CN112410049A - 一种生物质炭、热、电联产系统及其工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质炭、热、电联产系统及其工艺，涉及生物质热解制炭的技术领域，包括多个相互并联的生物质热解模块以及与生物质热解模块连接的热解气焚烧模块，生物质热解模块包括热解气引风机、生物质热解炉、螺旋冷却输送机、高温烟气风机、空气流量电磁阀，热解气焚烧模块包括热解气焚烧锅炉、天然气供给设备、低温蒸汽供热设备、蒸汽轮机发电设备。生物质制炭系统可以将各类型农林废弃物转化为生物炭，同时产生大量的热解气，热解气富含H2、CO和大分子有机物等可燃性组分，作为气体燃料，将其引入到直燃锅炉中焚烧，可起到提高燃烧效率的作用，同时将剩余的热解气引入到直燃锅炉中焚烧用于发电。

Description

一种生物质炭、热、电联产系统及其工艺
技术领域
本发明涉及生物质热解制炭的技术领域，更具体地说，它涉及一种生物质炭、热、电联产系统及其工艺。
背景技术
我国目前存有大量的生物质直燃电厂，生物质直燃电厂每年收集的农林业物料中存有大量的木质类生物质，这些木质类生物质均是生物炭的理想原料，以其作为直燃锅炉的燃料直接燃烧，是一种较大的资源浪费。
基于此，亟需一种合理开放或利用农林业废弃物的生物质热解制炭系统。
发明内容
针对实际运用中这一问题，本发明目的在于提出一种生物质炭、热、电联产系统及其工艺，具体方案如下：
一种生物质炭、热、电联产系统，包括多个相互并联的生物质热解模块以及与所述生物质热解模块连接的热解气焚烧模块，所述生物质热解模块包括热解气引风机、生物质热解炉、螺旋冷却输送机、高温烟气风机、空气流量电磁阀，所述热解气焚烧模块包括热解气焚烧锅炉、天然气供给设备、低温蒸汽供热设备、蒸汽轮机发电设备；所述生物质热解炉设有用于上料的上料口，所述生物质热解炉的出料口与所述螺旋冷却输送机的进料口连接，所述螺旋冷却输送机设有用于下料的下料口，且所述生物质热解炉的出气口与所述热解气引风机的进气口连接，所述热解气引风机的出气口与所述热解气焚烧锅炉的进气口连接，所述热解气焚烧锅炉的高温烟气出口与所述高温烟气风机的进气口连接，所述高温烟气风机的出气口与所述生物质热解炉的进气口连接，所述高温烟气风机与所述热解气焚烧锅炉之间设有空气流量电磁阀，且所述热解气焚烧锅炉与所述低温蒸汽供热设备连接以驱动所述蒸汽轮机发电设备通过电力输出至电网，所述热解气焚烧锅炉与所述低温蒸汽供热设备连接以驱动所述低温蒸汽供热设备向外供给饱和蒸汽，且所述天然气供给设备的输出端与所述热解气焚烧锅炉的输入端连接。
进一步优选地，所述热解气焚烧模块包括锅炉尾气净化设备和烟囱，所述热解气焚烧锅炉的出烟口与所述锅炉尾气净化设备的进烟口连接，所述锅炉尾气净化设备的出烟口与所述烟囱连接。
一种根据上述的生物质炭、热、电联产系统的工艺，包括以下步骤：
步骤1、将生物质材料预烘干后在热解炉中进行热解炭化，得到生物炭，从热解炉底部排出至螺旋冷却输送机，通过螺旋冷却输送机对生物炭冷却后即可进行生物炭排放；
步骤2、步骤1中热解炭化过程中所生成的生物质热解气在热解气引风机的作用下进入到热解气焚烧锅炉中进行焚烧，并驱动蒸汽轮机发电设备通过电力输出至电网以及驱动所述低温蒸汽供热设备向外供给饱和蒸汽；
步骤3、步骤2中热解气焚烧锅炉焚烧过程所产生的高温烟气经与空气混合后进入热解炉中为其提供热源，热解气焚烧锅炉过程所产生的多余烟气经锅炉尾气净化设备由烟囱排出。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
生物质制炭系统可以将各类型农林废弃物转化为生物炭，同时产生大量的热解气，热解气富含H2、CO和大分子有机物等可燃性组分，作为气体燃料，将其引入到直燃锅炉中焚烧，可起到提高燃烧效率的作用。同时，这些热解气的主要组分均为还原性气体，是一种氮氧化物还原剂，将其在直燃锅炉中焚烧，可起到降低氮氧化物排放的目的。
