CN203769872U - 生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置 - Google Patents

Abstract

由分离塔、产酸塔、产甲烷塔、好氧塔、微生物回收塔、地热换热塔、回灌井、取水井、生物质燃气锅炉、生物质气化锅炉、汽轮发电机、冷疑塔、热回收塔、空分制氧机、等离子除尘器、中央电子控制器分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。该装置采用生物质低温生物化学反应工艺，生物质可再生燃料气化低碳燃烧工艺，可再生地热能利用工艺。以三种生物质可再生能量源为能源，实现可混合、可调节、可互补、可储存、可再生、智能化方式发电供热。其污染物质综合排放量比传统煤碳、石油发电供热设施减少99％。其发电供热成本是传统方式发电供热成本的1/3，即发电每千瓦时(度)人民币0.17元，供热每平方米人民币6元。

Description

生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置

技术领域

本发明实用新型涉及一种发电供热装置。 

背景技术

电能、热能是优质的二次能源是消耗大量一次能源转换而来的，是实现工业化现代化提高人类社会生活水平的必需条件和物质保障。 

在发电供热生产中，通常将燃料(煤炭、石油、天然气、核原料)投入锅炉燃烧产生蒸汽先推动汽轮发电机发电，然后余热为城市采暖供热。煤炭、石油、天然气是一次性不可再生的矿物能源，形成它要经过距今200万至上亿年时间。近两个世纪，人类大规模开发利用煤炭石油发展电力工业，使人类进入了工业化、现代化社会，同时也产生了全球关注的气候变暖，能源短缺，环境污染，公众健康受到损害的问题，为此人类社会已经付出了巨大代价，影响了社会的可持续发展。因此开发利用清洁环保、节能高效、绿色生态、安全低碳生物质可再生能源，已成为人类社会的共识。 

目前世界人口在增长，城市建设在发展，全球6000个城市中超过1000万人口的大城市发电容量达到1000兆瓦(1兆瓦＝1000000瓦)，每年(6000小时)燃烧消耗优质煤炭大于350-400万吨，约300万吨标煤(TCE)。采暖供热1.2亿平方米，供热能量6850万GJ，每年冬季150天燃烧消耗优质煤炭大于300-450万吨。由于传统燃煤发电供热锅炉热效率低，排因温度高，带走损失的热能量多，锅炉蒸气温度的提高，受到材料制造方面的限制，以及需要大量冷却水，大量的煤炭、煤灰的运输和人工。同时向城市大气环境中排放有害污染物SO₂15万吨，煤烟20万吨，煤灰100万吨，以及所产生的大量废热，有害温室气体CO₂、Nno、Co。因此传统燃煤发电 供热方式存在的问题是：能源利用综合热效率低，转换发电供热损失大，消耗不可再生矿物质能源多，发电供热成本高，城市大气环境污染严重，治理难度大，危害公众健康，已经不再适应大规模现代化城市建设的绿色低碳、节能减排、可持续发展。因此开发利用清洁环保、节能高效、绿色生态、安全低碳、生物质可再生能源混合化、低碳化、生态化、智能化、能源可再生现代实用新型生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，已成为人类社会实现可持续发展重要而紧迫的课题。 

目前，人类社会应当如何开发利用新能源，如何解决新能源在发电采暖供热生产开发利用中存在的问题。首先人类社会对目前日益减少的全球剩余储量石油和煤炭资源和日益增长的城市化发展所需用电能量和热能量以及危害城市大气环境有害气体污染物质和温室气体CO₂的排放。对所开发利用的新能源燃料的要求是：广泛存在于全球自然界-生物圈内，经济上可开发、可收集、可再生、可大规模生产和应用，其技术难度和生产应用成本要低于目前的矿物质能源：煤炭、石油、天然气、核原料。做为新能源发电供热燃料的贮存、运输、加工转换要与传统燃料同样安全、方便、低污染，主要技术性能燃烧发热量(热值)要相当于传统能源燃料。 

对新能源发电供热装置的要求是：技术工艺简单实用，安全、高效、节能、低污染、低排放，建设投资要低于传统发电供热设施。 

发明内容

生物质是太阳能通过光合作用生成的有机物，是能量和氢的双重载体，储存的能量为碳氢化合物的碳-氢键能。生物质由C、H、D、N、S元素组成，其中H元素的质量占6％，即每千克生物质可以产生0.672M³H₂，占其物质总能量的40％。 

