CN201908075U

CN201908075U - 生物质干法气化集中供气系统

Info

Publication number: CN201908075U
Application number: CN2010206403747U
Authority: CN
Inventors: 贝洪毅; 鄂继泉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-03

Abstract

本实用新型涉及一种生物质干法气化集中供气系统，它是由气化炉、除尘系统、冷却净化系统和输配系统所组成，所述的除尘系统包括有负压漩涡除尘器、一级自冷除尘器和二级自冷除尘器，所述的冷却净化系统包括有一级粗净化塔、二级粗净化塔、间接冷却塔、气水分离塔、净化塔、醋液焦油池、循环水池、循环水泵、精细净化器和罗茨风机，所述的输配系统包括有增容输配总管网、分气缸和止回阀，本实用新型具有如下特点：1，气化炉可连续运行；2，生产过程不产生污水；3，系统不设庞大的储气柜；4，燃气质量高；5，设备利用率高，工程投资少，节能环保。

Description

生物质干法气化集中供气系统

技术领域

本实用新型涉及一种大型生物质干法气化集中供气系统，特别是涉及一种能连续生产、生产过程中不产生污水，无需设置庞大的储气柜的生物质干法气化集中供气系统。

背景技术

生物质气化集中供气技术是我国近十几年来兴起的一项新兴技术，已被广泛应用到农村新能源建设及其它领域。该技术涉及气化、冷却、净化、输配四个系统。气化系统是固体生物质转化成可燃气体的装置，目前国内生物质气化炉，均因炉内温度高，炉排易变形损坏以及炉内燃尽积灰不能及时排出而不能连续运行，使设备运转率很低，造成资源浪费；冷却系统目前国内多数都采用循环水直接喷淋工艺。这种工艺虽然冷却效果好，又能把粗燃气中的大部分焦油和灰尘洗掉，但却产生了二次污染—污水。这是制约生物质气化产业发展的瓶颈。而输配系统无论是低压输配还是中压输配工艺，每个气化站均要设置庞大的储气柜，储气柜的作用一是平衡用气量的峰谷，二是因气化炉不能连续制气，必须存储大量燃气以备不制气时使用，所以储气柜必须足够大才能满足用户要求，不仅投资巨大，而且使用中又要经常维护保养。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能连续作业、生产过程不产生污水、无须设置庞大储气柜的生物质干法气化集中供气系统。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

生物质干法气化集中供气系统，是由气化炉、除尘系统、冷却净化系统和输配系统所组成，所述的除尘系统包括有负压漩涡除尘器、一级自冷除尘器和二级自冷除尘器，所述的冷却净化系统包括有一级粗净化塔、二级粗净化塔、间接冷却塔、气水分离塔、净化塔、醋液焦油池、循环水池、循环水泵、精细净化器和罗茨风机，所述的输配系统包括有增容输配总管网和分气缸，

所述的气化炉通过燃气出口管与负压漩涡除尘器相连通，负压漩涡除尘器的顶端通过管道与两级自冷除尘器相连，两级自冷除尘器通过管道与两级粗净化塔相连，间接冷却塔设置有管程和壳程，壳程的下部与二级粗净化塔相连，壳程的上部与气水分离塔相连通，间接冷却塔的管程的入口端通过管道与循环水泵出口相连通，间接冷却塔的管程的出口端通过管道与循环水池相连，气水分离塔的顶端通过管道与净化塔相连通，净化塔通过罗茨风机与精细净化器相连，精细净化器通过止回阀与增容输配总管网相连，增容输配总管网通过管道与分气缸相连，二级粗净化塔、间接冷却塔、净化塔与精细净化器的下部均设置有球阀并通过球阀与醋液焦油池相连，两级自冷除尘器、两级粗净化塔、气水分离塔与净化塔的底部均设置有清灰口。

所述的气化炉包括有炉壳，炉壳内设置有保温层，炉壳的下部内侧上下各焊接有16个沿周向均布的上支撑板和12个沿周向均布的下支撑板，保温层内为空腔体，空腔体内设置有喉型砌管，喉型砌管与上支撑板之间设置有环形的密封圈，下支撑板的上方设置有花板，花板上固定安装有冷风换热器，冷风换热器一端与设置在炉壳外部的冷风过滤器相连，另一端通过管道与设置在气化炉空腔体上部的热风分配器相连，冷风换热器的上方安装有固定水冷炉排，固定水冷炉排的两端分别设置有炉排冷却水入口管和炉排冷却水出口管，炉是冷却水入口管与循环水泵出口相连接，炉排冷却水出口管与循环水池相连通，固定水冷炉排上安装有活动炉排，活动炉排的一端通过联动机构与设置在炉壳外部的清灰装置相连并且通过清灰装置左右移动，冷风换热器的下方设置有挡风圈，炉壳的顶端设置炉盖，炉盖与炉壳通过螺栓连接，炉盖上设置有加料口，炉壳的底部设置有清灰快开门，花板的上方安装有燃气出口管，燃气出口管的一端伸出炉壳外。

