CN107746727B - 一种生物质气化炉发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种生物质气化炉发电系统，包括原料仓、生物质裂解炉、除尘机构、油液分离机构、油液净化机构、气液分离机构和燃气发电机组件，原料仓通过输送机与布料仓连通，炉体的燃气稳压出口通过管路依次与除尘机构、油液分离机构、油液净化机构和气液分离机构连通，气液分离机构最终与燃气发电机组件连通；本发明的气化炉采用高温空气作为裂解剂，可以提高原料裂解温度，降低原料自身能量耗损；采用双层管路进热风，各分支管路设置密封阀门，依据不同工况调节开度，满足不同原材料运行工况；环向点火系统，点火器服务半径合理，点火快捷、均匀，使得原材料能够反映充分；而且气化炉燃气也采用环向收集，使燃气有效成分稳定，排放压力平稳。

Description

一种生物质气化炉发电系统
技术领域
本发明涉及生物质裂解炉设备技术领域，特别是涉及一种生物质气化炉发电系统。
背景技术
随着世界经济的高速发展和人口的不断增加，能源问题和环保问题已经成为社会发展所面临的两个重大问题。目前生物质能源的利用普遍存在经济效益十分低下的现象，表现在生物质裂解炉成套设备工艺技术良莠不齐，裂解炉结构等问题，主要如下：对原材料粒度、材质要求高，提高运行成本；气化炉运行故障率高，点火系统不稳定致使原料燃烧不均匀；布风不合理，局部烧穿，局部不能完成裂解反应，致使产气不稳定、气量气压不足；炉内原料板结，排碳阻塞；而且现有的炉体机构原料裂解率低且不稳定，致使气化炉难以大面积推广和使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种生物质气化炉发电系统，能够合理充分燃烧原料，产气稳定，产气效率高，原料裂解率高，有利于大面积推广和使用。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种生物质气化炉发电系统，包括依次连接的原料仓、生物质裂解炉、除尘机构、油液分离机构、油液净化机构、气液分离机构和燃气发电机组件；
所述生物质裂解炉包括炉体、布料仓、热风管路组件、点火环管、燃气稳压出口和出料口，所述炉体为瓮状炉体，所述炉体顶部设置有所述布料仓，所述炉体上部炉壁设置有所述热风管路组件，所述热风管路组件下方设置有所述点火环管，所述炉体下部设置有锥形环管，所述锥形环管与所述炉体之间存在有一锥形空腔，所述锥形空腔内以及所述锥形空腔下方设置有一燃气过滤装置，所述锥形空腔内的炉壁上设置有所述燃气稳压出口，所述炉体底部设置有所述出料口；
所述原料仓通过输送机与所述布料仓连通，所述炉体的所述燃气稳压出口通过管路与所述除尘机构、油液分离机构、油液净化机构和气液分离机构依次连通，所述气液分离机构的出气口与所述燃气发电机组件相连通。
优选的，所述热风管路组件包括第一风管路、第二风管路和热风主管路，所述第一风管路和所述第二风管路均设置在所述炉体的上部炉壁，所述第一风管路设置在所述第二风管路上方，所述第一风管路和所述第二风管路均与所述热风主管路连通。
优选的，所述第一风管路和第二风管路上均设置有调节阀，所述第二风管路与所述炉体连通的炉壁上还设置有布风系统。
优选的，所述燃气过滤装置下部设置有缓冲沉降腔，所述缓冲沉降腔环状分布在所述炉体内壁上，所述缓冲沉降腔沿炉体中部方向开有环状间隙，所述缓冲沉降腔与炉壁之间还设置有燃气出口，所述燃气出口与所述燃气过滤装置相连通。
优选的，所述出料口处设置有一螺旋除碳机，所述螺旋除碳机的主轴为绞龙结构，所述主轴采用循环水冷系统冷却。
优选的，所述燃气稳压出口沿所述炉体的炉壁圆周设置有多个；
优选的，所述除尘机构包括一级除尘塔和二级除尘塔，所述油液分离机构包括一级油液分离塔，所述气液分离机构包括气液分离塔、精细气液分离塔和超细气液分离塔。
