、有机酸，并降温至50℃左右；d)通向冷凝塔，进一步除去易挥发的轻质焦油、有机酸及水分，并降温至25℃左右；e)经过增压风机，输送至脱焦除尘塔进一步除去焦油、有机醛、酚和细颗粒物，达到杂质粒度≤20mg/m3，杂质含量≤10mg/m3；f)将气体存储至燃气贮罐中；g)将燃气贮罐中的气体送至燃气发电机组中燃烧发电。本发明的有益效果是：有效解决了气化过程中气、固分离，并得到发电需要的可燃气体，最终净化效果比气体工艺提高了一倍多，并可收集活性炭。

Description

一种生物质能发电方法及其系统
技术领域
本发明涉及清洁能源技术领域，尤其涉及一种生物质能发电方法及其系统。
背景技术
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(简称木质素)、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。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，他是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。我国生物质能源极为丰富，全国农作物秸秆年产生量约6亿吨，大约3亿吨可作为燃料使用，折合约1.5亿吨标准煤，林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9亿吨，大约3亿吨可作为能源利用，折合约2亿吨标准煤，目前我国生物质资源可转换为能源的潜力约8亿吨标准煤。
生物质气化发电技术的基本原理是把生物质转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。生物质气化发电过程包括3个方面：(1)生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料；(2)气体净化，气化出来的燃气都含有一定的杂质，包括灰分、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行；(3)燃气发电，利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电。生物质气化发电技术取得了一定的经济、社会、环境效益，但技术上也存在不足，如气化所得的生物质燃气热值利用率低，小中型生物质发电系统总效率只有25％～35％；燃气中焦油含量高，造成后系统堵塞和腐蚀等，这些严重限制了生物质气化发电技术的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决所述现有技术出现的问题，提供一种生物质气化发电的方法及其系统，以解决废弃生物质材料的处理，又获得效益可观的电能。
本发明解决所述技术问题的技术方案如下：一种生物质能发电方法，包括下列步骤：
a)将生物质通过原料运输机输送至气化炉中热解成可燃性气体；
b)打开引风机将可燃性气体输送至喷淋塔降温至90℃-100℃并冲洗掉灰尘；
c)继续输送至洗气塔，进一步除去焦油、有机酸，并降温至45℃-50℃；
d)继续通向冷凝塔，进一步除去燃气中易挥发的轻质焦油、有机酸及气体中的水分，并降温至25℃-30℃；
e)经过增压风机，继续输送至脱焦除尘塔进一步除去焦油、有机醛、酚和细颗粒物，达到杂质粒度≤20mg/m3，杂质含量≤10mg/m3；
f)将气体存储至燃气贮罐中；
g)将燃气贮罐中的气体送至燃气发电机组中燃烧发电。
进一步，所述生物质为秸秆、杏壳、木头。
进一步，所述可燃性气体中包括酸性雾气、甲醛、焦油、一氧化碳、氢气、氧气、甲烷。
进一步，一种生物质能发电系统，包括所述原料运输机以及通过管道相互连接的所述气化炉、所述喷淋塔、所述洗气塔、所述冷凝塔、所述脱焦除尘塔、所述燃气贮罐和所述燃气发电机组，所述原料运输机的传送带连接至所述气化炉的顶部，所述引风机设置在连接所述气化炉与所述喷淋塔的管道上，所述增压风机设置在连接所述冷凝塔与所述脱焦除尘塔的管道上，所述喷淋塔、所述洗气塔、所述冷凝塔、所述脱焦除尘塔的底端均设有循环水入口和循环水出口，每个所述循环水入口和循环水出口均通向同一个蓄水池。
进一步，所述气化炉包括炉体及支撑所述炉体的支架，所述炉体顶部设有进料口，所述进料口与所述原料运输机连接，所述炉体的内腔从上到下为原料段、燃烧段和冷却段，所述燃烧段内设有多个平行的气化反应室，所述气化反应室与内腔相互连通，所述燃烧段内设有与多个所述气化反应室贯通至一条燃气管道，所述燃气管道连接位于所述炉体侧壁的燃气出口，所述冷却段内设有冷却管道，所述炉体的底部设有贮碳仓，所述贮碳仓的底部设有排料阀。
