CN108018057A - 生物质碳化热解发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种生物质碳化热解发电装置，包括原料仓、生物质气化炉、燃烧器、高温裂解室、燃气锅炉和蒸汽轮机，原料仓和生物质气化炉之间连接有物料冷凝器，物料冷凝器的底部侧壁上设有与物料冷凝器的物料通道相连通的气体进口，物料冷凝器的顶部侧壁上设有与物料冷凝器的物料通道相连通的气体出口，生物质气化炉中部侧壁上的气体出口通过输气管道与物料冷凝器上的气体进口连接，物料冷凝器上的气体出口通过气体管道与燃烧器的进口连接，气体管道上安装有风机，燃烧器的出口与高温裂解室的进口连接，高温裂解室的出口与燃气锅炉连接，燃气锅炉通过蒸汽管道与蒸汽轮机连接。本发明达到了木焦油和木醋酸零排放，避免了木焦油和木醋酸的二次污染。

Description

生物质碳化热解发电装置
技术领域
本发明涉及一种发电装置，具体涉及一种生物质碳化热解发电装置。
背景技术
传统的生物质废弃处理方法（焚烧、露天堆积等）不仅造成生物质资源的低效率利用，而且产生的废烟气严重污染了环境。近年来生物质废弃资源的合理加工再利用逐渐受到人们的重视。我国拥有丰富的生物质能资源，主要有农作物秸秆、树木枝桠、畜禽粪便、能源作物（植物）、工业有机废水、城市生活污水和垃圾等，生物质资源可转换为能源的潜力约10亿吨标准煤。根据国家相关发展规划，到2020 年，我国生物质发电装机总容量将提高到3000万千瓦，生物质固体成型燃料年利用量将从100万吨提高到5000 万吨，沼气年利用量将从190亿立方米提高到440亿立方米，生物燃料乙醇年利用量将从200万提高到1000万吨，生物柴油年利用量将从20 万吨提高到200 万吨。
目前一般采用生物质气化炉将废弃物气化处理成可燃气体，然后将可燃气体经过多次净化、分离系统的处理，再通过管道输送至发电机组进行发电，有的输入到居民家中家用。炭化时，把生物质原料放在快速炭化炉内点燃进行热分解，在热解过程中发生一系列复杂化学反应，产生很多新生产物，主要包括生物质炭、木焦油、木醋酸和可燃性气体，木焦油和木醋酸与可燃气体混合在一起，在可燃气体使用前需将木焦油和木醋酸分离，而可燃气体中所含木焦油和木醋酸的分离纯化问题，是该行业公认的难题，很难将可燃气体中所含木焦油和木醋酸的分离纯化彻底，其是制约生物质可燃气体利用的瓶颈。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生物质碳化热解发电装置，其使得可燃气体中不含有木焦油和木醋酸，从根本上解决了木焦油和木醋酸的分离问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种生物质碳化热解发电装置，包括原料仓、生物质气化炉、燃烧器、高温裂解室、燃气锅炉和蒸汽轮机，所述原料仓和生物质气化炉之间连接有物料冷凝器，其中在原料仓的出口设有第一斗式提升机，第一斗式提升机的出料口和物料冷凝器顶端的进料口连接，物料冷凝器底端的出料口连接有第二斗式提升机，第二斗式提升机的出料口与生物质气化炉顶端的进料口连接，所述物料冷凝器的底部侧壁上设有与物料冷凝器的物料通道相连通的气体进口，物料冷凝器的顶部侧壁上设有与物料冷凝器的物料通道相连通的气体出口，生物质气化炉中部侧壁上的气体出口通过输气管道与物料冷凝器上的气体进口连接，物料冷凝器上的气体出口通过气体管道与燃烧器的进口连接，气体管道上安装有风机，燃烧器的出口与高温裂解室的进口连接，高温裂解室的出口与燃气锅炉连接，燃气锅炉通过蒸汽管道与蒸汽轮机连接。
所述输气管道上安装有旋风除尘器。
所述气体管道上设有阻火器。
所述气体管道上设有流量计。
本发明在原料仓和生物质气化炉之间连接有物料冷凝器，物料冷凝器对物料进行冷却处理，生物质气化炉内产生的可燃气体通过生物质气化炉中部的出口、输气管道和物料冷凝器上的气体进口进入物料冷凝器的物料通过内与物料接触，物料因温度低对可燃气体开始降温并吸附裂解出的木焦油及少量木醋酸，从而将可燃气体中携带的木焦油及少量木醋酸除去，然后经滤后的纯净可燃气体再经管道、风机、燃烧器充分在高温裂解室内燃烧，高温裂解室再将所有热能供给燃气锅炉产出水蒸气，再驱动蒸汽轮机发出电能，物料冷却过滤器将吸附有木焦油和木醋酸的物料再送到生物质气化炉内高温裂解气化裂解为可燃气体，使得木焦油和木醋酸充分燃烧分解，使得从物料冷凝器出来的可燃气体不含有木焦油和木醋酸，达到了木焦油和木醋酸零排放，避免了木焦油和木醋酸的二次污染，从根本上解决了可燃气体中木焦油和木醋酸分离纯化问题，省去了木焦油、木醋酸和可燃气体分离回收设备，节省成本。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种生物质碳化热解发电装置，包括原料仓1、生物质气化炉4、燃烧器9、高温裂解室10、燃气锅炉11和蒸汽轮机13，原料仓1和生物质气化炉4之间连接有物料冷凝器3，其中在原料仓的出口设有第一斗式提升机2，第一斗式提升机的出料口和物料冷凝器顶端的进料口连接，物料冷凝器底端的出料口连接有第二斗式提升机16，第二斗式提升机的出料口与生物质气化炉顶端的进料口连接，物料冷凝器的底部侧壁上设有与物料冷凝器的物料通道相连通的气体进口，物料冷凝器的顶部侧壁上设有与物料冷凝器的物料通道相连通的气体出口，生物质气化炉中部的气体出口通过输气管道6与物料冷凝器上的气体进口连接，物料冷凝器上的气体出口通过气体管道7与燃烧器9的进口连接，气体管道7上安装有风机8，风机8将可燃气体送入燃烧器，燃烧器的出口与高温裂解室10的进口连接，高温裂解室的出口与燃气锅炉11连接，燃气锅炉11通过蒸汽管道12与蒸汽轮机13连接。
输气管道6上安装有旋风除尘器5，旋风除尘器5可去除大颗粒碳尘，其对可燃气体起到过滤作用，使得可燃气体更纯净。
气体管道上设有阻火器14，其可避免燃气在气体管道7内燃烧，确保气体输送安全。
气体管道上设有流量计15，其可监控可燃气体的流量大小。
本发明具体使用时，颗粒状生物质物料经原料仓1和第一斗士提升机2进入物料冷凝器3内进行冷却，然后经第二斗式提升机16进入生物质气化炉4内，生物质原料在生物质气化炉内高温裂解后产生可燃气体和少量木焦油及木醋酸，然后可燃气体经过旋风除尘器5去除大颗粒碳尘，然后再通过输气管道6进入物料冷凝器3内，可燃气体在物料冷凝器3内向上运行与生物质物料接触，物料因温度低对可燃气体开始降温并吸附裂解出的木焦油及少量木醋酸，从而将可燃气体中携带的木焦油及少量木醋酸除去，然后经过滤后的纯净可燃气体在风机8的作用下通过气体管道7和燃烧器9进入高温裂解室10内燃烧，这时高温裂解室内达到1000度以上的高温，可将可燃气体中携带有少量雾状焦油充分燃烧，然后高温裂解室将所有热能供给燃气锅炉产出水蒸气，水蒸气再驱动蒸汽轮机发出电能，物料冷却过滤器将吸附有木焦油和木醋酸的物料再送到生物质气化炉内进行高温裂解气化为可燃气体，使得木焦油和木醋酸充分燃烧分解，从而不会产生木焦油和木醋酸，避免了木焦油和木醋酸的二次污染。
不含有木焦油及木醋酸的可燃气体，热能转化效率高，具有极大的社会经济效益，比如年处理秸秆农林废弃物和蘑菇菌棒六万吨，匹配20吨高压锅炉，压力2.5MPz发电汽轮机匹配三兆瓦（每小时3000kw），生物质发电国家回收价格0.75元，发电结束后蒸汽进入冷凝器然后再返回锅炉，发电效益:3000kw/h×24h×0.75元×300天=1620万元。