所述的间接冷却塔为立式列管换热器。

所述的间接冷却塔的管程为4行程。

本实用新型所具有的优点与效果是：

1、本实用新型生物质干法气化集中供气系统中的气化炉可以连续运行作业，不仅大大提高设备利用率，而且为利用输配管道替代储气柜创造了条件。节省投资，方便管理。同时，气化炉采用热空气做气化剂，提高了炉内温度，加大了热化学反应强度，提高了转化率和燃气质量。

2、本实用新型生物质干法气化集中供气系统中的气化炉能做到每小时不间断产出500-700立方米的燃气，可供500-700户居民随时炊事用气，故不需设置庞大的储气柜，用增容输配总管道代替即可，采用中压环网输配工艺，输配压力为P≤0.09Mpa，不仅可以节省投资，而且因为采用燃气专业的PE管，使用寿命长，不须防腐处理直接埋入地下，不须日常维护保养，可保用50年，安全可靠。

3、本实用新型生物质干法气化集中供气系统运用高温除尘、低温除焦理念，采用多级除尘净化设备和间接冷却器冷却设备，由负压漩涡除尘器、自冷除尘器组成的多级除尘系统可将粗燃气中95%的灰尘除掉，沉降在设备底部，同时可使粗燃气自然冷却。沉降下来的灰尘定期由设备底部的清灰口掏出，可作为良好的农家肥料。不仅很好的解决了燃气净化与冷却问题，而且制气过程不但无污水产生，还能得到有商业价值的化工原料—木醋液和木焦油。

4、本实用新型生物质干法气化集中供气系统设备利用率高，工程投资少，生产过程中不产生污水，节能环保，用途广泛，不仅能集中供气，还可用于集中供暖、供热水、发电。

附图说明

图1为本实用新型生物质干法气化集中供气系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型生物质干法气化集中供气系统的气化炉的剖视图；

图3为本实用新型生物质干法气化集中供气系统的气化炉的俯视图。

图中：气化炉3；负压漩涡除尘器2；一级自冷除尘器1；二级自冷除尘器4，一级粗净化塔5；二级粗净化塔6；间接冷却塔7；气水分离塔8；净化塔9；罗茨风机10；精细净化器11；分气缸12；增容输配总管网13；止回阀14；球阀15；醋液焦油池16；球阀17；球阀18；球阀19；清灰口20；循环水池21；循环水泵22；炉壳313；保温层312；喉型砌管311；密封圈310；活动炉排39；上支撑板38；燃气出口管37；固定水冷炉排36；冷风换热器35；花板34；下支撑板33；挡风圈32；清灰装置317；冷风过滤器31；炉排冷却水入口管361；炉排冷却水出口管362；清灰快开门319；加料口314；炉盖315；热风分配器316；空腔体320；管道38；管道39。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述：

如图1所示，本实用新型生物质干法气化集中供气系统是由气化炉3、除尘系统、冷却净化系统和输配系统所组成，其中：

所述的气化炉3为连续作业气化炉，如图2、3所示，它包括有炉壳313，炉壳313内是由耐火砖砌成的保温层312，炉壳313的下部内侧沿周向上下各焊接有16个均布的上支撑板38和12个均布的下支撑板33，保温层312内为空腔体320，空腔体320内设置有喉型砌管311，喉型砌管311与上支撑板38之间设置有环形的密封圈310，密封圈310的外径与炉壳313的直径相同，密封圈310的内径与喉型砌管311的内径相同，下支撑板33的上方设置有花板34，花板34上固定安装有冷风换热器35，冷风换热器35一端与设置在炉壳313外部的冷风过滤器31相连，另一端通过管道与设置在气化炉空腔体320上部的热风分配器（316）相连，冷风换热器35的上方安装有固定水冷炉排36，固定水冷炉排36的两端分别设置有炉排冷却水入口管361和炉排冷却水出口管362，炉排冷却水入口管361通过管道38与循环水泵22的出口相连接，炉排冷却水出口管362通过管道39与循环水池21相连通，固定水冷炉排36上安装有活动炉排39，活动炉排39的一端通过联动机构与设置在炉壳313外部的清灰装置317相连，并且通过清灰装置317左右移动，冷风换热器35的下方设置有挡风圈32，炉壳313的顶端设置有炉盖315，炉盖315上设置有加料口314，炉壳313的底部设置有清灰快开门319，燃气出口管37位于花板34的上方并且其一端伸出炉壳313外与除尘系统相连。