进一步，所述喷淋塔的下端还设有与所述气化炉的燃气出口连接的进气口，所述喷淋塔的循环水入口和循环水出口相对设置，所述喷淋塔的顶部设有净化气体出口，所述喷淋塔的内部设有喷淋管道，所述喷淋管道连接循环水进口，所述喷淋管道的顶端为喷头，所述喷头设置在所述喷淋塔的上端。
进一步，所述洗气塔的下端设有与所述喷淋塔的净化气体出口连接的进气口，所述洗气塔的循环水入口和循环水出口相对设置，所述洗气塔的顶部设有净化气体出口，所述洗气塔的内腔设有填料层以及贯穿所述填料室的洒水管道，所述洒水管与所述循环水入口连接，所述洒水管道的顶端设有雾化装置。
进一步，所述洗气塔为两座。
进一步，所述脱焦除尘塔内设有多层过滤膜。
基于所述技术方案，本发明的有益效果是：有效的解决了气化过程中气、固分离，并得到发电需要的可燃气体，最终可燃气体的净化效果比其他工艺提高了一倍多，同时可收集活性炭。
附图说明
图1为本发明一种生物质能发电方法的流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、原料运输机，2、气化炉，3、引风机，4、喷淋塔，5、洗气塔，6、冷凝塔，7、增压风机，8、脱焦除尘塔，9、燃气贮罐，10、燃气发电机组，11、蓄水池。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种生物质能发电方法，包括下列步骤：
a)将生物质通过原料运输机1输送至气化炉2中热解成可燃性气体；
b)打开引风机3将可燃性气体输送至喷淋塔4降温至90℃-100℃左右并冲洗掉灰尘；
c)继续输送至洗气塔5，进一步除去焦油、有机酸，并降温至45℃-50℃左右；
d)继续通向冷凝塔6，进一步除去燃气中易挥发的轻质焦油、有机酸及气体中的水分，并降温至25℃-30℃；
f)经过增压风机7，继续输送至脱焦除尘塔8进一步除去焦油、有机醛、酚和细颗粒物，达到杂质粒度≤20mg/m3，杂质含量≤10mg/m3；
g)将气体存储至燃气贮罐9中；
h)将燃气贮罐中的气体送至燃气发电机组10中燃烧发电。
进一步，所用生物质为秸秆、杏壳、木头中的一种或几种。
进一步，可燃性气体中包括酸性雾气、甲醛、焦油、一氧化碳、氢气、氧气、甲烷中的一种或几种。
进一步，一种生物质能发电系统，包括原料运输机1以及通过管道相互连接的气化炉2、喷淋塔4、洗气塔5、冷凝塔6、脱焦除尘塔8、燃气贮罐9和燃气发电机组10，原料运输机1的传送带连接至气化炉2的顶部，引风机3设置在连接气化炉2与喷淋塔4的管道上，增压风机7设置在连接冷凝塔6与脱焦除尘塔8的管道上。
进一步，气化炉2包括炉体及支撑炉体的支架，所述炉体顶部设有进料口，所述进料口与所述原料运输机连接，炉体的内腔从上到下为原料段、燃烧段和冷却段，燃烧段内设有多个气化反应室，气化反应室与内腔相互连通，燃烧段内设有一条燃气管道，燃气管道与每个气化反应室连通并连接位于炉体侧壁的燃气出口，冷却段内设有冷却装置，炉体的底部设有贮碳仓，贮碳仓的底部设有排料阀。生物质原料中的有机物质全部被挥发出来形成高温固定炭，体积缩小至二分之一，产生的高温可燃气体进入气化反应室在横向运动中与高温固定炭发生还原反应，增加了可燃气体浓度，燃烧值得到提高，固定炭向下运动进入冷却段，热量被装置吸收，燃气由燃气道集中到出口，进入炉体外净化系统，提纯后的燃气可进行发电和烧锅炉，经过氧化的原料进入贮碳仓后从排料阀出炉，炭化料后的原料用于生产活性炭等。
进一步，喷淋塔4的下端还设有与气化炉2的燃气出口连接的进气口，喷淋塔4还设有一个循环水入口和一个循环水出口，循环水入口和循环水出口在同一水平面相对设置并与蓄水池11连通，喷淋塔4的顶部设有净化气体出口，喷淋塔4的内部设有喷淋管道，喷淋管道连接循环水入口，喷淋管道的顶端为喷头，喷头设置在喷淋塔内部的上端。
进一步，洗气塔5的下端设有与喷淋塔4的净化气体出口连接的进气口，洗气塔5还设有一个循环水入口和和一个循环水，循环水入口和循环水出口在同一水平面相对设置并与蓄水池11连通，洗气塔5的顶部设有净化气体出口，洗气塔5的内腔设有填料层以及贯穿所述填料室的洒水管道，洒水管与循环水入口连接，洒水管道的顶端设有雾化装置。
进一步，洗气塔5为两座，两座洗气塔5串联。重复洗气，使可燃性气体的焦油、有机酸含量尽可能减少，同时使其温度下降到50℃。
