CN107062206B - 生物质燃气发生直燃系统及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种生物质燃气发生直燃系统,包括负压开放式生物质炭化装置及生物质燃气直燃装置;负压开放式生物质炭化装置包括顶部设置有炭化室的炉体,炭化室的顶端开口、底部有炉排,炭化室的侧壁与炉体之间设置有与炉体顶部的燃气出口连通的间隙,燃气出口通过管道与负压风机连接;生物质燃气直燃装置包括第一燃烧室和第二燃烧室,第一燃烧室的前端连接有进风管道,第一燃烧室的后端通过高温热气流连通口与第二燃烧室连通,第一燃烧室的外侧设置有用于给进风管道配风的一次配风管道和用于给第一燃烧室的后端部配风的二次配风管道,第一燃烧室设置有点火器;负压风机的出口通过管道与进风管道连接。本发明产生高温生物质燃气直接燃烧利用,高安全,更环保。

Description

生物质燃气发生直燃系统及其应用
技术领域
本发明涉及生物质燃气生产及应用技术领域,具体涉及一种生物质燃气发生直燃系统及其应用。
背景技术
生物质能源作为可再生能源,是目前世界能源消耗总量仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源。生物质能具有储量大、可再生性、可储存与替代性、碳中性和清洁等特点,在能源利用和环境保护方面具有独特的优势。目前,随着煤、石油、天然气等一次性能源的不断减少,人类更加关注开发和利用各种新能源。
生物质炭化是利用生物质资源(如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等农林废弃物)作为原材料,在隔绝或有少许空气的情况下加热至高温使生物质材料发生物理化学变化的过程。生物质炭化炉是常见的生物质炭化装置,它能生产生物质炭,还能产生部分生物质燃气。
然而,现有的生物质炭化炉通常为正压封闭闷罐炭化结构,生产过程存在较大安全隐患,同时其产生的生物质燃气焦油含量高,易堵管线,影响正常生产,焦油的释放还会造成环境污染。而生物质燃气在燃烧利用之前,常常需经过降温处理,造成生物质燃气本身潜热丢失,泠凝设备的降温过程还会产生废水。同时,生物质然气普遍焦油含量较高,不能充分裂解,不易点燃,燃烧不稳定,不易燃烧充分,无法充分释放热能,并且产生的氮氧化合物及焦油易造成环境污染。
因此,现有技术中亟需一种安全性高、产生的高温生物质燃气可直接燃烧利用高温生物质燃气、燃烧更加充分、工作过程中产生氮氧化合物更少、无焦油释放的生物质燃气发生直燃系统。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足,提供一种安全性高、产生的高温生物质燃气可直接燃烧利用高温生物质燃气、燃烧更加充分、工作过程中产生氮氧化合物更少、无焦油释放的生物质燃气发生直燃系统。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种生物质燃气发生直燃系统,包括负压开放式生物质炭化装置及生物质燃气直燃装置;所述负压开放式生物质炭化装置包括炉体,所述炉体的顶部设置有由直立的侧壁围成的炭化室,该炭化室的顶端开口,炭化室的底部设置有炉排,所述炭化室的上部设置有平料器,所述炭化室的底部于所述炉排的上方设置有落碳器,所述炉体的顶部设置有燃气出口,所述炭化室的侧壁与所述炉体之间设置有与所述燃气出口连通的间隙,所述燃气出口通过管道与负压风机连接,所述炉体的中部设置有炭化料冷却室,所述炉体的底部设置有炭化料出口;所述生物质燃气直燃装置包括第一燃烧室和第二燃烧室,所述第一燃烧室的前端连接有进风管道,所述第一燃烧室的后端通过高温热气流连通口与所述第二燃烧室连通,所述第一燃烧室的外侧设置有一次配风管道和二次配风管道,所述一次配风管道的入口处设置有一次配风风机,所述一次配风管道与所述进风管道连通,所述第一燃烧室的后端部设置有二次配风口,所述二次配风管道与所述二次配风口连通,所述二次配风管道的入口处设置有二次配风风机,所述第一燃烧室设置有点火器;所述负压风机的出口通过管道与所述进风管道连接。
所述落碳器为落碳杆,所述炉体的上端设置有架体,所述炭化室直立设置有传动轴,所述架体上端设置有用于驱动所述轴旋转的落碳电机。
所述平料器为平料杆,所述传动轴的上部套设有传动套筒,所述平料杆与所述传动套筒连接,所述架体上端设置有用于通过传动机构驱动所述传动套筒的平料电机。
所述架体于所述炭化室的顶端开口上方设置有料仓。
所述第一燃烧室的前端设置有多个所述进风管道,这些进风管道沿所述第一燃烧室的宽度方向均匀排列,这些进风管道均与所述一次配风管道连通,这些进风管道的末端伸入所述第一燃烧室的前端部内,所述点火器设置于所述第一燃烧室的前半部分,所述一次配风管道的入口处设置有吸入风机。