本专利提出生物质炭、热、电联产系统及其工艺，将各类型林业废弃物等通过热解炭化生产炭粉(或炭块)，同时将剩余的热解气引入到直燃锅炉中焚烧用于发电。
附图说明
图1为本发明实施例的整体示意图。
附图标记：1、热解气引风机；2、生物质热解炉；3、螺旋冷却输送机；4、高温烟气风机；5、空气流量电磁阀；6、热解气焚烧锅炉；7、天然气供给设备；8、低温蒸汽供热设备；9、饱和蒸汽；10、蒸汽轮机发电设备；11、电网；12、上料口；13、下料口；14、锅炉尾气净化设备；15、烟囱。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
如图1所示，一种生物质炭、热、电联产系统，包括三个相互并联的生物质热解模块以及与生物质热解模块连接的热解气焚烧模块。生物质热解模块包括热解气引风机1、生物质热解炉2、螺旋冷却输送机3、高温烟气风机4、空气流量电磁阀5。热解气焚烧模块包括热解气焚烧锅炉6、天然气供给设备7、低温蒸汽供热设备8、蒸汽轮机发电设备10、锅炉尾气净化设备14和烟囱15。本实施例中，三台生物质热解炉2可根据不同原料制备生物炭品质的高低，分别使用不同的生物质原料。生物质原料可采用林业加工废弃物以及其他可实现特接炭化的农业废弃物等。
具体的，生物质热解炉2设有用于上料的上料口12，生物质热解炉2的出料口与螺旋冷却输送机3的进料口连接，螺旋冷却输送机3设有用于下料的下料口13。其中，生物质热解炉2的出气口与热解气引风机1的进气口连接，热解气引风机1的出气口与热解气焚烧锅炉6的进气口连接，热解气焚烧锅炉6的高温烟气出口与高温烟气风机4的进气口连接，高温烟气风机4的出气口与生物质热解炉2的进气口连接，高温烟气风机4与热解气焚烧锅炉6之间设有空气流量电磁阀5。
同时，热解气焚烧锅炉6与低温蒸汽供热设备8连接以驱动蒸汽轮机发电设备10通过电力输出至电网11，热解气焚烧锅炉6与低温蒸汽供热设备8连接以驱动低温蒸汽供热设备8向外供给饱和蒸汽9。并且，天然气供给设备7的输出端与热解气焚烧锅炉6的输入端连接，利用天然气供给设备7作为热解气焚烧锅炉6的启动源。进一步的，热解气焚烧锅炉6的出烟口与锅炉尾气净化设备14的进烟口连接，锅炉尾气净化设备14的出烟口与烟囱15连接。
一种根据上述的生物质炭、热、电联产系统的工艺，包括以下步骤：
步骤1、将生物质材料预烘干后在热解炉中进行热解炭化，得到生物炭，从热解炉底部排出至螺旋冷却输送机3，通过螺旋冷却输送机3对生物炭冷却后即可进行生物炭排放。本实施例中，生物质的热解炭化温度为350-600度。
步骤2、步骤1中热解炭化过程中所生成的生物质热解气在热解气引风机1的作用下进入到热解气焚烧锅炉6中进行焚烧，并驱动蒸汽轮机发电设备10通过电力输出至电网11以及驱动低温蒸汽供热设备8向外供给170～190度的饱和蒸汽9。
步骤3、步骤2中热解气焚烧锅炉6焚烧过程所产生的高温烟气经与空气混合后进入热解炉中为其提供热源，热解气焚烧锅炉6过程所产生的多余烟气经锅炉尾气净化设备14由烟囱15排出。
本实施例中，生物质物料通过上料口12分别进入三台生物质热解炉2中进行热解炭化，生成的生物炭从底部落入至螺旋冷却输送机3中，经冷却后由下料口13排出。热解炭化过程中所生成的热解气在热解气引风机1的作用下进入至热解气焚烧锅炉6中，焚烧过程中热解气焚烧锅炉6释放一股高温烟气，经过空气流量电磁阀5处混合一定量的空气，进入至生物质热解炉2中，作为生物质热解过程的热源。