优选的，所述生物质裂解炉的所述燃气稳压出口通过燃气管路与所述一级除尘塔的进口管连通，所述一级除尘塔的出口管与所述二级除尘塔的进口管连通，所述二级除尘塔的出口管通过一罗茨鼓风机与所述一级油液分离塔的进口管连通，所述一级油液分离塔的出口管与所述油液净化系统的进口管连通，所述油液净化系统的出口管依次与所述气液分离塔、精细气液分离塔和超细气液分离塔连通。
优选的，还包括节能余热回收塔，所述节能余热回收塔设置在所述二级除尘塔的出口管与所述罗茨鼓风机之间，所述节能余热回收塔包括冷却室和加热室，所述冷却室的进口管与所述二级除尘塔的出口管连通，所述冷却室对燃气进行降温，所述冷却室的出口管与所述罗茨鼓风机连通，所述加热室的进口管与外界空气连通，所述加热室的出口管与所述热风管路组件相连通。
优选的，所述超细气液分离塔的出口管与所述燃气发电机组件相连通，所述超细气液分离塔与所述燃气发电机组件之间设置有缓冲储罐。
本发明相对于现有技术而言取得了以下技术效果：
本发明一种生物质气化炉发电系统，生物质裂解炉的炉体为瓮状炉体结构，能够增强反应区裂解效率，使原料重力自燃沉降，合理控制反应速率；在炉体下部设置缓冲沉降腔，增设的沉降空间使得燃气二次释放和收集，环保排放炉渣；炉体的底部设置螺旋除碳机，螺旋除碳机的铰龙径向出料，搅拌输送一体，主轴采用循环水冷，运行稳定可靠；本发明的气化炉采用高温空气作为裂解剂，可以提高原料裂解温度，降低原料自身能量耗损；采用双层管路进热风，各分支管路设置密封阀门，依据不同工况调节开度，满足不同原材料运行工况；环向点火系统，点火器服务半径合理，点火快捷、均匀，使得原材料能够反映充分；而且气化炉燃气也采用环向收集，使燃气有效成分稳定，排放压力平稳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中生物质发电气化炉的整体示意图；
图2为本发明中生物质裂解炉的剖面图；
其中，1-原料仓、2-输送机、3-布料仓、4-生物质裂解炉、4-1-第一风管路、4-2-热风主管路、4-3-第二风管路、4-4-布风系统、4-5-点火环管、4-6-炉体、4-7-燃气稳压出口、4-8-燃气过滤装置、4-9-缓冲沉降腔、4-10-螺旋除碳机、6-一级除尘塔、7-二级除尘塔、8-节能余热回收塔、9-一级油液分离塔、10-油液净化机构、11-气液分离塔、12-精细气液分离塔、13-超细气液分离塔、14-罗茨鼓风机、15-缓冲罐、16-燃气发电机组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种生物质气化炉发电系统。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-2所示，本实施例提供了一种生物质气化炉发电系统，包括依次连接的原料仓1、生物质裂解炉4、除尘机构、油液分离机构、油液净化机构10、气液分离机构和燃气发电机组件16；
生物质裂解炉4包括炉体4-6、布料仓3、热风管路组件、点火环管4-5、燃气稳压出口4-7和出料口，炉体4-6为瓮状炉体4-6，炉体4-6顶部设置有布料仓3，炉体4-6上部炉壁设置有热风管路组件，热风管路组件下方设置有点火环管4-5，炉体4-6下部设置有锥形环管，锥形环管与炉体4-6之间存在有一锥形空腔，锥形空腔内以及锥形空腔下方设置有一燃气过滤装置4-8，锥形空腔内的炉壁上设置有燃气稳压出口4-7，炉体4-6底部设置有出料口；
原料仓1通过输送机2与布料仓3连通，炉体4-6的燃气稳压出口4-7通过管路与除尘机构、油液分离机构、油液净化机构10和气液分离机构依次连通，气液分离机构的出气口与燃气发电机组件16相连通。
