CN201809316U

CN201809316U - 一种固定床生物质气化发电装置

Info

Publication number: CN201809316U
Application number: CN2010202880164U
Authority: CN
Inventors: 张守军; 鲁万宝; 赵成武
Original assignee: Hefei Debo Bioenergy Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Hefei Debo Bioenergy Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2020-08-04

Abstract

本实用新型涉及一种固定床生物质气化发电装置，属于生物质发电装置领域。本实用新型采用由内外腔组成的固定床气化炉作为燃气生成系统，燃气经过由文丘里除尘器、旋风分离器和水膜除尘器、静电捕焦器组成的多级冷却净化系统处理成洁净燃气，经过风机送入低转速内燃机组进行燃气发电。气化炉和净化设备等都通过水封实现防爆保护，设备安全及可靠性好。本实用新型具有设备结构稳定、加料方便、发电参数平稳等特点。本装置原料适应性广，可以处理多种生物质。

Description

一种固定床生物质气化发电装置

技术领域：

本实用新型属于生物质发电领域，特别涉及生物质固定床气化发电装置。

背景技术：

随着全球能源与环境问题的日益凸显，新能源开发成为一项迫切的任务。生物质能源具有资源丰富、可转换为清洁燃料、是唯一可存储和运输的可再生能源、也是唯一可再生炭源等显著特点，在满足未来社会能源需求，推动社会可持续发展等方面将发挥重要作用。

生物质具体的种类很多，主要指木材、农作物(秸秆、稻草、麦秆、豆秆、棉花秆、谷壳等)、杂草、藻类等。我国的生物质能也极为丰富，可开发为能源的生物质资源达3亿多吨标煤，而随着农业和林业的发展，特别是随着速生炭薪林的开发推广，我国的生物质资源将越来越多，有非常大的开发和利用潜力。

生物质气化发电装置是利用生物质热解和气化技术，原料在气化炉内与空气进行氧化燃烧、还原和热分解等反应，部分原料与空气中的氧进行燃烧，提供还原和热分解反应所需要的能量，大部分原料在高温缺氧状态下进行热分解。将固体低热值生物质在气化炉内转化为高品位的气体燃料，气体经过除尘除焦油等净化工艺后，成为清洁燃气，作为燃气内燃机燃料进行发电。可广泛应用于粮食谷壳、木材加工下角料、造纸废料、烟叶复烤厂的烟筋烟杆以及各种农作物秸秆的废物利用和处理，是节约能源、保护环境、降低生产成本、提高效益的有效手段。

实用新型内容：

本实用新型涉及的生物质固定床气化发电装置具有设备结构稳定、可靠性好、加料比较方便等特点，固定床气化炉保持负压运行，具有操作方便，运行安全可靠，工作稳定性好等优点。生物质燃气热值为4000～6000kJ/Nm³，气化发电效率在18～25％之间。根据各种型号不同特点，固定床气化发电装置在大米加工厂、木材厂及部分农村地区秸秆处理等方面具有广泛的应用前景，能够产生显著的经济效益和环保效益。

本实用新型有3个主要特点：(1)采用固定床生物质气化炉，设备占地面积小，利用普通高度的厂房即可实现设备安装；(2)采用空气作为气化剂，运行成本低；(3)燃气发电机组采用低速机组，设备运行稳定可靠。

一种固定床生物质气化发电装置，由气化炉本体、加料系统、出炭系统、净化系统和燃气稳压系统和发电机组组成，由气化炉外壁、气化炉内壁和齿轮漏灰盘组成气化炉本体；由落料管和可升降布料器组成的加料系统；由水冷灰仓、螺旋输送机、关风机、存灰斗组成的出炭系统；由文丘里除尘器、旋风除尘器、水膜除焦器和静电捕焦器组成的燃气净化系统；由防爆水封、排空烟囱、储气柜组成燃气稳压系统。

气化炉采取半地下安装方式，气化炉顶部距地面距离不得小于2米，防止燃气返窜对人造成伤害，地上部分和地下部分的比例在1～2.5的范围内。气化剂的供给是靠引风机的抽力实现，气化炉运行在负压的条件下。气化炉设有防爆口9，可以阻止燃气回火发生膨胀导致炉腔内由负压变成正压造成的危险，避免把炉内带火的燃料喷出炉体，防爆口用水来密封，插入深度在80～150mm范围。

