CN1800306A

CN1800306A - 以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统及工艺

Info

Publication number: CN1800306A
Application number: CN 200510045290
Authority: CN
Inventors: 董磊; 黄寿祺; 彭武厚; 董玉平
Original assignee: SHANGHAI SHOUQI ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd; SHOUQI POLYSACCHARIDE FOOD INST SHANGHAI; JINAN BAICHUAN TONGCHUANG INDUSTRIAL Co Ltd
Current assignee: Shanghai Shouqi Energy Technology Co., Ltd.
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2025-11-30
Also published as: CN100510006C

Abstract

本发明公开了一种以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统及工艺。它使大米草成为优质能源的最佳原料来源，为人类提供最廉价的清洁能源。它包括大米草气化供气、发电、供热系统，由加料器、气化炉、净化器、分离器、风机、安全装置、内燃机发电机组、控制机构等构成。气化反应炉采用微负压系统自动调节进气量，梯度燃烧反应、气化，炉温提高促进焦油的裂解，炉内反应完全，使燃气热值提高、焦油降低；集喷淋、冲激、降膜吸收和脱湿功能于一体的湿式净化器，净化效率高，一次性无动力排除灰分和焦油等，该净化器是一个全封闭的装置，没有任何气体泄漏点，燃气含氧量低，消除了安全隐患。采用常压燃气专用锅炉进行集中供热、专用燃气内燃机发电。

Description

以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统及工艺

技术领域

本发明涉及一种以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统。

背景技术

大米草属禾本科米草植物，我国在1984年从美国引进。大米草的引进和大面积种植对我国一些沿海地区抵御风浪、保滩护堤、促淤造陆起到了重要作用。但是由于大米草根系发达、繁殖能力极强，大面积、高密度的大米草破坏了近海生物栖息环境，与海带、紫菜、海藻争夺营养，并影响了海水交换能力，引发赤潮，变成了全球性的、被称为“食人草”的害草，对当地的经济和生态带来了巨大灾难，控制、根除大米草生长繁殖，已是当务之急；但是尽管不少地区采取了人工割除、化学防治、综合利用等措施控制大米草，但收效甚微，控制速度远远赶不上大米草的繁殖蔓延速度。大米草发生覆盖面积越来越大，在我国北起辽宁锦西、南到广东电白100多个县(市)的沿海海滩上均有生长，大约2亿亩，其密度为150～2640株/m²，大米草草场一般每公顷年产鲜草15～30吨，高者可达37.5吨以上；面对如此巨大的大米草资源，目前尚缺乏有效途径将其变害为利、变废为宝，使其转变为优质能源。同时，做为农业的大国，我国每年收获后的农作物会产生大量的秸秆，而各种秸秆的利用设备都是各自独立，功能单一的产品，不能形成一个包括气、电、热的综合系统，造成其利用率不高，造成大量浪费。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统及工艺，它具有结构合理，操作方便，无污染，廉价便利等优点。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统，其特征是：它包括大米草气化供气、发电、供热系统，其中供气系统与通过分离器和管道分别与发电和供热系统连接，供电系统则通过循环管路与供热系统连接。

所述气化供气系统由加料器、气化炉、净化器、贮气柜、管网组成，气化炉采用微负压装置自动调节进气量，它与净化器连接；净化器与贮气柜连接，贮气柜则与输配管网连接，输配管网通过干管、支管与用户的管道连接。

所述净化器为全封闭结构，由喷淋室、气液室、降膜吸收室和脱湿室组成，喷淋室上部与进气管连接，其内部安装喷淋装置，在喷淋装置下方是与喷淋室连通的气液室，气液室与降膜吸收室联通，降膜吸收室下部有焦油排污口，其上部与脱湿室联通，脱湿室上部为出气口。