地热能是太阳能以外的一种自然能源。是由长寿命放射性同位素进行的热核反应与地球物质中放射性元素衰变产生的热能量。在距离地表面以 下3000米深部温度为90-105℃，即浅层低温地热源，热能储存在热水中，部分储存在岩石的骨架中，温度梯度为2.5-3℃/100m，每立方公里含有热能量(热储)相当于1亿桶石油所含热能量(BOE)。 

本发明实用新型的目的在于提供一种生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。该生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，将有机生物质(城市管道生活污水与有机厨余垃圾废弃物)，经过热交换由4℃经烟气加热至38℃，经过细菌微生物转化为可溶性挥发酸类甲烷基质，再由甲烷细菌微生物将甲烷基质转化为甲烷CH₄沼气，与生物质燃料气投入锅炉燃烧产生热蒸汽，推动汽轮发电机发电；经过好氧处理后的中水一部分由超临界水氧化反应器氧化处理后，进入锅炉补充冷凝水，另一部分送往地下热场(地热田)吸收地热能量后返回地面加热汽轮发电机做功发电后排出的泛气冷凝水至90℃，送往锅炉继续加热产生蒸汽，形成热能再生循环。同时在中央电子控制器控制调解下，按用户电能、热能实际消耗量或功率，控制投入锅炉燃烧的生物质燃料，并且在电能用户和热能用户耗能低谷时段将热能量送往地下储存，用电用热高峰时取出地下热能量补充发电采暖供热。 

结合附图1本发明实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：由分离塔1、产酸塔2、产甲烷塔3、好氧塔4、微生物回收塔5、地热换热塔6、回灌井7、取水井8、生物质燃气锅炉9、生物质气化锅炉10、汽轮发电机11、冷凝塔12、热回收塔13、空分制氧机14、等离子除尘器15、中央电子控制器16分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。 

结合附图2分离塔1由进水口17、出水口18、排气口19、浓缩液出口20通过塔体21分别连成一体组成分离塔。按照上述装置，生活污水靠水泵压力由切线方向进入分离塔，由于悬浮颗粒和污水质量不同，在高速 旋转运动时所受到的离心力大小不同，质量大的被甩到外圈，质量小的留在内圈，通过不同出口，将其分离排出。其中上清液通过管道送往热回收塔，分离后的浓缩液通过管道送往产酸塔。 

结合附图3产酸塔2由进料活门22、出料活门23、进水口24、出水口25、排气口26通过塔体27分别连成一体组成产酸塔。 

按照上述装置，将粉碎的有机生活厨余垃圾废弃物与分离塔分离出的浓缩液投入产酸塔(产酸生化反应器)与经过加热到38℃上清液搅拌混合(干发酵)，被发酵性细菌分泌的胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨基酸和脂肪酸，之后被微生物吸收利用。发酵性细菌将上述可溶性物质吸收进入细胞后，经发酵作用将其转化为乙酸、丙酸、丁酸、脂肪酸和醇及氢、二氧化碳、硫。其反应过程为： 

(C₆H₁₀O₅)n+n H₂D→n(C₆H₁₂ D₆) 

2 C₆ H₁₂ D₆→CH₃COOH+CH₃CH₂COOH+CH₃CH₂COOH+3CD₂+3H₂

其中蛋白质含量直接影响产气中氨及硫化氢的含量，氨基酸分解时生成的有机酸可转化为甲烷、二氧化碳和水。 

发酵性细菌将有机物分解发酵后产生的有机酸和醇类，必须由产氢产乙酸菌，将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳，其反应过程为： 

CH₃CH₂CH₂COOH+2H₂O→CH₃COOH+CO₂+3H₂

CH₃CH₂CH₂COOH+2H₂O→2CH₃COOH+2H₂O 

CH₃CH₂OH+H₂O→CH₃COOH+2H₂O 

CH₃CHOHCOOH+H₂O→CH₃COOH+CO₂+2H₂

耗氢产乙酸菌分别利用H₂+CO₂生成乙酸，或代谢糖类产生乙酸。 

其反应式为：2CO₂+4H₂→CH₃COOH+2H₂O 

C₆H₁₂O₆→3CH₃COOH 

产酸反应后的浓缩液送往产甲烷塔。 

结合附图4产甲烷塔3由进水口28、出水口29、沼气出口30、导流管31、填料32通过塔体33分别连成一体组成产甲烷塔。 

按照上述装置，在产甲烷塔(产甲烷消化器)，产甲烷菌包括食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌，它们在厌氧条件下，将前面细菌代谢终产物，在没有外源受氢体的工况下把乙酸和H₂/CO₂转化为气体产物CH₄/CO₂，其反应生成甲烷的自由能为： 

