CN110105983A - 一种生物质制气系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质制气系统,包括气化炉、混风降温器和锅炉,所述气化炉的出气口与所述混风降温器的燃气进口相连,所述混风降温器的燃气出口与所述锅炉的进气口相连,所述混风降温器的烟气进口通过烟气管道连接至所述锅炉的排烟口,所述气化炉产生的高温燃气与所述锅炉内燃烧后生产的低温烟气在所述混风降温器内混合降温后进入所述锅炉内。采用锅炉排出的低温烟气与高温燃气进行混风降温的方式,无需复杂的除尘及降温系统,也不容易发生运行故障,解决了常见生物质制气系统结构复杂、运行稳定性差的问题,具有结构简单、建设成本低、运行安全稳定性好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及生物质制气技术领域,具体涉及一种生物质制气系统。
背景技术
目前,高温生物质气化炉出口温度700~750℃负压燃气,要利用这部分燃气必须采用通过除尘及降温,才能进入增压风机增压输送,气化炉结构及原理已经经过考验,成本和技术都可控。
现有技术中的高温生物质气化系统,如图1所示,包括依次连接的物料前处理装置10、气化炉20、旋风除尘器30、燃气冷却器40、风机50、锅炉60,气化炉20产生高温燃气先通过旋风除尘器30进行燃气净化,再通过燃气冷却器40进行燃气冷却,最后通过风机50将净化冷却后燃气输送到锅炉60内燃烧,燃气燃烧产生的热能通过锅炉60内的换热装置向外输出热能,燃烧产生的烟气通过排烟口排出。
但是,在除尘过程中,由于生产高温灰的温度较高,排灰器承受不了高温灰的热量和温度,旋风除尘器30中排灰器的密封件在高温条件下容易失效而影响系统安全稳定运行;而在降温过程中,高温燃气在燃气冷却器40内冷却的过程中容易发生低温结焦的现象,结焦一旦形成,就不可逆,结焦部分没有传热,温度会越来越低,从而结焦区域变得越来越大,直至整个系统堵塞而影响系统的安全稳定运行;而且,这种生物质制气系统,后续的燃气净化及冷却过程除受到高温除尘及结焦的影响之外,制气系统复杂及技术、成本不可控。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中生物质制气系统的结构复杂、运行稳定性差的技术问题,从而提供一种生物质制气系统。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
一种生物质制气系统,包括气化炉、混风降温器和锅炉,所述气化炉的出气口与所述混风降温器的燃气进口相连,所述混风降温器的燃气出口与所述锅炉的进气口相连,所述混风降温器的烟气进口通过烟气管道连接至所述锅炉的排烟口,所述气化炉产生的高温燃气与所述锅炉内燃烧后生产的低温烟气在所述混风降温器内混合降温后进入所述锅炉内。
进一步地,所述混风降温器为射流式混合结构。
进一步地,所述混风降温器包括混合腔,具有所述燃气进口的第一管路伸入所述混合腔;所述混合腔对应所述第一管路末端开口具有管径逐渐缩小的缩径段;具有所述烟气进口的第二管路在侧面伸入所述混合腔。
进一步地,所述第二管路末端相对于所述第一管路末端位于气流方向的前端。
进一步地,所述缩径段末端为所述燃气出口,所述燃气进口和所述燃气出口分别设置在所述混风降温器相对的两端,且开口的位置对齐。
进一步地,所述烟气管道上设有用于将空气或所述锅炉内的烟气输送到所述混风降温器内的第一风机。
进一步地,所述混风降温器的燃气出口和所述锅炉的进气口之间连接有燃气管道,所述燃气管道上设有用于将所述混风降温器内的燃气输送到所述锅炉内的第二风机。
进一步地,所述锅炉内设有用于输出所述锅炉内热能的热交换装置。
进一步地,所述锅炉内设有除尘装置,所述除尘装置用于除去进入所述锅炉内的燃气中的灰尘。