其中，本发明中气化炉整个系统的各个部件的具体连接关系为，原料仓1通过输送机2与生物质裂解炉4顶部的布料仓3连通，生物质裂解炉4的燃气稳压出口4-7通过管路与除尘机构的一级除尘塔6和二级除尘塔7相连接，由除尘机构出来的气体通过管路进入油液分离机构的一级油液分离塔9中(当然也可以经过多级油液分离塔)对气体进行油液分离，由油液分离机构出来的气体通过管路进入油液净化机构10中对气体进行油液净化，由油液净化机构10出来的气体进入气液分离机构的气液分离塔11、精细气液分离塔12和超细气液分离塔13中对气体进行气液分离，由气液分离机构中出来的气体进入燃气发电机组件16中进行燃烧发电。进一步的，一级除尘塔6的出口管与二级除尘塔7的进口管连通，二级除尘塔7的出口管与一级油液分离塔9的进口管连通，一级油液分离塔9的出口管与多级油液分离塔的进口管连通，一级油液分离塔9或者多级油液分离塔的出口管与油液净化机构10的进口管连通，油液净化机构10的出口管与气液分离塔11的进口管连通，气液分离塔11的出口管与精细气液分离塔12的进口管连通，精细气液分离塔12的出口管与超细气液分离塔13的进口管连通，超细气液分离塔13的出口管与燃气发电机组件16的进口管连通。更进一步的，热风管组件的下方设置有点火环管4-5，点火环管4-5呈圆周状态设置在炉体4-6的炉壁上，点火环管4-5上沿炉壁均匀设置有多个点火器，这样多个点火器能够形成炉体4-6内部的环形点火，点火器服务半径合理，点火快捷、均匀；在炉体4-6下部设置有锥形环管，锥形环管与炉壁之间形成的锥形空腔内和锥形空腔下方设置有燃气过滤装置4-8，锥形环管与炉壁之间形成的锥形空腔内的炉壁上设置有燃气稳压出口4-7，燃气稳压出口4-7的位置具体在燃气过滤装置4-8的上部和锥形空腔内的炉壁上，这样燃气必须通过燃气过滤装置4-8才能够流动出炉体4-6，由于炉体4-6的高温作用燃气中的焦油会在燃气过滤装置4-8内进行二次裂解，这样过滤的燃气焦油量能够大大降低；而且燃气稳压出口4-7沿炉体4-6的炉壁圆周上设置有多个，燃气稳压出口4-7环向出气，外部也采用环向收集，这样的结构使燃气有效成分稳定，排放压力平稳。
为了增大热风管路组件的供风能力和供风效果，本发明中的热风管路组件包括第一风管路4-1、第二风管路4-3和热风主管路4-2，第一风管路4-1和第二风管路4-3均设置在炉体4-6的上部炉壁，第一风管路4-1设置在第二风管路4-3上方，第一风管路4-1和第二风管路4-3均与热风主管路4-2连通；即在炉壁上呈上下状态设置的第一风管路4-1和第二风管路4-3形成双层管路进风结构，以增大热风管路组件的供风能力和供风效果。
为了提高管路的控制能力，本发明中第一风管路4-1和第二风管路4-3上均设置有调节阀，第二风管路4-3与炉体4-6连通的炉壁上还设置有布风系统4-4，并且各分支管路上均设置有密封阀门，依据不同工况调节开度，满足不同原材料运行工况。
本发明中燃气过滤装置4-8下部设置有缓冲沉降腔4-9，缓冲沉降腔4-9环状分布在炉体4-6内壁上，缓冲沉降腔4-9沿炉体4-6中部方向开有环状间隙，缓冲沉降腔4-9与炉壁之间还设置有燃气出口，燃气出口与燃气过滤装置4-8相连通；并且燃气出口与燃气过滤装置4-8连通，增设的缓冲沉降腔4-9使得燃气二次释放和收集。
本发明中出料口处设置有一螺旋除碳机4-10，螺旋除碳机4-10的主轴为绞龙结构，主轴采用循环水冷系统冷却；螺旋除碳机4-10能够将缓冲沉降腔4-9排出的碳粒通过铰龙径向排出炉体4-6，搅拌输送一体，效率高，使用方便。
本发明中生物质裂解炉4的燃气稳压出口4-7通过燃气管路与一级除尘塔6的进口管连通，一级除尘塔6的出口管与二级除尘塔7的进口管连通，二级除尘塔7的出口管通过一罗茨鼓风机14与一级油液分离塔9的进口管连通，一级油液分离塔9的出口管与油液净化系统的进口管连通，油液净化系统的出口管依次与气液分离塔11、精细气液分离塔12和超细气液分离塔13连通。
本发明中还包括节能余热回收塔8，节能余热回收塔8设置在二级除尘塔7的出口管与罗茨鼓风机14之间，节能余热回收塔8包括冷却室和加热室，冷却室的进口管与二级除尘塔7的出口管连通，冷却室对燃气进行降温，冷却室的出口管与罗茨鼓风机14连通，加热室的进口管与外界空气连通，加热室的出口管与热风管路组件相连通。具体的，二级除尘塔7的气体进入节能余热回收塔8后，节能余热回收塔8对气体进行余热回收，节能余热回收塔8将吸收的热量传递给进入生物质裂解炉4的空气，经过节能余热回收塔8加热后的空气通过热风管路组件进入生物质裂解炉4内部。
