CN201429071Y - 烟梗废弃物气化系统装置 - Google Patents

Abstract

一种能持续运行、无二次污染的烟梗废弃物气化系统装置，包括有原料仓，原料仓下端安装有皮带输送机，皮带输送机末端设有提料机，皮带输送机的末端架在提料机料斗的顶部，提料机的出料口通过管道连接有气化炉，该管道上方安装有燃料预热管，气化炉的进料口上端安装有安全放散管，气化炉顶部的另外三侧开有气化炉操作口，气化炉的顶部中心安装有拨料器，拨料器的下端设有平行的拨料板，拨料板下端面垂直固定有靶钉，靶钉的下部为气化炉的气化腔，气化腔的下部安装有垂直于气化炉轴面的翻转炉栅，翻转炉栅的下部中心设有焦油二次裂解斗，焦油二次裂解斗的顶端连接有第一除尘器，焦油二次裂解斗的顶端与第一除尘器上端侧面进气口相连。

Description

烟梗废弃物气化系统装置

技术领域

本实用新型涉及一种将生物质能量转换为蒸汽的系统装置，尤其涉及一种烟梗废弃物气化系统装置。

背景技术

从2001年开始，我国生物质气化技术就进入了推广阶段，户用单体生物质气化炉、生物质气化集中供气装置及工艺已被普遍应用，其运行形式均属于间歇式。生物质流化床发电装置虽然能够连续运行，但对生物质固体燃料颗粒均匀度要求十分严格。烟梗颗粒度不但不均匀，且在生物质热化学反应中干溜后的体积不仅不收缩反而增加了两倍以上。采用现有的固定床生物质气化装置，烟梗在气化炉热化学反应中膨胀系数大，造成了燃料干燥层、干馏层、氧化层、还原层热工况极不稳定，致使各料层随时会出现穿线、搭桥、层穿孔现象，气化后的燃气不但不纯而且含氧量高，运行时间不仅短暂而且劳动强度大。当前，国际国内连续运行的生物质气化装置及工艺均配有清除焦油设备，将＞350°的燃气降到＜35°，既浪费了燃气，携带热能又带来了二次水污染。打叶复烤企业的特性决定了烟梗废弃物量的高度集中，长期自然焚烧不仅造成了能源浪费而且带来了严重的环境污染。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能持续运行、无二次污染的烟梗废弃物气化系统装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种烟梗废弃物气化系统装置，其特征是：包括有原料仓，原料仓下端安装有皮带输送机，皮带输送机末端设有提料机，皮带输送机的末端架在提料机料斗的顶部，提料机的出料口通过管道连接有气化炉，该管道上方安装有燃料预热管，气化炉的进料口上端安装有安全放散管，气化炉顶部的另外三侧开有气化炉操作口，气化炉的顶部中心安装有拨料器，拨料器的下端设有平行的拨料板，拨料板下端面垂直固定有靶钉，靶钉的下部为气化炉的气化腔，气化腔的下部安装有垂直于气化炉轴面的翻转炉栅，翻转炉栅的下部中心设有焦油二次裂解斗，焦油二次裂解斗的顶端连接有第一除尘器，焦油二次裂解斗的顶端与第一除尘器上端侧面进气口相连，焦油二次裂解斗的下部为气化炉的灰腔，灰腔的下部连接有气化炉出灰搅龙、气化炉关风机、气化炉灰斗、气化炉排灰机，构成气化炉出灰通道；气化炉上设有爬梯、操作台、气化炉支脚；焦油二次裂解斗与第一除尘器之间的连接管上安装有负压表，第一除尘器上设有第一除尘器支脚，第一除尘器底部连接有第一除尘器出灰搅龙、第一除尘器关风机、第一除尘器灰斗、第一除尘器排灰机，构成第一除尘器出灰通道，第一除尘器的顶部连接有第二除尘器，第一除尘器的顶部与第二除尘器上端侧面进气口相连，第二除尘器上设有第二除尘器支脚，第二除尘器下部设有排灰阀，第二除尘器的上部连接有燃气引风机，第二除尘器的上部与燃气引风机的进气口相连，燃气引风机的出气口连接有水封转换器，燃气引风机的出气口与水封转换器一侧通过连接管相连，该连接管的一侧设有第一水封泄爆器和水封排空器，水封排空器顶部安装有水封排空器排空管，水封转换器另一侧通过燃气连接管道连接有燃烧器，该段燃气连接管道的一侧设有第二水封泄爆器，第一水封泄爆器、水封排空器、水封转换器和第二水封泄爆器上分别安装有第一水封泄爆器液位计、水封排空器液位计、水封转换器液位计、第二水封泄爆器液位计，其各自的进水管都与上水箱相连，其各自的出水管均流向蓄水池，其各自的进、出水管上均安装有电动蝶阀和手动蝶阀，蓄水池内设有潜水泵，潜水泵的排水管与水箱顶部相连，燃气连接管道在第二水封泄爆器开口的后边安装有电磁阀；燃烧器前端设有燃气配风机。