H₂/CO₂：4H₂+CO₂→CH₄+2H₂O 

4HCOOH→CH₄+3CO₂+2H₂O 

4CH₃→3CH₄+CO₂+2H₂O 

CH₃COOH→CH₄+CO₂

其中，经过产甲烷塔反应后的生物质水与生物质沼气，分别送往好氧塔。 

结合附图5好氧塔4由进水口34、出水口35、出水口36、排气口37、氧气进口38、塔板39通过塔体40分别连成一体，组成好氧塔。 

结合附图6好氧塔内通用超临界水氧化反应器41。 

按照上述装置，经产甲烷塔排出的生物质水进入好氧塔(耗氧生化反应器)与进入好氧塔的氧气，经过塔板间填料进行氧化生化反应转化为38℃中水，经过微生物回收塔之后，其中一部分送往超临界水氧化反应器41，氧化为纯净水送往锅炉补充冷凝水，一部分送入地下热场(地热田)吸收地下热能量。 

好氧生物反应塔，是在有氧的作用下，借助好氧微生物，包括兼性微生物，其中由好氧菌包括兼性菌的作用下进行。污水中的溶解性有机物质通过细菌的细胞壁和细胞膜而为细菌体所吸收，固体的和胶体的有机物质先附着在细菌体外，由细菌所分泌的胞外酶分解为可溶解物质再渗入细胞内。细菌通过自身的生命活动进行氧化、还原，合成过程，把一部分有机 物质转化为生物体所需要的营养物质，组成新的细胞物质。于是细菌逐渐生长繁殖，产生更多的细菌体。其他微生物摄食营养物质后，在体内也发生相同的生物化学反应，进行有机物质的好氧分解反应。 

生物膜是使细菌好氧微生物和原生动物，反生动物，好氧微型动物体附着的物料载体-填料上进行生长繁殖，形成生物膜。污水通过与膜的接触，水中的有机污染物质转为营养液被膜中生物体摄取，从而使污水得到净化。其中生物膜是高度亲水性物质，外侧表面存在一层附着水层。附着在水层的有机物质由于微生物的氧化作用，浓度比流动水层中低，因此由于传质作用，流动层中的有机物质扩散转移到附着水层，然后进入生物膜内，通过微生物的代谢活动而被降解，使流动水层得到净化。空气中的氧溶解于流动水层中，通过附着水层传递给生物膜，供微生物呼吸作用。微生物代谢有机物的产物沿着相反方向，从微生物膜经过附着水层进入流动水层排走。气态产物又从水层逸出进入空气中。 

曝气的作用是向液相供给溶解氧，并起搅拌和混合作用。污水与溶解氧有效地接触，空气中的氧以微小气泡形式逸出并在混合液中扩散。氧转移到液体中，使混合液体强烈扩散、混合、搅拌。液面与空气中氧接触，产生水跃，发生空气更新，氧转移。传质和扩散过程物质在界面两侧的浓度差为：

转移到塔中的理论总氧量为：R₀＝K_La(20)Cs(20)V 

实质转移到塔中的总氧量为：R＝RrV 

氧转移效率为： $\mathrm{EA}=\frac{R_o}{S}\×100\%$

充氧量为： $G_S=\frac{R_o}{a3\mathrm{EA}}\×100\%$

好氧状态的溶解氧浓度为1-2mg/L。 

好氧塔生物流态化以砂、石、活性炭、焦炭、颗粒材料为载体，其上附着生物膜充氧污水自下而上以一定速率流动，载体处于流化状态，强化了生物膜和污水的接触时间，生物膜与污水充分接触而降解有机物质。载体颗粒流态化是由上升水流以及气流经过颗粒层产生压力降而造成的使单位体积滤床通过的载体面积提高，其原理为生物流化床处理污水。为提高生物膜法的处理效率，以砂、石、无烟煤、活性炭为生物膜载体，污水自下而向上流过载体层呈流动状态，在单位时间内加大了生物膜同污水的接触面积和充分供养条件，利用填料沸腾状态强化污水生物处理过程的构筑物——好氧塔。 