进一步地,还包括物料前处理装置,所述物料前处理装置的出料口与所述气化炉的进料口相连。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的生物质制气系统,通过在气化炉的出气口和锅炉的进气口之间连接混风降温器,并通过烟气管道连接锅炉的排烟口和混风降温器的烟气进口,气化炉产生的高温燃气能在混风降温器内与低温烟气混合降温,实现了高温燃气的降温过程,无需复杂的除尘及降温系统,也不容易发生运行故障,具有结构简单、运行安全稳定性好的优点;此外,将锅炉产生的部分低温烟气与高温燃气混合后送到锅炉内,可以降低锅炉中心的燃烧温度,而且也降低了锅炉内的氧气浓度,进而可以降低烟气中氮氧化物排放浓度。
2.本发明提供的生物质制气系统,混合腔对应第一管路末端开口具有管径逐渐缩小的缩径段,在混合腔内可以形成射流式混合结构,不会影响气化炉内的负压。
3.本发明提供的生物质制气系统,燃气进口和燃气出口的开口相对设置,且烟气进口的开口设置在混风降温器远离燃气出口的一端,可使高温燃气和低温烟气在混风降温器内充分混合降温后,可以提高对高温燃气的降温效果。
综上所述,本发明提供的生物质制气系统,整个系统中除了气化炉,其他都是管道,建设成本大幅降低;采用混风降温的方式,结构简单;混烟气相当于FGR烟气再循环工艺,可以降低烟气中氮氧化物排放浓度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中生物质制气系统的工艺流程图;
图2为本发明实施例中生物质制气系统的工艺流程图;
图3为本发明实施例中混风降温器的结构示意图。
附图标记说明:10、物料前处理;20、气化炉;30、旋风除尘器;40、燃气冷却器;50、风机;60、锅炉;
1、物料前处理装置;2、气化炉;3、混风降温器;4、锅炉;5、热交换装置;6、第一风机;7、第二风机;301、燃气进口;302、燃气出口;303、烟气进口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图2所示的一种生物质制气系统,包括气化炉2、混风降温器3和锅炉4,气化炉2的出气口与混风降温器3的燃气进口301相连,混风降温器3的燃气出口302与锅炉4的进气口相连,混风降温器3的烟气进口303通过烟气管道连接至锅炉4的排烟口,锅炉4内设有用于输出锅炉4内热能的热交换装置5,气化炉2产生的高温燃气与锅炉4内燃烧后生产的低温烟气在混风降温器3内混合降温后进入锅炉4内。
通过在气化炉2的出气口和锅炉4的进气口之间连接混风降温器3,并通过烟气管道连接锅炉4的排烟口和混风降温器3的烟气进口303,气化炉2产生的约800℃高温燃气能在混风降温器3内与150℃左右低温烟气混合降温到约400℃,实现了高温燃气的降温过程,无需复杂的除尘及降温系统,而且由于低温烟气的比热小,高温燃气和低温烟气之间的结焦点相距不大,不易生成结焦物,从而不容易发生运行故障,具有结构简单、运行安全稳定性好的优点;此外,将锅炉4产生的部分低温烟气与高温燃气混合后送到锅炉4内,可以降低锅炉4中心的燃烧温度,而且也降低了锅炉4内的氧气浓度,进而可以降低烟气中氮氧化物排放浓度。
在本实施例的一种优选实施方式中,混风降温器3为射流式混合结构。如图3所示,混风降温器3包括混合腔,具有燃气进口301的第一管路伸入混合腔内;混合腔对应第一管路末端开口具有管径逐渐缩小的缩径段;具有烟气进口303的第二管路在侧面伸入混合腔。混合腔对应第一管路末端开口具有管径逐渐缩小的缩径段,在混合腔内可以形成射流式混合结构,不会影响气化炉2内的负压。
