CN202379954U - 一种可移动一体化高密度生物质燃料制备系统 - Google Patents

一种可移动一体化高密度生物质燃料制备系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种可移动一体化高密度生物质燃料制备系统，包括螺旋给料机、生物质气化炉、旋风分离器、空气预热器、可燃气净化器、引风机、储气柜、燃气内燃机、动力输出轴、发电机、减速器和生物质挤压成型机，生物质原料通过螺旋给料机送入生物质气化炉中气化，产生的可燃气经旋风分离器除尘，再进入空气预热器预热后进入可燃气净化器，净化后的洁净可燃气通过引风机送入储气柜内，燃气内燃机燃烧来自储气柜的可燃气，将生物质燃气的化学能转化为机械能，驱动动力输出轴转动，带动发电机发电，同时通过减速器达到合适转速后驱动生物质挤压成型机制备高密度生物质燃料。同现有成型设备相比，本实用新型实现“零电耗”，能够就地挤压生物质颗粒，运行灵活操作方便，可极大降低生物质燃料储运成本。

Description

一种可移动一体化高密度生物质燃料制备系统
技术领域
本实用新型属于生物质制备技术领域，具体涉及一种可移动一体化高密度生物质燃料制备系统。 
技术背景
当今，日趋突出的能源危机与环境污染问题严重制约了我国经济的发展，特别是“十二五”开始，我国面临着更加严峻的节能减排任务，大力发展可再生清洁能源是解决能源与环境问题的重中之重。生物质能作为一种低硫、低氮以及CO2“零排放”的可再生清洁能源，是解决上述问题最重要的技术途径之一。我国是一个农业生产大国，农业生物质资源丰富。每年的农业生产废弃物产量约为6.5亿吨，到2015年，年产量可达7.3亿吨，可产生12×1015MJ的能量。但生物质资源由于其堆积松散、能量密度低，运输存储占用空间大、成本高，严重地制约了生物质能的大规模应用，为解决上述生物质资源利用的“瓶颈”，可采用将生物质原料制备成高密度生物质燃料技术。目前高密度生物质燃料制备系统主要采用电能驱动生物质挤压机工作，能耗高，效率较低，系统设备需固定电源及工作场所，其经济效益并不乐观。 
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种“零电耗”制备高密度生物质燃料的一体化系统，该系统可安装在卡车等输运设备上，在生物质原产地就地制备高密度生物质颗粒燃料，从而极大降低生物质燃料的储运成本。 
一种可移动一体化高密度生物质燃料制备系统，它包括螺旋给料机1、生物质气化炉2、旋风分离器3、空气预热器4、可燃气净化器6、引风机7、储气柜8、燃气内燃机9、动力输出轴10、发电机11、减速器12和生物质挤压成型机 13，生物质原料通过螺旋给料机1进入生物质气化炉2中气化，产生的可燃气经旋风分离器3除尘后进入空气预热器4换热，再经过可燃气净化器6，净化后的洁净可燃气通过引风机7送入储气柜8内，燃气内燃机9燃烧来自储气柜8的可燃气，将生物质燃气的化学能转化为机械能，驱动动力输出轴10转动，带动发电机11发电，再通过减速器12达到合适转速后驱动生物质挤压成型机13制备高密度生物质燃料。 
所述高密度生物质燃料制备系统中螺旋给料机1可连续送料给气化炉2；旋风分离器3可脱除可燃气化气所携带灰尘和大部分焦油及水分；空气预热器4可预热送风机5送入气化炉2的空气；可燃气净化器6可进一步脱除可燃气化气中未被旋风分离器捕捉的焦油及水分；引风机7克服管道、旋风分离器3及可燃气净化器6所带来的压力损失，并为可燃气化气进入储气柜8提供一定压力；储气柜8稳定提供燃气内燃机9工作所需燃气，并可对燃气起到最终的净化作用；燃气内燃机9提供发电机11以及生物质挤压成型机13做功所需动能；发电机11供给螺旋给料机1、送风机5和引风机7工作所需电能。 
将所述高密度生物质燃料制备系统安放于移动平台15上，移动平台15可放置于卡车等移动设备上，可移动至生物质原产地就地制备高密度生物质燃料。 
所述旋风分离器3为两级旋风分离器。 
本实用新型使用中，生物质原料通过气化炉产生可燃气化气，经过燃气净化装置存储于储气柜，燃气内燃机燃烧储气柜中可燃气化气，将可燃气化气的化学能转化为机械能，驱动动力输出轴转动，带动发电机发电，同时驱动与减速器相连的生物质挤压成型机工作，制备生物质成型颗粒燃料。同现有成型设备相比，本实用新型实现“零电耗”，即可实现CO2“近零排放”，且设备可移动，运行灵活操作方便。 
附图说明
图1为本实用新型系统结构示意图。 
图2为本实用新型可选择的下吸式生物质气化炉结构示意图。 
图3为本实用新型可选择的环模挤压成型机结构示意图。 
其中1、螺旋给料机，2、生物质气化炉，3、旋风分离器，4、空气预热器、 5、送风机，6、可燃气净化器，7、引风机，8、储气柜，9、燃气内燃机，10、动力输出轴，11、发电机，12、减速器，13、生物质挤压成型机，14、挤压成型机进料口，15、移动平台，16、尾气排气口，17、灰斗，18、筛板，19、空气进风口、20、挡板，21、燃气出口，22、环模，23、环模模孔，24、压辊，25、压辊支承轴 
具体实施方式
一种可移动一体化高密度生物质燃料制备系统，包括螺旋给料机1、生物质气化炉2、旋风分离器3、空气预热器4、送风机5、可燃气净化器6、引风机7、储气柜8、燃气内燃机9、动力输出轴10、发电机11、减速器12和生物质挤压成型机13。 
图1中，生物质原料通过螺旋给料机1进入生物质气化炉2中气化，产生的可燃气进入旋风分离器3除尘后进入空气预热器4预热送风机5送入气化炉2的空气，再经过可燃气净化器6，净化后的洁净可燃气通过引风机7送入储气柜8内，燃气内燃机9燃烧来自储气柜8的可燃气，将生物质燃气的化学能转化为机械能，驱动动力输出轴10转动，带动发电机11发电，同时通过减速器12达到合适转速后驱动生物质挤压成型机13制备高密度生物质燃料。所有设备基座均固定在移动平台15上，移动平台15装载在卡车等运输设备上可灵活移动。 
其中点火阶段螺旋给料机1，送风机5和引风机7工作所需电能由卡车等运输设备所携带电源供给，待系统运行稳定后切换至发电机11供电。 
其中生物质气化炉2具体实施方式可选用固定床，流化床和气流床等几种不同气化技术，在此结合一种气化技术（下吸式气化炉）进一步说明，如图2所示，下吸式气化炉分为内腔和外腔，内腔为反应区，外腔主要是净化气化气，并对内腔起到一定保温作用。生物质原料通过螺旋给料机1进入下吸式气化炉内腔，经过干燥区干燥，进入裂解区裂解产生炭及挥发份，部分炭及挥发份在氧化区与空气进风口19进入的氧气发生氧化反应放出气化反应所必须的热量，同时进风口19的氧气经空气预热器4预热。余下没反应的炭进入还原区还原上阶段产生的CO2和水蒸气等，产生CO，H2等可燃气，后通过合金钢筛板18掉入灰斗17，同时产生的可燃气通过合金钢筛板18进入气化炉外腔，通过交错排列的与炉体 具有一定夹角（优选45°）的挡板20，初过滤可燃气中携带的灰尘，水分和焦油等，然后通过燃气出口21排出炉外。本实施方式中生物质气化炉进风管喷头呈“蘑菇状”，可实现均匀送风，优化氧化区燃烧，并可通过调节送风量大小，宽幅地适应不同区域不同种类生物质的气化。 
其中可燃气净化器6具体实施方式为干式净化技术，内装活性炭，可拆卸置换，置换后的活性炭可随生物质原料进入气化炉气化回收利用，对环境无污染。 
其中燃气内燃机9燃烧后的乏气从尾气排气口16排出，尾气排气口16排出的高温气体可作干燥生物质原料，二级空气预热等用途。 
其中生物质挤压成型机13具体实施方式可选用环模、平膜、辊轴、液压等挤压成型机，本实施方式选定生物质环模挤压成型机进一步说明，如图3所示，粉末状生物质原料通过环模挤压机进料口14送入环模挤压机13，主动力输出轴10带动环模22转动，在环模22的驱动下，利用物料分布在环模22和压辊24之间间隙产生的摩擦力，带动压辊24转动，两个压辊24由压辊支撑轴25支撑，压辊24产生的挤压力强行将物料挤入成型模孔23，随着物料不断挤入成型模孔23而最终压缩成棒状，当达到一定长度后由于惯性力及重力影响而自行断裂落入出料口。 