本实用新型能将烟梗废弃物制成的生物质压块气化后生成热燃气，直接送入锅炉代替煤炭燃烧，解决了目前固定床生物质气化间歇运行和工艺水二次污染的问题。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中拨料器的结构示意图；

图3是图1中拨料器的另一个结构示意图；

图4是图1中灰斗的结构示意图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是图1中旋转炉箅的结构示意图；

图7是图6的B-B剖视图；

图8是图1中焦油二次裂解斗的结构示意图；

图9是图8的俯视图；

图10是图1中出灰搅龙的结构示意图；

图11是图1中第一除尘器的结构示意图；

图12是图1中第二除尘器的结构示意图

附图中：

1、气化炉排灰机    2、气化炉支脚    3、爬梯         4、原料仓

5、皮带输送机      6、提料机料斗    7、提料机       8、灰腔

9、焦油二次裂解斗  10、燃气输气管   11、旋转炉箅    12、气化炉

13、燃料预热管     14、安全放散管   15、负压表      16、气化炉操作口

17、拨料器         18、操作台       19、气化腔      20、气化炉出灰搅龙

21、气化炉关风机          22、气化炉灰斗            23、第一除尘器

24、第一除尘器出灰搅龙    25、第一除尘器排灰机

26、第一除尘器关风机      27、第一除尘器灰斗        28、第二除尘器

29、第二除尘器支脚        30、第一除尘器泄灰阀      31、燃气引风机

32、第一水封泄爆器        33、第一水封泄爆器进水阀  34、水封排空器排空管

35、第一水封泄爆器排水阀  36、水箱                  37、水封排空器进水阀

38、水封排空器            39、水封排空器排水阀      40、蓄水池

41、水封转换器进水阀      42、潜水泵                43、水封转换器

44、第二水封泄爆器进水阀    45、水封转换器排水阀

46、第二水封泄爆器排水阀    47、第二水封泄爆器

48、燃气管      49、电磁阀        50、锅炉房  51、锅炉房燃气报警器

52、微机操作室  53、火焰传感器    54、锅炉    55、燃烧器

56、燃气配风机  57、燃烧器电动阀              58、燃烧器手动阀

59、试火器      60、第二水封泄爆器液位计      61、水封转换器液位计

62、水封排空器液位计        63、第一水封泄爆器液位计