具体的,第二管路末端相对于第一管路末端位于气流方向的前端。缩径段末端为燃气出口302,燃气进口301和燃气出口302分别设置在混风降温器3相对的两端,且开口的位置对齐。燃气进口301和燃气出口302的开口相对设置,且烟气进口303的开口设置在混风降温器3远离燃气出口302的一端,可使高温燃气和低温烟气在混风降温器3内的混合更加充分,低温烟气对高温燃气的降温效果更好。
在本实施例中,烟气管道上设有用于将空气或锅炉4内的烟气输送到混风降温器3内的第一风机6。混风降温器3的燃气出口302和锅炉4的进气口之间连接有燃气管道,燃气管道上设有用于将混风降温器3内的燃气输送到锅炉4内的第二风机7。采用第一风机6和第二风机7能使高温燃气和低温烟气在混风降温器3内充分混合降温再输送至锅炉4内燃烧。
在本实施例中,在锅炉4的内部设有除尘装置,进入锅炉4内的燃气通过除尘装置除去含有的灰尘。气化炉2的进料口还连接有物料前处理装置1,物料前处理装置1用于对进入气化炉2内的物料进行预处理,以提高物料在气化炉2内的制气效率。
综上所述,本发明提供的生物质制气系统,整个系统中除了气化炉2,其他都是管道,建设成本大幅降低;采用锅炉4排出的低温烟气与高温燃气进行混风降温的方式,无需复杂的除尘及降温系统,也不容易发生运行故障,具有结构简单、运行安全稳定性好的优点;而且,混合低温烟气相当于FGR烟气再循环工艺,可以降低锅炉4中心的燃烧温度,而且也降低了锅炉4内的氧气浓度,进而可以降低烟气中氮氧化物排放浓度。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种生物质制气系统,其特征在于,包括气化炉(2)、混风降温器(3)和锅炉(4),所述气化炉(2)的出气口与所述混风降温器(3)的燃气进口(301)相连,所述混风降温器(3)的燃气出口(302)与所述锅炉(4)的进气口相连,所述混风降温器(3)的烟气进口(303)通过烟气管道连接至所述锅炉(4)的排烟口,所述气化炉(2)产生的高温燃气与所述锅炉(4)内燃烧后生产的低温烟气在所述混风降温器(3)内混合降温后进入所述锅炉(4)内。
2.根据权利要求1所述的生物质制气系统,其特征在于,所述混风降温器(3)为射流式混合结构。
3.根据权利要求2所述的生物质制气系统,其特征在于,所述混风降温器(3)包括混合腔,具有所述燃气进口(301)的第一管路伸入所述混合腔;所述混合腔对应所述第一管路末端开口具有管径逐渐缩小的缩径段;具有所述烟气进口(303)的第二管路在侧面伸入所述混合腔。
4.根据权利要求3所述的生物质制气系统,其特征在于,所述第二管路末端相对于所述第一管路末端位于气流方向的前端。
5.根据权利要求3或4所述的生物质制气系统,其特征在于,所述缩径段末端为所述燃气出口(302),所述燃气进口(301)和所述燃气出口(302)分别设置在所述混风降温器(3)相对的两端,且开口的位置对齐。
6.根据权利要求1所述的生物质制气系统,其特征在于,所述烟气管道上设有用于将空气或所述锅炉(4)内的烟气输送到所述混风降温器(3)内的第一风机(6)。
7.根据权利要求1所述的生物质制气系统,其特征在于,所述混风降温器(3)的燃气出口(302)和所述锅炉(4)的进气口之间连接有燃气管道,所述燃气管道上设有用于将所述混风降温器(3)内的燃气输送到所述锅炉(4)内的第二风机(7)。
8.根据权利要求1所述的生物质制气系统,其特征在于,所述锅炉(4)内设有用于输出所述锅炉(4)内热能的热交换装置(5)。
9.根据权利要求1所述的生物质制气系统,其特征在于,所述锅炉(4)内设有除尘装置,所述除尘装置用于除去进入所述锅炉(4)内的燃气中的灰尘。
10.根据权利要求1所述的生物质制气系统,其特征在于,还包括物料前处理装置(1),所述物料前处理装置(1)的出料口与所述气化炉(2)的进料口相连。
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