所述降膜吸收室包括一个叶轮机构以及表面带有一薄层液膜的栅板。

所述发电系统包括燃气内燃机，它与发电机连接；燃气通过输气管道输送到燃气内燃机，管道设有过滤、计量设备，燃气经燃气混合器、点火、燃烧驱动内燃机带动发电机发电。

所述供热系统包括常压燃气专用锅炉，它由常压卧式燃气锅炉、换热设备、燃烧器以及电控柜和安全附件、送热管道组成，具有延时吹扫、自动点火、水位控制和温度控制装置。

所述发电系统中燃气内燃机排出的废气和冷却热水，收集后分路通过管道送入供热系统的送热管道。

一种以大米草为原料形成的电、热、气三联供工艺，它包括如下步骤：

a、将处理好的原料经加料器送入气化炉中进行干燥，并使其分解成可燃气体；

b、将可燃气体通过管道送入净化器中进行多级净化处理，除去燃气中的焦油和灰尘并进行冷却，通过风机和安全装置送入贮气柜，贮气柜与输配管网连接，输配管网则通过干管、支管向用户管道供气；

c、贮气柜中的可燃气通过管道送入锅炉中作为燃料燃烧，锅炉则通过送热管道，向用户供热；

d、同时贮气柜还与由燃气内燃机连接，通过燃气内燃机带动发电机进行发电；

e、燃气内燃机排出的废气和冷却热水，收集后分路送入供热系统，加热锅炉。

所述步骤a中，原料处理时，将收割后的大米草全草经晾晒至含水量小于20％，铡成20～50mm的小段，去除其中的沙石等杂物；原料在气化炉中气化时，在缺氧状态下进行加热反应，经热解、氧化和还原反应，使碳、氢等元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体；采用微负压系统自动调节进气量，梯度燃烧反应、气化，炉温提高促进焦油的裂解，炉内反应完全，使燃气热值提高、焦油降低。

所述步骤b中，高温燃气由气化炉通过进气管进入喷淋室，经过喷淋装置喷淋冷却后进入气液室；气液室的燃气在压力的作用下流入液体，产生水气混合流、冲激，从而使气体破碎，与液体充分接触、反应，灰尘被水捕获，焦油气遇水凝结并溶于水中；经初步净化后的气体，再进入液体呈膜状流动的降膜吸收室进一步净化，降膜吸收室由两部分组成，首先带水的气流自下而上吹动叶轮，叶轮依靠离心作用将水分甩到室壁，使水分流回到气液室，气液室内水分是循环流动的，将污浊的液体排除，而后气流流经表面带有一薄层液膜的花岗岩栅板，未除去的灰尘和焦油附着在上面，并汇集到降膜吸收室下部排出；最后，洁净的湿气流向上流动经脱湿室除掉水雾，经过脱湿的燃气由出气口进入输配管道；净化器内的灰分、焦油由排污门排出，污水由管道排入污水池

本发明由加料器、气化炉、净化器、分离器、风机、安全装置、内燃机发电机组、控制机构等构成。气化反应炉采用微负压系统自动调节进气量，梯度燃烧反应、气化，炉温提高促进焦油的裂解，炉内反应完全，使燃气热值提高、焦油降低；集喷淋、冲激、降膜吸收和脱湿功能于一体的湿式净化器，净化效率高，一次性无动力排除灰分和焦油等，该净化器是一个全封闭的装置，没有任何气体泄漏点，燃气含氧量低，消除了安全隐患。采用常压燃气专用锅炉进行集中供热、专用燃气内燃机发电。燃气内燃机排出的废气和冷却热水，收集后分路送入供热系统，加热锅炉，提高系统总效率。

本发明的有益效果为：用气化技术将大米草转化为清洁的可燃气体，实现供气、发电、供热，提供洁净而廉价的能源，到目前为止，国内已有利用大米草制取食品、药物，但用量较少，而规模化、工业化应用尤其对大米草进行气化转化为二次能源的技术较为缺乏。同时本发明还阻止了外来生物入侵，解决了大米草给我国生态和海洋经济带来的破坏，将被称为“食人草”的大米草转化为洁净的二次能源变危害为广利、变恶性草为资源。

本发明不仅可用于大米草，还可用于各种秸秆的处理，避免了浪费，增加了能源的方式。

附图说明

图1为本发明净化器的结构示意图。

其中，1.进气管，2.喷淋室，3.喷淋装置，4.气液室，5.降膜吸收室，6.排污口，7.叶轮机构，8.脱湿室，9.出气口。

具体实施方式

实施例：以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统是由大米草气化供气系统、供热系统、发电系统组成。其中大米草气化供气系统构成为，加料器与气化炉连接，将原料送入气化炉中，气化炉的产气量为400m³/h，它采用微负压系统自动调节进气量，将大米草转换成可燃气，然后通过管道送入净化器。