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述：

一种烟梗废弃物气化系统装置，如图1至图12所示，其系统装置主体结构为一套相互关联的设备、设置排列顺序从电动皮带机原料仓4开始，包括有原料仓4，原料仓4下端安装有皮带输送机5，皮带输送机5末端设有提料机7，皮带输送机5的末端架在提料机料斗6的顶部，提料机7的出料口通过管道连接有气化炉12，该管道上方安装有燃料预热管13，气化炉12的进料口上端安装有安全放散管14，气化炉12顶部的另外三侧开有气化炉操作口16，气化炉12的顶部中心安装有拨料器17，拨料器17的下端设有平行的拨料板，拨料板下端面垂直固定有多个靶钉，靶钉的下部为气化炉12的气化腔19，气化腔19的下部安装有垂直于气化炉轴面的多个电动翻转炉栅，翻转炉栅的下部中心设有焦油二次裂解斗9，焦油二次裂解斗9的顶端连接有第一除尘器23，焦油二次裂解斗9的顶端与第一除尘器23上端侧面进气口相连，焦油二次裂解斗9的下部为气化炉12的灰腔8，灰腔8的下部连接有气化炉出灰搅龙20、气化炉关风机21、气化炉灰斗22、气化炉排灰机1，构成气化炉出灰通道；气化炉12上设有爬梯3、操作台18、四个气化炉支脚2；焦油二次裂解斗9与第一除尘器23之间的连接管上安装有负压表15，第一除尘器23上设有四个第一除尘器支脚，第一除尘器23底部连接有第一除尘器出灰搅龙24、第一除尘器关风机26、第一除尘器灰斗27、第一除尘器排灰机25，构成第一除尘器出灰通道，第一除尘器23的顶部连接有第二除尘器28，第一除尘器23的顶部与第二除尘器28上端侧面进气口相连，第二除尘器28上设有四个第二除尘器支脚29，第二除尘器28下部设有排灰阀，第二除尘器28的上部连接有燃气引风机31，第二除尘器28的上部与燃气引风机31的进气口相连，燃气引风机31的出气口连接有水封转换器43，燃气引风机31的出气口与水封转换器43一侧通过连接管相连，该连接管的一侧设有第一水封泄爆器32和水封排空器38，水封排空器38顶部安装有水封排空器排空管34，水封转换器43另一侧通过燃气连接管道连接有燃烧器55，该段燃气连接管道的一侧设有第二水封泄爆器47，第一水封泄爆器32、水封排空器38、水封转换器43和第二水封泄爆器47上分别安装有第一水封泄爆器液位计63、水封排空器液位计62、水封转换器液位计61、第二水封泄爆器液位计60，其各自的进水管都与上水箱相连，其各自的出水管均流向蓄水池，其各自的进、出水管上均安装有电动蝶阀和手动蝶阀，蓄水池内设有潜水泵，潜水泵的排水管与水箱顶部相连，燃气连接管道在第二水封泄爆器47开口的后边安装有电磁阀49；燃烧器55前端设有燃气配风机56。在锅炉房内燃气管上安有电动蝶阀、手动蝶阀和试火器。在锅炉生物质燃气燃烧器的前端设有燃气配风机，锅炉内装有火焰传感器，锅炉房内安装了燃气报警器，微机联通各设备电机、电动阀电源，触摸屏幕按设定程序远程操作系统装置运行。