热解气焚烧锅炉6的启动来源于天然气供给设备7，将所有热解气在热解气焚烧锅炉6焚烧。焚烧过程中，配置有两套换热设备：低温蒸汽供热设备8和蒸汽轮机发电设备10。热解气焚烧锅炉6与低温蒸汽供热设备8连接以驱动蒸汽轮机发电设备10通过电力输出至电网11，热解气焚烧锅炉6与低温蒸汽供热设备8连接以驱动低温蒸汽供热设备8向外供给饱和蒸汽9。并且，焚烧过程中所产生的多余烟气经过锅炉尾气净化设备14净化后进入至烟囱15排出。
生物质制炭系统可以将各类型农林废弃物转化为生物炭，同时产生大量的热解气，热解气富含H2、CO和大分子有机物等可燃性组分，作为气体燃料，将其引入到直燃锅炉中焚烧，可起到提高燃烧效率的作用。同时，这些热解气的主要组分均为还原性气体，是一种氮氧化物还原剂，将其在直燃锅炉中焚烧，可起到降低氮氧化物排放的目的。
本专利提出生物质炭、热、电联产系统及其工艺，将各类型林业废弃物等通过热解炭化生产炭粉(或炭块)，同时将剩余的热解气引入到直燃锅炉中焚烧用于发电。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种生物质炭、热、电联产系统，其特征在于，包括多个相互并联的生物质热解模块以及与所述生物质热解模块连接的热解气焚烧模块，所述生物质热解模块包括热解气引风机(1)、生物质热解炉(2)、螺旋冷却输送机(3)、高温烟气风机(4)、空气流量电磁阀(5)，所述热解气焚烧模块包括热解气焚烧锅炉(6)、天然气供给设备(7)、低温蒸汽供热设备(8)、蒸汽轮机发电设备(10)；所述生物质热解炉(2)设有用于上料的上料口(12)，所述生物质热解炉(2)的出料口与所述螺旋冷却输送机(3)的进料口连接，所述螺旋冷却输送机(3)设有用于下料的下料口(13)，且所述生物质热解炉(2)的出气口与所述热解气引风机(1)的进气口连接，所述热解气引风机(1)的出气口与所述热解气焚烧锅炉(6)的进气口连接，所述热解气焚烧锅炉(6)的高温烟气出口与所述高温烟气风机(4)的进气口连接，所述高温烟气风机(4)的出气口与所述生物质热解炉(2)的进气口连接，所述高温烟气风机(4)与所述热解气焚烧锅炉(6)之间设有空气流量电磁阀(5)，且所述热解气焚烧锅炉(6)与所述低温蒸汽供热设备(8)连接以驱动所述蒸汽轮机发电设备(10)通过电力输出至电网(11)，所述热解气焚烧锅炉(6)与所述低温蒸汽供热设备(8)连接以驱动所述低温蒸汽供热设备(8)向外供给饱和蒸汽(9)，且所述天然气供给设备(7)的输出端与所述热解气焚烧锅炉(6)的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的生物质炭、热、电联产系统，其特征在于，所述热解气焚烧模块包括锅炉尾气净化设备(14)和烟囱(15)，所述热解气焚烧锅炉(6)的出烟口与所述锅炉尾气净化设备(14)的进烟口连接，所述锅炉尾气净化设备(14)的出烟口与所述烟囱(15)连接。
3.一种根据权利要求2所述的生物质炭、热、电联产系统的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将生物质材料预烘干后在热解炉中进行热解炭化，得到生物炭，从热解炉底部排出至螺旋冷却输送机(3)，通过螺旋冷却输送机(3)对生物炭冷却后即可进行生物炭排放；
步骤2、步骤1中热解炭化过程中所生成的生物质热解气在热解气引风机(1)的作用下进入到热解气焚烧锅炉(6)中进行焚烧，并驱动蒸汽轮机发电设备(10)通过电力输出至电网(11)以及驱动所述低温蒸汽供热设备(8)向外供给饱和蒸汽(9)；
步骤3、步骤2中热解气焚烧锅炉(6)焚烧过程所产生的高温烟气经与空气混合后进入热解炉中为其提供热源，热解气焚烧锅炉(6)过程所产生的多余烟气经锅炉尾气净化设备(14)由烟囱(15)排出。
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