所述第一燃烧室的后端部设置有多个所述二次配风口,这些二次配风口沿所述第一燃烧室的宽度方向均匀排列,这些二次配风口均与所述二次配风管道连通。
所述第一燃烧室的后半部分设置有清灰炉门。
本发明的有益效果是:本发明安全性高,产生的高温生物质燃气可直接燃烧利用,燃烧更加充分,工作过程中产生氮氧化合物更少,无焦油释放。
附图说明
图1是负压开放式生物质炭化装置的结构示意图;
图2是生物质燃气直燃装置的结构示意图;
图3是生物质燃气发生、直燃及其应用的工艺框图。
在图中:100-负压开放式生物质炭化装置;
101-炉体;102-炉排;103-支腿;104-炭化室;105-平料器;106-平料电机;107-落碳器;108-落碳电机;109-料仓;110-侧壁;111-间隙;112-燃气出口;113-炭化料冷却室;114-出炭绞龙;115-周转罐;116-提升机;117-上料斗;
200-负压风机;
300-生物质燃气直燃装置;
301-进风管道;302-吸入风机;303-一次配风管道;304-一次配风风机;305-点火器;306-清灰炉门;307-第一燃烧室;308-二次配风管道;309-二次配风风机;310-二次配风口;311-高温热气流连通口;312-第二燃烧室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
如图1、图2所示,一种生物质燃气发生直燃系统,包括负压开放式生物质炭化装置100及生物质燃气直燃装置300;负压开放式生物质炭化装置100包括由支腿103支撑的炉体101,炉体101的顶部设置有由直立的侧壁110围成的炭化室104,该炭化室104的顶端开口,炭化室104的底部设置有炉排102,炭化室104的上部设置有平料器105,炭化室104的底部于炉排102的上方设置有落碳器107,炉体101的顶部设置有燃气出口112,炭化室104的侧壁110与炉体101之间设置有与燃气出口112连通的间隙111,燃气出口112通过管道与负压风机200连接,炉体101的中部设置有炭化料冷却室113,炉体101的底部设置有炭化料出口;生物质燃气直燃装置300包括第一燃烧室307和第二燃烧室312,第一燃烧室307的前端连接有进风管道301,第一燃烧室307的后端通过高温热气流连通口311与第二燃烧室312连通,第一燃烧室307的外侧设置有一次配风管道303和二次配风管道308,一次配风管道303的入口处设置有一次配风风机304,一次配风管道303与进风管道301连通,第一燃烧室307的后端部设置有二次配风口310,二次配风管道308与二次配风口310连通,二次配风管道308的入口处设置有二次配风风机309,第一燃烧室307设置有点火器305;负压风机200的出口通过管道与进风管道301连接。
参见图1,在负压开放式生物质炭化装置100中,落碳器107为落碳杆,炉体101的上端设置有架体,炭化室104直立设置有传动轴,架体上端设置有用于驱动轴旋转的落碳电机108。平料器105为平料杆,传动轴的上部套设有传动套筒,平料杆与传动套筒连接,架体上端设置有用于通过传动机构驱动传动套筒的平料电机106。架体于炭化室104的顶端开口上方设置有料仓109。在炉体101的旁侧设置有提升机116,通过提升机116的上料斗117自动生料能有效提高生产效率。
如图1所示,工作时,向炭化室104内放入一层生物质原材料,点燃后,通过料仓109向炭化室104内输入生物质原材料,在负压下,炭化室104下层的物料在缺氧状态下不断炭化并产生生物质燃气,生物质燃气通过燃气出口112、负压风机200进入到生物质燃气燃烧室内进行配氧燃烧,生成的高温热气流通过高温气流连通器由受热装置利用。在工作过程中,平料杆在平料电机106的驱动下不断转动,使将物料摊平,落碳杆在落碳电机108的驱动下不断旋转,使炭化室104下层已经经过炭化的物料不断通过炉排102向下掉落,最终由出炭绞龙114输送至周转罐115。
采用负压开放的生产方式,安全性得到有效提高,同时产生的生物质燃气无焦油,避免焦油堵塞管线影响正常生产及其造成的环境污染。
参见图2,在生物质燃气直燃装置300中,第一燃烧室307的前端设置有多个进风管道301,这些进风管道301沿第一燃烧室307的宽度方向均匀排列,这些进风管道301均与一次配风管道303连通,这些进风管道301的末端伸入第一燃烧室307的前端部内,点火器305设置于第一燃烧室307的前半部分,一次配风管道303的入口处设置有吸入风机302。第一燃烧室307的后端部设置有多个二次配风口310,这些二次配风口310沿第一燃烧室307的宽度方向均匀排列,这些二次配风口310均与二次配风管道308连通。第一燃烧室307的后半部分设置有清灰炉门306,便于清灰及检修。