进一步，脱焦除尘塔8内设有过滤膜。除去焦油、有机醛、酚和细颗粒物，使可燃性气体达到杂质粒度≤20mg/m3，杂质含量≤10mg/m3，主要生产指标达到了本行业的最高水平，单台气化炉产气量为5000m3/h，发电燃料(杏壳)消耗量为1.75kg/kw，产活性炭0.6kg/kw，活性炭得率为34％，燃气热值1300—2400kcal/m3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生物质能发电方法，其特征在于，包括下列步骤：
a)将生物质通过原料运输机(1)输送至气化炉(2)中热解成可燃性气体；
b)打开引风机(3)将可燃性气体输送至喷淋塔(4)降温至90℃-100℃并冲洗掉灰尘；
c)将可燃性气体继续输送至洗气塔(5)，进一步除去焦油、有机酸，并降温至45℃-50℃；
d)将可燃性气体继续通向冷凝塔(6)，进一步除去燃气中易挥发的轻质焦油、有机酸及气体中的水分，并降温至25℃-30℃；
e)可燃性气体经过增压风机(7)，继续输送至脱焦除尘塔(8)进一步除去焦油、有机醛、酚和细颗粒物，达到杂质粒度≤20mg/m3，杂质含量≤10mg/m3；
f)将可燃性气体存储至燃气贮罐(9)中；
g)将所述燃气贮罐(9)中的可燃性气体送至燃气发电机组(10)中燃烧发电。
2.根据权利要求1所述的一种生物质能发电方法，其特征在于，所述生物质为秸秆、杏壳、木头中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种生物质能发电方法，其特征在于，所述可燃性气体中包括酸性雾气、甲醛、焦油、一氧化碳、氢气、氧气、甲烷中的一种或几种。
4.一种生物质能发电系统，其特征在于，包括所述原料运输机(1)以及通过管道相互连接的所述气化炉(2)、所述喷淋塔(4)、所述洗气塔(5)、所述冷凝塔(6)、所述脱焦除尘塔(8)、所述燃气贮罐(9)和所述燃气发电机组(10)，所述原料运输机(1)的传送带连接至所述气化炉(2)的顶部，所述引风机(3)设置在连接所述气化炉(2)与所述喷淋塔(4)的管道上，所述增压风机(7)设置在连接所述冷凝塔(6)与所述脱焦除尘塔(8)的管道上。
5.根据权利要求4所述的一种生物质能发电系统，其特征在于，所述气化炉(2)包括炉体及支撑所述炉体的支架，所述炉体顶部设有进料口，所述进料口与所述原料运输机(1)连接，所述炉体的内腔从上到下为原料段、燃烧段和冷却段，所述燃烧段内设有多个平行的气化反应室，所述气化反应室与内腔相互连通，所述燃烧段内设有一条燃气管道，所述燃气管道与每个所述气化反应室连通并连接位于所述炉体侧壁的燃气出口，所述冷却段内设有冷却管道，所述炉体的底部设有贮碳仓，所述贮碳仓的底部设有排料阀。
6.根据权利要求4所述的一种生物质能发电系统，其特征在于，所述喷淋塔(4)的下端还设有与所述气化炉(2)的燃气出口连接的进气口，所述喷淋塔(4)还设有一个循环水入口和一个循环水出口，所述循环水入口和所述循环水出口在同一水平面相对设置并与蓄水池(11)连通，所述喷淋塔(4)的顶部设有净化气体出口，所述喷淋塔(4)的内部设有喷淋管道，所述喷淋管道连接循环水入口，所述喷淋管道的顶端为喷头，所述喷头设置在所述喷淋塔内部的上端。
7.根据权利要求6所述的一种生物质能发电系统，其特征在于，所述洗气塔(5)的下端设有与所述喷淋塔(4)的净化气体出口连接的进气口，所述洗气塔(5)还设有一个循环水入口和和一个循环水，所述循环水入口和所述循环水出口在同一水平面相对设置并与所述蓄水池(11)连通，所述洗气塔(5)的顶部设有净化气体出口，所述洗气塔(5)的内腔设有填料层以及贯穿所述填料室的洒水管道，所述洒水管与所述循环水入口连接，所述洒水管道的顶端设有雾化装置。
8.根据权利要求7所述的一种生物质能发电系统，其特征在于，所述洗气塔(5)为两座，两座所述洗气塔(5)串联。
9.根据权利要求4至8任一项所述的一种生物质能发电系统，其特征在于，所述脱焦除尘塔(8)内设有多层过滤膜。
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CN111635782A (zh) * 2020-06-15 2020-09-08 山东国仁节能科技有限公司 一种小型户用生物质气化炉系统

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CN101186833A (zh) * 2007-11-29 2008-05-28 南京林业大学 一种农作物秸秆同时制取炭、气、液产品的方法及应用

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