所述的除尘系统包括有负压漩涡除尘器2、一级自冷除尘器1和二级自冷除尘器4，气化炉3的下部通过燃气出口管37与负压漩涡除尘器2相连通，负压漩涡除尘器2的顶端通过管道与一级自冷除尘器1相连，一级自冷除尘器1的顶端通过管道与二级自冷除尘器4相连, 一级自冷除尘器1和二级自冷除尘器4的底部均设置有清灰口20。

所述的冷却净化系统包括有一级粗净化塔5、二级粗净化塔6、间接冷却塔7、气水分离塔8、净化塔9、醋液焦油池16、循环水池21、循环水泵22、精细净化器11和罗茨风机10，所述的二级自冷除尘器4通过管道与一级粗净化塔5的顶端相连，一级粗净化塔5通过管道与二级粗净化塔6相连，一级粗净化塔5与二级粗净化塔6的底部均设置有清灰口20。间接冷却塔7为一立式列管换热器，设置有管程和壳程，壳程的下部与二级粗净化塔6相连，壳程的上部与气水分离塔8相连通，间接冷却塔7的管程的入口端通过管道与循环水泵22出口相连通，间接冷却塔7的管程的出口端通过管道与循环水池21相连通，气水分离塔8的顶端通过管道与净化塔9相连通，气水分离塔8与净化塔9的底部均设置有清灰口20，净化塔9通过罗茨风机10与精细净化器11相连，二级粗净化塔6、间接冷却塔7、净化塔9与精细净化器11的底部分别设置有球阀19、球阀18、球阀17、球阀15并通过球阀与醋液焦油池16相连。

所述的输配系统包括有增容输配总管网13和分气缸12，所述的精细净化器11通过止回阀14与增容输配总管网13相连，增容输配总管网13通过管道与分气缸12相连。

本实用新型生物质干法气化集中供气系统的工作过程如下：

一、连续作业气化炉：

固体生物质原料从加料口314加入气化炉3内，在缺氧状态下，通过干燥、预热、热解、氧化—还原等复杂热化学反应，转化成粗燃气。固定水冷炉排36通过炉排冷却水入口管361、炉排冷却水出口管362与系统循环水管相连接使炉排得到冷却；活动炉排39放置在固定水冷炉排36上，并能通过清灰装置317左右移动，以便清除炉内燃尽积灰，同时也可被固定水冷炉排36冷却。固定水冷炉排36固定在冷风换热器35上，冷风换热器35固定在花板34上，花板34则由下支撑板33支撑。冷风通过冷风过滤器31滤去灰尘杂物进入冷风换热器35，与从炉内下部出来的高温粗燃气进行热交换，使温度提高变成热风，再通过热风分配器316进入气化炉3，使气化炉3的气化剂温度提高，可提高气化炉热化学反应温度，有利于气化和裂解，大大提高燃气质量。同时，粗燃气从炉底部经冷风换热器35换热降低温度后，通过花板34由燃气出口管37进入下一工序，可降低冷却设备负荷。喉型砌管311的作用是使炉内高温燃烧层上移，降低炉排处温度，这样炉排受热温度降低，可连续运行不变形损坏，又能通过清灰装置317带动活动炉排39左右移动清除炉内燃尽积灰，即可达到气化炉连续作业运行的目的。

二、除尘：

从气化炉3出来的高温粗燃气首先进入除尘系统，经由负压漩涡除尘器2去除粗燃气中较大颗粒的灰尘。经负压漩涡除尘器2除尘后，粗燃气进入两级自冷除尘器1、4，在这里通过迂回碰撞、变速沉降等工艺处理，可将粗燃气中95%的灰尘除掉，沉降在设备底部，同时可使粗燃气自然冷却。沉降下来的灰尘定期由设备底部的清灰口20掏出。可作为良好的农家肥料。

三、冷却净化：

经过除尘处理的粗燃气先进入两级粗净化塔5、6，将粗燃气中的微细灰分和冷凝下来的焦油吸附在填料上，同时底部也有木醋液析出。木醋液在停炉时通过球阀19排入醋液焦油池16。填料也须定期更换。经过粗净化处理的粗燃气进入间接冷却塔7，间接冷却塔7为一立式列管换热器，粗燃气走壳程，由安装在循环水池21内的循环水泵22供给的冷却水走管程，为提高换热系数，管程设计为4行程。粗燃气在这里被冷却至40°C左右。这时，因气体被进一步冷却，气体中的水分和焦油被冷凝，冷却器壳程会有较多的稀焦油产生。但因在这种间接冷却器里，冷却介质和被冷介质是分别走管程和壳程的，故冷却介质水不会被污染，而燃气中冷凝下来的木醋液和焦油通过球阀18放入醋液焦油池16中。被冷却后的粗燃气先经过气水分离塔8去除微细的水滴和油滴，再进入净化塔9，做进一步净化处理。为了确保燃气焦尘含量在10mg/Nm³以下，已经经过多重净化处理的燃气经罗茨风机送入精细净化器11中，在这里通过雾化、撞击等工艺处理，将燃气中计极细杂质微粒分离，再通过高分子立体胶滤膜滤除，便可得到高品位的精燃气，同时燃气在上述设备中被自然冷却到35°C一下进入储气设施增容输配总管道13中。被分离出来的焦油、木醋液和微尘通过球阀15排入醋液焦油池16中。醋液焦油池16中的混合物很容易被分离为木焦油和木醋液，两者都是很好的化工原料。所以本系统在制气过程中不会产生污水，并能得到很有商业价值的化工原料。