气化炉齿轮漏灰盘4由耐热合金钢铸成，上面密布直径为25～50mm的漏灰孔，排灰时开动炉底板驱动电机，通过齿轮推动漏灰盘旋转，气化产生的炭灰从漏灰孔落下，达到出炭目的。气化炉齿轮漏灰盘下面是一个锥体水冷灰仓2，水冷灰仓底部设置了螺旋输送机16的入料口。落入螺旋输送机的碳灰由经关风机19进入存灰斗18。

由文丘里除尘器12、旋风分离器13、水膜除尘器14和静电捕焦器20构成多级燃气净化系统，从气化炉出来的燃气在净化系统内进行充分的冷却和去除焦油，经过净化处理的燃气通过风机和气柜稳压后进入内燃发电机24发电。储气柜上游设置排空烟囱22，上面设自动点火装置，实现对燃气品质检测和燃烧，烟囱高度距地面不低于5米。

附图说明

图1为本实用新型结构示意和流程图，

1、气化炉外壁，2、水冷灰仓，3、可升降布料器，4、齿轮漏灰盘，5、电机，6、操作台，7、落料管，8、气化炉内壁，9、防爆口，10、冷却水泵，11、电控箱，12、文丘里除尘器，13、旋风分离器，14、水膜除尘器，15、引风机，16、螺旋输送机，17、关风器，18、存灰斗，19、磅秤，20、静电捕焦器，21、防爆水封，22、排空烟囱，23、储气柜，24、内燃发电机。

图2为齿轮漏灰盘俯视图

具体实施方式：

以下结合附图对本实用新型的实施做详细的介绍。

气化所需要的生物质原料通过落料管7提到气化炉上方，通过布料器3将生物质均匀分布。

进入到气化炉内的生物质原料最初在物料的最上层，即处于干燥区，由于受气化炉内已反应燃料和热气体的传热，生物质原料吸收热量，蒸发出水分，变为干物料。随着物料的消耗，干物料向下移动进行热解，干生物质逐渐分解为炭、不凝性挥发分(可燃气)、可凝性挥发分(焦油)等，生成的炭继续下落到氧化区。炭与气化剂中的氧发生燃烧反应生成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量热量，这些热量保证了气化全过程的顺利进行。反应中没用消耗掉的炭继续下移到还原区，与热解区和氧化区生成的二氧化碳发生还原反应生成一氧化碳，同时炭还与水蒸汽反应生成氢气和一氧化碳。在下吸式气化炉中，气流是向下流动的，并通过炉栅进入外腔，热气体中的焦油流经氧化区时，由于氧化区的温度高，焦油在通过该区时发生裂解，变为可燃气体。所以，下吸式固定床气化炉产生的可燃气体的热值相对较高，且焦油含量低。

气化炉出来的生物质燃气经过由文丘里除尘器12、旋风分离器13、水膜除尘器14和静电捕焦器20组成的多级净化系统进行降温并除去焦油和灰尘，从净化系统处理的洁净燃气经储气柜23稳压后送入内燃发电机24，实现电力输出。气化炉齿轮漏灰盘4由耐热合金钢铸成，上面密布直径为25～50mm的漏灰孔，排灰时开动炉底板驱动电机，通过齿轮推动漏灰盘旋转，气化产生的炭灰从漏灰孔落下，达到出炭目的。气化炉齿轮漏灰盘下面是一个锥体水冷灰仓2，锥体下是螺旋输送机24的入料口。落入输送机的碳灰由输送器经关风机19排出炉外，由气力输送至炭房，经旋风分离器18沉降落入料斗后打包，细小粉尘经分离器23再次沉降后排空。

本实用新型可以适用于多种生物质原料，包括稻壳、秸秆、木屑等，产生的燃气热值为4000～6000kJ/Nm³，气化发电效率在18～25％之间。

Claims

1.一种固定床生物质气化发电装置，由气化炉本体、加料系统、出炭系统、净化系统和燃气稳压系统和发电机组(24)组成，特征在于：由气化炉外壁(1)、气化炉内壁(8)和齿轮漏灰盘(4)组成气化炉本体；由落料管(7)和可升降布料器(3)组成的加料系统；由水冷灰仓(2)、螺旋输送机(16)、关风机(17)、存灰斗(18)组成的出炭系统；由文丘里除尘器(12)、旋风除尘器(13)、水膜除焦器(14)和静电捕焦器(20)组成的燃气净化系统；由防爆水封(21)、排空烟囱(22)、储气柜(23)组成燃气稳压系统。

2.如权利要求1所述固定床生物质气化发电装置，特征在齿轮漏灰盘(4)上面密布漏灰孔，漏灰孔为圆形且大小一致，直径为25～50mm。

3.如权利要求1所述固定床生物质气化发电装置，特征在于排空烟囱(22)上面设自动点火装置。