净化器可采用多级净化，它为一个全封闭结构，由喷淋室2、气液室4、降膜吸收室5和脱湿室8组成，喷淋室2上部与进气管1连接，其内部安装喷淋装置3，在喷淋装置3下方是与喷淋室2连通的气液室4，气液室4与降膜吸收室5联通，降膜吸收室5包括一个叶轮机构7以及表面带有一薄层液膜的花岗岩栅板，降膜吸收室5下部有焦油排污口6，其上部与脱湿室8联通，脱湿室8上部为出气口9。净化后的燃气送入贮气柜，贮气柜则与输配管网连接，输配管网通过干管、支管与用户的管道连接，为用户提供燃气。

同时贮气柜还与燃气内燃机连接为其提供燃气，燃气内燃机与发电机连接；燃气通过输气管道输送到燃气内燃机，管道设有过滤、计量设备，燃气经燃气混合器、点火、燃烧驱动内燃机带动发电机发电。

贮气柜还与常压燃气专用锅炉连接，它由常压卧式燃气锅炉、换热设备、燃烧器以及电控柜和安全附件、送热管道组成，具有延时吹扫、自动点火、水位控制和温度控制功能。

燃气内燃机排出的废气和冷却热水，收集后分路通过管道送入供热系统的送热管道。

本机组产气量400m³/h，大米草用量200kg/h，发电功率50KW/h，供热0.2t常压锅炉，供气户数200户。本机组生产的可燃气体纯度高，含氧量低，焦油含量低，气体热值高，操作方便，无二次污染，实现供气、供热和发电。

上述以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统的工艺，其步骤如下：

a、收割后的大米草全草经晾晒至含水量＜20％，铡成20～50mm的小段，原料不含沙石等杂物；将处理好的原料由加料器输送至气化反应炉内进行干燥，在缺氧状态下加热反应，经热解、氧化和还原反应，使碳、氢等元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体；采用了微负压系统自动调节进气量，梯度燃烧反应、气化，炉温提高促进焦油的裂解，炉内反应完全，使燃气热值提高、焦油降低；

b、可燃气体通过管道被送入净化器中进行多级净化处理，除去燃气中的焦油和灰尘并进行冷却后，通过风机和安全装置送入贮气柜储存。净化器净化的过程为：高温燃气由气化反应炉通过进气管1进入喷淋室2，经过喷淋装置3喷淋冷却后进入气液室4；气液室的燃气在压力的作用下流入液体，产生水气混合流、冲激，从而使气体破碎，与液体充分接触、反应，绝大部分灰尘被水捕获，焦油气遇水凝结并溶于水中；经初步净化后的气体，再进入液体呈膜状流动的降膜吸收室5进一步净化，降膜吸收室由两部分组成，首先带水的气流自下而上吹动叶轮机构7，叶轮依靠离心作用将水分甩到室壁，使水分流回到气液室，气液室内水分是循环流动的，可将污浊的液体排除，叶轮的作用可以防止气流大量带水，而后气流流经表面带有一薄层液膜的花岗岩栅板，未除去的灰尘和焦油附着在上面，并汇集到降膜吸收室下部排出；最后，洁净的湿气流向上流动经脱湿室8除掉水雾，经过脱湿的燃气由出气口9进入输配系统；净化器内的灰分、焦油由排污口6排出，污水由管道排入污水池。该系统是一闭路系统，经物理和生化处理后的污水可循环使用。根据净化气体的温度、成分和对排出气体的纯度要求，可以设置多级净化。该净化器是一个全封闭的集喷淋、冲激、降膜吸收、脱湿于一体的高效湿式净化装置，焦油含量＜20mg/m³，没有任何气体泄漏点，燃气含氧量低于0.8％，无安全隐患。本发明净化效率高，结构简单，灰分一次性无动力排出，用水量较少，而且为闭路系统经物理净化后循环使用不排放；贮气柜中的燃气通过输配管网，经干管、支管、用户引入管、室内管道等送入燃具供炊用或取暖；