按照上述装置，在通用超临界水氧化反应器41，生物质或污水随温度、压力的变化，呈现固态、液态、气态三态之间互相转化的温度和压力为三相点。超临界水氧化是利用超临界水作为介质来氧化分解有机物质，所用氧化剂为空气或氧气。在超临界水氧化过程中，由于超临界水对有机物和氧气是极好的溶剂，因此有机物质的氧化在富氧的均一相中进行，高温反应温度400-600℃，使反应速率加快，在几秒钟对有机物质达到很高的破坏效率，有机废弃物在超临界水中进行的氧化反应为： 

有机化合物+O₂→CO₂+H₂O 

有机化合物中杂原子→酸、盐、氧化物 

酸+NaOH→无机盐 

超临界水氧化反应完全彻底，有机碳转化为CO₂，氢转化为水，卤素原子转化为卤化物离子，硫、磷分别转化为硫酸盐和磷酸盐。氮转化为硝酸 根和亚硝酸根离子或氮气。同时在氧化过程中，释放大量的热，其反应可以自己维持热量。 

结合附图7微生物回收塔5，由进水口42、出水口43、出水口44、膜组件45通过塔体46分别连成一体组成微生物回收塔。 

按照上述装置，经过好氧塔处理后的生物质水进入装有膜组件-聚偏氟乙稀PVDF超微滤膜组时活性污泥中微生物絮体和大分子有机物质被分离返回好氧塔或产甲烷塔，使好氧塔或产甲烷塔内获得高生物质浓度，微生物污泥浓度为8000-15000mg/L，延长有机固体物质的停留时间，提高了微生物对有机物质的氧化分解效率，使中水出水水质提高，不排出污泥，抗冲击能力强。 

结合附图8地热换热塔6由地热水进口47、地热水出口48、冷凝水进口49、冷凝水出口50、冷凝水管51、供热水进口52、供热水出口53、供热水管54上述各部分分别通过塔体55连成一体组成地热换热塔。 

按照上述装置，冷凝水或供热水与地下热水在地热换热塔内进行热量的交换，低温冷凝水或低温供热水被地热水加热，其加热方式为表面式换热器-热交换器。 

表面式换热器(间壁式换热器)在表面式换热器中，冷热流体被壁面隔开，分别在壁面两侧流动，在换热过程中，两种流体互不接触，热量由热流体通过壁面传递给冷流体。 

根据能量守恒定律，在换热无损失时，换热器内冷流体吸收的热量应等于热流体放出的热量，φ₁＝φ₂＝φ 

其中热流体放出的热量为：φ₁＝qm₁C₁(t₁′-t₁″) 

冷流体吸收的热量为：φ₂＝qm₂C₂(t₂′-t₂″) 

qmIC₁(t₁′-t₁″)＝qm₂C₂(t₂′-t₂″) 

换热器的热平衡方程为： 

在换热器内，冷热两流体温度沿换热面的变化与其自身的热容量成反比。流体的热容量越大，其温度变化越小；反之亦然。 

在实际中由于冷热流体通过固体壁进行热量交换，除流体发生相变时会保持温度不变，换热器中热流体的温度从入口到出口是沿程降低，冷流体的温度从入口到出口是沿程升高，即冷热流体沿换热面流动时，温度不断发生变化。因此换热器传热式为：φ＝KAΔ tm 

结合附图9生物质燃气锅炉9由进水口56、出水口57、水冷壁58、低温过热器进水口59、低温过热器出水口60、低温过热器组61、高温再热器进水口62、高温再热器出水口63、高温再热器组64、生物质燃气燃烧器65、烟气出口66、控制活门67上述各部分分别通过炉体68连成一体组成生物质燃气锅炉。 

按照上述装置，生物质燃气和空气经过燃烧器在炉膛内迅速燃烧后放出大量热量，使炉膛火焰的温度迅速提高，炉膛四周及顶部布置的辐射受热面里面的工质(水、汽)吸收炉内热量，以保持炉膛内腔温度不超标。在炉内燃烧后形成的高温烟气经炉膛出口进入烟道与布置在顶部烟道的受热面进行热交换，使烟气不断放出热量，温度逐涉降低，最后低温烟气经出口送往热回收塔。 