由所述的系统装置实现的烟梗废弃物气化生产工艺，气化生产的工艺步骤如下：

1)运行前准备：

(1)备足原料仓原料，做到开机即可上料；

(2)打开电控箱总开关接通电源，打开供气管电磁阀；

(3)检查泄爆水箱、蓄水箱水位，不足时按设定水位添加后关闭；

(4)认定试火器关闭；

(5)认定锅炉燃气燃烧器关闭；

(6)检查各出灰系统有无灰渣滞留或箱、管损坏，保证各出灰系统通畅无泄漏；

(7)检查旋转炉箅状况，保证炉箅形体完好，以免旋转炉箅变形造成炉内料层穿孔影响燃气质量；

(8)检查各手动、电动阀开关有无失灵、线路虚连，确保其反应灵敏开关到位；

(9)启动各个电机设备，确保全部转动灵活，随后将其关闭；

(10)将准备好的生物质均匀铺在旋转炉箅上，不得少于200mm厚；

(11)检查真空压力表，判定其反应灵敏度；

(12)将水封排空器水位降低380mm水柱、水封排空转换器水位提高380mm水柱，使机组运行处于排空状态；

2)烟梗气化、供气：

(1)按顺序启动皮带输送机、提料机、拨料器，将含水量不超过18％的烟梗投入气化炉，当烟梗燃料高度约达400-500mm时暂停上料；

(2)将上好的底料展平并铺实，再将事先准备好的软引火柴均匀的铺在料面上；

(3)启动燃气引风机，初始频率设定为12赫兹；

(4)点燃易燃生物质后投入炉中引燃引火柴；

(5)用操作锄拨动火种使炉中引火柴全部点燃底料料面后，重新启动皮带输送机、提料机、拨料器继续投料；

(6)当燃气引风机运行3min后，打开试火器点着燃气，认定试火器火焰饱满、火苗稳定后，打开燃烧器进气阀，同时打开燃气配风机；

(7)将水封排空转换器水位降低380mm水柱、水封排空器水位提高380mm水柱，使机组处于运行供气状态，开始向锅炉供应燃气；

(8)在第二次上料的同时，观察压力表，负压低时适度加大燃气引风机频率；

(9)料层高度超过拨料器平料板后，启动旋转炉箅落灰，启动出灰搅龙、关风机、排灰机出灰；

(10)根据气化炉温度传感器显示的炉内热工状况、试火器显示的燃气质量、灰渣反应的烟梗燃烧的程度，调整燃气引风机、皮带输送机、旋转炉箅频率至机组产供气最佳状态后设定；

3)气化供气结束：

(1)停止气化供气前，提前给气化炉投最后一次料后关闭拨料器，炉内燃料继续气化，当判定试火器火苗不稳定后，将水封排空器水位降至机组运行排空状态，将水封排空转换器水位升至机组运行排空状态；

(2)关闭锅炉房燃烧器进气阀和燃气配风机；

(3)将电磁阀处于停电状态；

(4)如机组下次启动不超过24h；

a、将燃气引风机频率降至5赫兹，5min后关闭；

b、关闭出灰搅龙、关风机、排灰机；

c、清理掉落在料斗周边的原料；

d、清理关风机及现场灰渣；

e、关闭各电机及燃气管道上的电动蝶阀；

f、关闭微机及电控箱电源总开关；

(5)如机组下次启动时间间隔过长：

a、将皮带输送机料斗原料全部投入气化炉并逐次关闭皮带输送机、提料机、拨料器；

b、待炉内燃料气化结束后，将燃气引风机频率降至5赫兹；

c、调节旋转炉箅频率，用操作铲清除旋转炉箅上的灰渣后关闭旋转炉箅；

d、关闭燃气引风机；

e、待气化炉、第一除尘器灰渣清除后，关闭清灰系统各电机，清除第二除尘器灰尘后关闭泄灰门。

本实用新型是一种烟梗废弃物气化在锅炉中应用系统装置，各设备电机、电动阀电源均与微机联通，并按装置设计产气量要求设定运行程序，建立了烟梗废弃物气化在锅炉中应用微机操作系统。气化炉的顶部中心装有电动拨料器，拨料器的下端设有平行拨料板，拨料板下端面垂直固定着多个靶钉，靶钉插入炉内燃料中；气化炉内燃料在热化学反应中自然分为四层，上端是干燥层，向下依次是干馏层、氧化层、还原层，还原层的下端设有多个电动翻转炉栅。气化炉灰腔底部连接电动出灰搅龙、电动关风机、灰斗、排灰机，构成气化炉出灰通道。第一除尘器底部连接电动出灰搅龙、电动关风机、灰斗、排灰机，构成第一除尘器出灰通道。第二除尘器底部设有排灰阀。燃气引风机的出气口与锅炉生物质燃气燃烧器连接管道上一侧设有第一水封泄爆器和第二水封泄爆器。第二水封泄爆器开口的后边燃气管道上安有电磁阀，在锅炉房内燃气管上安有电动蝶阀、手动蝶阀。在锅炉生物质燃气燃烧器的前端设有配风风机，锅炉内装有火焰传感器，锅炉房内安装了燃气报警器。