参见图2,工作时,生物质燃气通过吸入风机302、进风管道301进入第一燃烧室307内,在经过进风管道301的过程中,一次配风风机304、一次配风管道303将空气输入进风管道301,使的输入第一燃烧室307内的气体为生物质燃气与空气的混合气体。在第一燃烧室307内点火器305点火,生物质燃气在第一燃烧室307内进行一次燃烧,之后通过高温热气流连通口311进入第二燃烧室312内。在进入高温热气流连通口311之前,通过二次配风风机309、二次配风管道308、二次配风口310将空气输入第一燃烧室307的末端,在空气更加充足的情况下,生物质燃气喷射入第二燃烧室312,在第二燃烧室312内充分燃烧转化为高温热能,由第二燃烧室312给用热设备提供热能。
直接利用生物质气化装置制得的高温生物质燃气(180-260摄氏度),不经过冷凝设备降温,直接输入至本发明内燃烧。燃气本身潜热不丢失,燃烧充分,产生的氮氧化合物浓度较低,避免了焦油释放。同时,由于前一步骤制得的高温生物质燃气无需经过降温,无废水产生。
如图3所示,本发明可应用于烘干木材工艺中,将利用木材加工剩余物及林产废弃物作为热能原料,通过负压开放式生物质炭化装置炭化产生生物质燃气,并产生生物质炭化料。生物质燃气由生物质燃气直燃装置产出高温热气流为余热中温中压蒸汽锅炉提供热能,蒸汽通过背压式蒸汽轮机发电机组发电。蒸汽通过蒸汽轮机后降为低压蒸汽输送至木材烘干系统干燥木材。最后冷凝水回收至余热锅炉二次利用。
最后应当说明的是,以上内容仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换,均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种生物质燃气发生直燃系统,其特征在于:所述生物质燃气发生直燃系统包括负压开放式生物质炭化装置及生物质燃气直燃装置;所述负压开放式生物质炭化装置包括炉体,所述炉体的顶部设置有由直立的侧壁围成的炭化室,该炭化室的顶端开口,炭化室的底部设置有炉排,所述炭化室的上部设置有平料器,所述炭化室的底部于所述炉排的上方设置有落碳器,所述炉体的顶部设置有燃气出口,所述炭化室的侧壁与所述炉体之间设置有与所述燃气出口连通的间隙,所述燃气出口通过管道与负压风机连接,所述炉体的中部设置有炭化料冷却室,所述炉体的底部设置有炭化料出口;所述生物质燃气直燃装置包括第一燃烧室和第二燃烧室,所述第一燃烧室的前端连接有进风管道,所述第一燃烧室的后端通过高温热气流连通口与所述第二燃烧室连通,所述第一燃烧室的外侧设置有一次配风管道和二次配风管道,所述一次配风管道的入口处设置有一次配风风机,所述一次配风管道与所述进风管道连通,所述第一燃烧室的后端部设置有二次配风口,所述二次配风管道与所述二次配风口连通,所述二次配风管道的入口处设置有二次配风风机,所述第一燃烧室设置有点火器;所述负压风机的出口通过管道与所述进风管道连接。
2.根据权利要求1所述的生物质燃气发生直燃系统,其特征在于:所述落碳器为落碳杆,所述炉体的上端设置有架体,所述炭化室直立设置有传动轴,所述架体上端设置有用于驱动所述传动轴旋转的落碳电机。
3.根据权利要求2所述的生物质燃气发生直燃系统,其特征在于:所述平料器为平料杆,所述传动轴的上部套设有传动套筒,所述平料杆与所述传动套筒连接,所述架体上端设置有用于通过传动机构驱动所述传动套筒的平料电机。
4.根据权利要求2或3所述的生物质燃气发生直燃系统,其特征在于:所述架体于所述炭化室的顶端开口上方设置有料仓。
5.根据权利要求1所述的生物质燃气发生直燃系统,其特征在于:所述第一燃烧室的前端设置有多个所述进风管道,这些进风管道沿所述第一燃烧室的宽度方向均匀排列,这些进风管道均与所述一次配风管道连通,这些进风管道的末端伸入所述第一燃烧室的前端部内,所述点火器设置于所述第一燃烧室的前半部分,所述一次配风管道的入口处设置有吸入风机。
6.根据权利要求5所述的生物质燃气发生直燃系统,其特征在于:所述第一燃烧室的后端部设置有多个所述二次配风口,这些二次配风口沿所述第一燃烧室的宽度方向均匀排列,这些二次配风口均与所述二次配风管道连通。
7.根据权利要求1、5或6所述的生物质燃气发生直燃系统,其特征在于:所述第一燃烧室的后半部分设置有清灰炉门。
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