本发明中超细气液分离塔13的出口管与燃气发电机组件16相连通，超细气液分离塔13与燃气发电机组件16之间设置有缓冲罐15。缓冲罐15是在燃气发电机组件16起停转换时，起到缓冲、储存燃气作用。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种生物质气化炉发电系统，其特征在于，包括依次连接的原料仓、生物质裂解炉、除尘机构、油液分离机构、油液净化机构、气液分离机构和燃气发电机组件；
所述生物质裂解炉包括炉体、布料仓、热风管路组件、点火环管、燃气稳压出口和出料口，所述炉体为瓮状炉体，所述炉体顶部设置有所述布料仓，所述炉体上部炉壁设置有所述热风管路组件，所述热风管路组件下方设置有所述点火环管，所述炉体下部设置有锥形环管，所述锥形环管与所述炉体之间存在有一锥形空腔，所述锥形空腔内以及所述锥形空腔下方设置有一燃气过滤装置，所述锥形空腔内的炉壁上设置有所述燃气稳压出口，所述炉体底部设置有所述出料口；所述出料口处设置有一螺旋除碳机，所述螺旋除碳机能够将缓冲沉降腔排出的碳粒通过绞龙径向排出炉体；
所述原料仓通过输送机与所述布料仓连通，所述炉体的所述燃气稳压出口通过管路与所述除尘机构、油液分离机构、油液净化机构和气液分离机构依次连通，所述气液分离机构的出气口与所述燃气发电机组件相连通；
所述热风管路组件包括第一风管路、第二风管路和热风主管路，所述第一风管路和所述第二风管路均设置在所述炉体的上部炉壁，所述第一风管路设置在所述第二风管路上方，所述第一风管路和所述第二风管路均与所述热风主管路连通；所述第一风管路和第二风管路上均设置有调节阀，所述第二风管路与所述炉体连通的炉壁上还设置有布风系统；
所述燃气过滤装置下部设置有缓冲沉降腔，所述缓冲沉降腔环状分布在所述炉体内壁上，所述缓冲沉降腔沿炉体中部方向开有环状间隙，所述缓冲沉降腔与炉壁之间还设置有燃气出口，所述燃气出口与所述燃气过滤装置相连通。
2.根据权利要求1所述的生物质气化炉发电系统，其特征在于，所述螺旋除碳机的主轴为绞龙结构，所述主轴采用循环水冷系统冷却。
3.根据权利要求1所述的生物质气化炉发电系统，其特征在于，所述燃气稳压出口沿所述炉体的炉壁圆周设置有多个。
4.根据权利要求1所述的生物质气化炉发电系统，其特征在于，所述除尘机构包括一级除尘塔和二级除尘塔，所述油液分离机构包括一级油液分离塔，所述气液分离机构包括气液分离塔、精细气液分离塔和超细气液分离塔。
5.根据权利要求4所述的生物质气化炉发电系统，其特征在于，所述生物质裂解炉的所述燃气稳压出口通过燃气管路与所述一级除尘塔的进口管连通，所述一级除尘塔的出口管与所述二级除尘塔的进口管连通，所述二级除尘塔的出口管通过一罗茨鼓风机与所述一级油液分离塔的进口管连通，所述一级油液分离塔的出口管与所述油液净化机构的进口管连通，所述油液净化机构的出口管依次与所述气液分离塔、精细气液分离塔和超细气液分离塔连通。
6.根据权利要求5所述的生物质气化炉发电系统，其特征在于，还包括节能余热回收塔，所述节能余热回收塔设置在所述二级除尘塔的出口管与所述罗茨鼓风机之间，所述节能余热回收塔包括冷却室和加热室，所述冷却室的进口管与所述二级除尘塔的出口管连通，所述冷却室对燃气进行降温，所述冷却室的出口管与所述罗茨鼓风机连通，所述加热室的进口管与外界空气连通，所述加热室的出口管与所述热风管路组件相连通。
7.根据权利要求6所述的生物质气化炉发电系统，其特征在于，所述超细气液分离塔的出口管与所述燃气发电机组件相连通，所述超细气液分离塔与所述燃气发电机组件之间设置有缓冲储罐。
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