c、贮气柜中的可燃气通过管道送入锅炉中作为燃料燃烧，锅炉则通过送热管道，向用户供热；该设备由常压卧式燃气锅炉、换热设备、燃烧器以及电控柜和安全附件组成，具有延时吹扫、自动点火，水位控制，温度控制功能等。

d、贮气柜还与燃气内燃机连接，通过专用燃气内燃机带动发电机进行发电，燃气发电机组接口采用机械强制进气方式，燃气混合器、点火系统以及机组的调速、控制系统，从启动、加载、运行、卸载、停机等全过程均采用自动控制；

e、燃气内燃机排出的废气和冷却热水，收集后分路送入供热系统，加热锅炉，提高系统总效率。

Claims

1、一种以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统，其特征是：它包括大米草气化供气、发电、供热系统，其中气化供气系统与通过分离器和管道分别与发电和供热系统连接，供电系统则通过循环管路与供热系统连接。

2、根据权利要求1所述的以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统，其特征是：所述气化供气系统由加料器、气化炉、净化器、贮气柜、管网组成，气化炉采用微负压装置自动调节进气量，它与净化器连接；净化器与贮气柜连接，贮气柜则与输配管网连接，输配管网通过干管、支管与用户的管道连接。

3、根据权利要求2所述的以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统，其特征是：所述净化器为全封闭结构，由喷淋室、气液室、降膜吸收室和脱湿室组成，喷淋室上部与进气管连接，其内部安装喷淋装置，在喷淋装置下方是与喷淋室连通的气液室，气液室与降膜吸收室联通，降膜吸收室下部有焦油排污口，其上部与脱湿室联通，脱湿室上部为出气口。

4、根据权利要求3所述的以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统，其特征是：所述降膜吸收室包括一个叶轮机构以及表面带有一薄层液膜的栅板。

5、根据权利要求1所述的以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统，其特征是：所述发电系统包括燃气内燃机，它与发电机连接；燃气通过输气管道输送到燃气内燃机，管道设有过滤、计量设备，燃气经燃气混合器、点火、燃烧驱动内燃机带动发电机发电。

6、根据权利要求1所述的以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统，其特征是：所述供热系统包括常压燃气专用锅炉，它由常压卧式燃气锅炉、换热设备、燃烧器以及电控柜和安全附件、送热管道组成，具有延时吹扫、自动点火、水位控制和温度控制装置。

7、根据权利要求1所述的以大米草为原料形成的电、热、气三联供系统，其特征是：所述发电系统中燃气内燃机排出的废气和冷却热水，收集后分路通过管道送入供热系统的送热管道。

8、一种以大米草为原料形成的电、热、气三联供工艺，其特征是：它包括如下步骤：

9、根据权利要求8所述的以大米草为原料形成的电、热、气三联供工艺，其特征是：所述步骤a中，原料处理时，将收割后的大米草全草经晾晒至含水量小于20％，铡成20～50mm的小段，去除其中的沙石等杂物；原料在气化炉中气化时，在缺氧状态下进行加热反应，经热解、氧化和还原反应，使碳、氢等元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体；采用微负压系统自动调节进气量，梯度燃烧反应、气化，炉温提高促进焦油的裂解，炉内反应完全，使燃气热值提高、焦油降低。

10、根据权利要求8所述的以大米草为原料形成的电、热、气三联供工艺，其特征是：所述步骤b中，高温燃气由气化炉通过进气管进入喷淋室，经过喷淋装置喷淋冷却后进入气液室；气液室的燃气在压力的作用下流入液体，产生水气混合流、冲激，从而使气体破碎，与液体充分接触、反应，灰尘被水捕获，焦油气遇水凝结并溶于水中；经初步净化后的气体，再进入液体呈膜状流动的降膜吸收室进一步净化，降膜吸收室由两部分组成，首先带水的气流自下而上吹动叶轮，叶轮依靠离心作用将水分甩到室壁，使水分流回到气液室，气液室内水分是循环流动的，将污浊的液体排除，而后气流流经表面带有一薄层液膜的花岗岩栅板，未除去的灰尘和焦油附着在上面，并汇集到降膜吸收室下部排出；最后，洁净的湿气流向上流动经脱湿室除掉水雾，经过脱湿的燃气由出气口进入输配管道；净化器内的灰分、焦油由排污门排出，污水由管道排入污水池。