本实用新型除尘后的燃气由引风机直接送入锅炉，无降温、净化设施。

本实用新型的优点如下：

1、微机联通各设备电机、电动阀电源，触摸屏幕，可按设定程序远程操作系统装置运行，不仅实现了系统操作电气化，而且极大地降低了劳动强度。

2、拨料器既能保证炉内料面始终保持水平又能在其靶钉随着拨料器旋转的作用下及时破坏燃料结焦，克服了燃料因膨胀系数大、炉内料面不平整、料层不实造成的各料层随时出现的穿线、搭桥、穿孔现象，降低了劳动强度；还原层的下端设有翻转炉栅，翻转炉栅及时清除还原层燃料燃尽的灰渣，按照设计的产气量与气化炉进料量匹配，一进一出稳定地保证了系统的连续运行。

3、气化炉出灰通道的设置和第一除尘器出灰通道的设置只排灰而不向气化炉和第一除尘器反气，为烟梗废弃物气化在锅炉中应用系统装置的连续安全运行提供了保障。

4、气化炉上部设有安全放散阀，燃气引风机的出气口与锅炉生物质燃气燃烧器连接管道上一侧设有第一水封泄爆器和第二水封泄爆器。燃气管道在第二水封泄爆器开口的后边安有电磁阀，锅炉房内安装了燃气报警器。当突然停电时，电磁阀会立即停止向锅炉房供气，第一水封泄爆器和第二水封泄爆器即刻溢出管内超压水位的水并自动排出超压的部分燃气；锅炉房内燃气空间含量如果超过3mg/m³，燃气报警器就会及时报警。以上设置确保了运行安全。

5、除尘后的燃气直接送入锅炉，燃气的温度＞350°，加上燃气热值＞5000kj，不仅实现了烟梗代替煤炭能量转换，而且降低了烤烟成本，变废为宝，杜绝了烟梗焚烧对大气的污染。

6、不设燃气降温、净化设施，即无二次水污染。

本实用新型能将烟梗废弃物及其他农作物秸秆或林业废弃物制成的生物质压块气化后生成热燃气直接送入锅炉代替煤炭燃烧的系统装置；同时本实用新型还解决了目前固定床生物质气化间歇运行和工艺水二次污染的问题。

本实用新型不仅能以烟梗为燃料，而且还能以秸杆压块、碎木块为燃料，应用于烤烟业、药业、制糖业、林业及其他生物质资源丰富的单位和区域，转换率＞80％，无有害气体排放。

本实用新型是直接利用烟梗废弃物或稻壳、果壳、木块、木屑、生物质密度块或经粉碎加工后的各种农作物秸秆为燃料，代替煤炭供应热源，克服了流化床对燃料颗粒度苛刻的要求，解决了固定床仅限于间歇运行的难题，且热煤气直接为锅炉提供热源，既节能又环保。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型采用固定床下吸式气化形式，烟梗通过提料机投入气化炉，在燃气引风机的作用下，空气自炉内料面吸入，地火点燃了燃料，气化炉内的燃料自然形成热化学反应，燃料经过干燥层即蒸发了燃料中的水分，吸收热量，温度在300°左右，经过干馏层，温度升到450°左右，部分焦油分解成气体，经过氧化层，氧气在这里烧完，生成CO2，同时放出大量的热量，温度高达1000°左右，进入还原层，CO2及H2C在这里还原成CO和H2，进行吸热反应，温度降至800°左右，穿过落满炽热炭的焦油二次裂解漏斗，气体中的焦油不仅得到进一步裂解，也为CO和H2生成CH4创造了条件。拨料器将提料机连续向气化炉投入的燃料摊平，并用向下的多个固定靶钉耕犁料层，既能保证料面进氧的稳定性，又能及时解决各料层随时出现的穿线、搭桥、穿孔问题，还原层的下端设有翻转炉栅，翻转炉栅能及时清除还原层燃料燃尽的灰渣，破坏燃料结焦的可能。高温燃气经过两道除尘后直接送入锅炉，以气代煤，既提高了燃气热能利用率，又降低了能源转换成本。气化炉出灰通道的设置和第一除尘器出灰通道的设置只排灰而不向气化炉和第一除尘器反气，为本装置连续运行提供了保障。