四、输配

经除尘、冷却净化处理后的精燃气由罗茨风机10送入增容输配总管道13，并加压到P≤0.09Mpa，总管道的直径与长度根据燃气用户数量算出。燃气输送到各小区或用户群后，由分气缸12分配到用户。

Claims

1.生物质干法气化集中供气系统，其特征在于是由气化炉（3）、除尘系统、冷却净化系统和输配系统所组成，所述的除尘系统包括有负压漩涡除尘器（2）、一级自冷除尘器（1）和二级自冷除尘器（4），所述的冷却净化系统包括有一级粗净化塔（5）、二级粗净化塔（6）、间接冷却塔（7）、气水分离塔（8）、净化塔（9）、醋液焦油池（16）、循环水池（21）、循环水泵（22）、精细净化器（11）和罗茨风机（10），所述的输配系统包括有增容输配总管网（13）和分气缸（12），

所述的气化炉（3）通过燃气出口管（37）与负压漩涡除尘器（2）相连通，负压漩涡除尘器（2）的顶端通过管道与两级自冷除尘器（1、4）相连，两级自冷除尘器（1、4）通过管道与两级粗净化塔（5、6）相连，间接冷却塔（7）设置有管程和壳程，壳程的下部与二级粗净化塔（6）相连，壳程的上部与气水分离塔（8）相连通，间接冷却塔（7）的管程的入口端通过管道与安装在循环水池（21）之中的循环水泵（22）出口相连接，间接冷却塔（7）的管程的出口端通过管道与循环水池(21)相连通，气水分离塔（8）的顶端通过管道与净化塔（9）相连通，净化塔（9）通过罗茨风机（10）与精细净化器（11）相连，精细净化器（11）通过止回阀（14）与增容输配总管网（13）相连，增容输配总管网（13）通过管道与分气缸（12）相连，二级粗净化塔（6）、间接冷却塔（7）壳程、净化塔（9）与精细净化器（11）的下部均设置有球阀并通过球阀与醋液焦油池（16）相连通，两级自冷除尘器、两级粗净化塔、气水分离塔（8）与净化塔（9）的底部均设置有清灰口（20）。

2.根据权利要求1所述的生物质干法气化集中供气系统，其特征在于所述的气化炉（3）包括有炉壳（313），炉壳（313）内设置有保温层（312），炉壳（313）的下部内侧上下各焊接有16个沿周向均布的上支撑板（38）和12个沿周向均布的下支撑板（33），保温层（312）内为空腔体（320），空腔体（320）内设置有喉型砌管（311），喉型砌管（311）与上支撑板（38）之间设置有环形的密封圈（310），下支撑板（33）的上方设置有花板（34），花板（34）上固定安装有冷风换热器（35），冷风换热器（35）一端与设置在炉壳（313）外部的冷风过滤器（31）相连，另一端通过管道与设置在气化炉空腔体（320）上部的热风分配器（316）相连，冷风换热器（35）的上方安装有固定水冷炉排（36），固定水冷炉排（36）的两端分别设置有炉排冷却水入口管（361）和炉排冷却水出口管（362），炉排冷却水入口管（361）与循环水泵（22）的出口相连接，炉排冷却水出口管（362）与循环水池（21）相连通，固定水冷炉排（36）上安装有活动炉排（39），活动炉排（39）的一端通过联动机构与设置在炉壳（313）外部的清灰装置（317）相连并且通过清灰装置（317）左右移动，冷风换热器（35）的下方设置有挡风圈（32），炉壳（313）的顶端设置有炉盖（315），炉盖（315）与炉壳（313）通过螺栓连接，炉盖（315）上设置有加料口（314），炉壳（313）的底部设置有清灰快开门（319），花板（34）的上方安装有燃气出口管（37），燃气出口管（37）的一端伸出炉壳（313）外。

3.根据权利要求1所述的生物质干法气化集中供气系统，其特征在于所述的间接冷却塔（7）为立式列管换热器。

4.根据权利要求1所述的生物质干法气化集中供气系统，其特征在于所述的间接冷却塔（7）的管程为4行程。