Claims (4)

1.一种生物质碳化热解发电装置，包括原料仓、生物质气化炉、燃烧器、高温裂解室、燃气锅炉和蒸汽轮机，其特征在于：所述原料仓和生物质气化炉之间连接有物料冷凝器，其中在原料仓的出口设有第一斗式提升机，第一斗式提升机的出料口和物料冷凝器顶端的进料口连接，物料冷凝器底端的出料口连接有第二斗式提升机，第二斗式提升机的出料口与生物质气化炉顶端的进料口连接，所述物料冷凝器的底部侧壁上设有与物料冷凝器的物料通道相连通的气体进口，物料冷凝器的顶部侧壁上设有与物料冷凝器的物料通道相连通的气体出口，生物质气化炉中部侧壁上的气体出口通过输气管道与物料冷凝器上的气体进口连接，物料冷凝器上的气体出口通过气体管道与燃烧器的进口连接，气体管道上安装有风机，燃烧器的出口与高温裂解室的进口连接，高温裂解室的出口与燃气锅炉连接，燃气锅炉通过蒸汽管道与蒸汽轮机连接。
2.根据权利要求1所述的生物质碳化热解发电装置，其特征在于：所述输气管道上安装有旋风除尘器。
3.根据权利要求1所述的生物质碳化热解发电装置，其特征在于：所述气体管道上设有阻火器。
4.根据权利要求1所述的生物质碳化热解发电装置，其特征在于：所述气体管道上设有流量计。
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