Claims (1)

1、一种烟梗废弃物气化系统装置，其特征是：包括有原料仓(4)，原料仓(4)下端安装有皮带输送机(5)，皮带输送机(5)末端设有提料机(7)，皮带输送机(5)的末端架在提料机料斗(6)的顶部，提料机(7)的出料口通过管道连接有气化炉(12)，该管道上方安装有燃料预热管(13)，气化炉(12)的进料口上端安装有安全放散管(14)，气化炉(12)顶部的另外三侧开有气化炉操作口(16)，气化炉(12)的顶部中心安装有拨料器(17)，拨料器(17)的下端设有平行的拨料板，拨料板下端面垂直固定有靶钉，靶钉的下部为气化炉(12)的气化腔(19)，气化腔(19)的下部安装有垂直于气化炉轴面的翻转炉栅，翻转炉栅的下部中心设有焦油二次裂解斗(9)，焦油二次裂解斗(9)的顶端连接有第一除尘器(23)，焦油二次裂解斗(9)的顶端与第一除尘器(23)上端侧面进气口相连，焦油二次裂解斗(9)的下部为气化炉(12)的灰腔(8)，灰腔(8)的下部连接有气化炉出灰搅龙(20)、气化炉关风机(21)、气化炉灰斗(22)、气化炉排灰机(1)，构成气化炉出灰通道；气化炉(12)上设有爬梯(3)、操作台(18)、气化炉支脚(2)；焦油二次裂解斗(9)与第一除尘器(23)之间的连接管上安装有负压表(15)，第一除尘器(23)上设有第一除尘器支脚，第一除尘器(23)底部连接有第一除尘器出灰搅龙(24)、第一除尘器关风机(26)、第一除尘器灰斗(27)、第一除尘器排灰机(25)，构成第一除尘器出灰通道，第一除尘器(23)的顶部连接有第二除尘器(28)，第一除尘器(23)的顶部与第二除尘器(28)上端侧面进气口相连，第二除尘器(28)上设有第二除尘器支脚(29)，第二除尘器(28)下部设有排灰阀，第二除尘器(28)的上部连接有燃气引风机(31)，第二除尘器(28)的上部与燃气引风机(31)的进气口相连，燃气引风机(31)的出气口连接有水封转换器(43)，燃气引风机(31)的出气口与水封转换器(43)一侧通过连接管相连，该连接管的一侧设有第一水封泄爆器(32)和水封排空器(38)，水封排空器(38)顶部安装有水封排空器排空管(34)，水封转换器(43)另一侧通过燃气连接管道连接有燃烧器(55)，该段燃气连接管道的一侧设有第二水封泄爆器(47)，第一水封泄爆器(32)、水封排空器(38)、水封转换器(43)和第二水封泄爆器(47)上分别安装有第一水封泄爆器液位计(63)、水封排空器液位计(62)、水封转换器液位计(61)、第二水封泄爆器液位计(60)，其各自的进水管都与上水箱相连，其各自的出水管均流向蓄水池，其各自的进、出水管上均安装有电动蝶阀和手动蝶阀，蓄水池内设有潜水泵，潜水泵的排水管与水箱顶部相连，燃气连接管道在第二水封泄爆器(47)开口的后边安装有电磁阀(49)；燃烧器(55)前端设有燃气配风机(56)。

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