Claims (5)

1.一种可移动一体化高密度生物质燃料制备系统，其特征在于：它包括螺旋给料机(1)、生物质气化炉(2)、旋风分离器(3)、空气预热器(4)、可燃气净化器(6)、引风机(7)、储气柜(8)、燃气内燃机(9)、动力输出轴(10)、发电机(11)、减速器(12)和生物质挤压成型机(13)，生物质原料通过螺旋给料机(1)送入生物质气化炉(2)中气化，产生的可燃气经过旋风分离器(3)除尘后进入空气预热器(4)换热，换热后的可燃气经燃气净化器(6)净化后通过引风机(7)送入储气柜(8)内，燃气内燃机(9)燃烧储气柜(8)内的可燃气，将生物质燃气的化学能转化为机械能，驱动动力输出轴(10)转动，带动发电机(11)发电，并通过减速器(12)达到合适转速后驱动生物质挤压成型机(13)制备高密度生物质燃料。
2.根据权利要求1所述的高密度生物质燃料制备系统，其特征在于：所述生物质气化炉(2)采用固定床或流化床或气流床反应器。
3.根据权利要求1所述的高密度生物质燃料制备系统，其特征在于：所述生物质挤压成型机(13)选用环模、平膜、辊轴、液压挤压成型机中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的高密度生物质燃料制备系统，其特征在于：所述旋风分离器(3)为两级旋风分离器。
5.根据权利要求1所述的高密度生物质燃料制备系统，其特征在于：所述可燃气净化器(6)内填充活性炭。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016078176A1 (zh) * 2014-11-19 2016-05-26 华中科技大学 基于绝热燃烧条件的生物质微米燃料高温清洁燃烧方法
CN115287099A (zh) * 2022-07-03 2022-11-04 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种车载式小型具有生物质气化装置及蒸汽发生器的系统

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