由泵送入锅炉的给水(冷凝水)，经过高压加压后进入热回收塔，吸收锅炉尾部排放烟气的热能量后进入水冷壁，水在水冷壁中吸收高温火焰和烟气的辐射热能，使部分水蒸发变成饱和蒸气，从而在水冷壁内形成高温汽水混合物，向上流动经过汽水分离，分离出的水继续循环，分离出的饱和热蒸汽送入低温过热器、高温再热器加热，最后达到高温热要求的过热蒸汽通过管道进入汽轮机做功发电。 

结合附图10生物质气化锅炉10由氧气进口69、生物质燃气出口70、炉栅71、出灰机72、生物质进料器73通过炉体74分别连成一体组成生物质气化锅炉。 

按照上述装置，生物质燃料进入炉内，所处环境温度的升高，其中主要物质纤维素、半纤维素和木质素高分子化合物开始分解，在热解反应过程中，高分子化合物的链被打碎，一部分转变成挥发分折出，另一部分转变成固体碳参与还原反应。热解产生的挥发分是一种混合气体-多种碳氢化合物，一部分在常温下冷凝成焦油，一部分直接做为气体燃料，即生物质燃气，其热裂解过程如下式： 

生物质→H₂+CO+CO₂+H₂O+CH₄+CnHm+焦油+炭 

其中焦油发生二次裂解反应： 

焦油→H₂+CO+CO₂

在气化炉内氧化反应为： 

C+O₂→CO₂，ΔH＝-408.177KJ/moI 

2C+O₂→2CO，ΔH＝-246.037KJ/moI 

其反应速率与反应中各物质浓度间的关系表示为幂函数式为： 

＝KC^a _AC^BBC^Y _C

上述过程中给水量、生物质燃料的投放量与热空气、氧气、水蒸气的投入量由中央电子控制器依据用电电力负荷(功率)热能需求量可调解、可互补、可储存、智能化方式进行。 

结合附图11汽轮发电机11由高压转子75、中压转子76、低压转子77、高压进气口78、高压排气口79、中压进气口80、中压排气口81、低压进气口82、泛汽出口83、高中压缸84、低压缸85、发电机86。上述各部经机械、轴、轴承与外壳分别连成一体组成汽轮发电机。 

按照上述装置，汽轮发电机是以蒸汽为工质，利用其热能做功的旋转 式原动机。蒸汽在汽轮机内流动的过程中，将蒸气携带的热能转变为动能，然后将动能转变为旋转轴输出的机械功，即蒸汽在汽轮机内的流动过程中完成热能到机械功的转变。 

汽轮机中蒸汽流动的通道为流通部分，由系列叶栅组成，固定在静止部件上的叶栅为静叶栅，固定在转动部件上的叶栅为动叶栅。喷嘴叶栅将蒸汽的热能转换为动能，动叶栅将蒸汽的动能转化为机械功。汽轮机中蒸汽动能到机械能的转换，通过蒸汽的冲动来实现的，当运动的物体受到一个静止的或运动速度较低的物体阻碍时，对阻碍物体产生的作用力为冲动力。运动物体质量越大，受阻前后的速度矢量变化越大，则冲动力越大。在冲动力作用下，阻碍运动的物体速度发生改变，则阻碍物体就做出了机械功。在汽轮机中，当蒸汽在喷嘴中获得高速动能后，从喷嘴中流出，进入动叶。高速蒸汽流流过动叶栅时，其动量发生改变，从而对动叶栅产生冲动力。冲动力做功是蒸汽在动叶流道中不膨胀，动叶流道不收缩，蒸汽将喷嘴中获得的动能转变为机械功。 

其冲动做功为：P₁＝P₂，Δhb＝0，Δhn^*＝Δht^*

其反动度为： $\mathrm{\Ωm}=\frac{\mathrm{\Δhb}}{\mathrm{\Δht}*}=\frac{\mathrm{\Δhb}}{\mathrm{\Δhn}*+\mathrm{\Δhb}}$

蒸汽作用在动叶上的力为： 

$F_b{F}_s=\mathrm{ma}=\frac{m(C_2-C_1)}{\mathrm{\ζ}}=G(C_2-C_1)$

方向相反的反作用力为： 

F＝-F_b＝G(C₁-C₂)+F_s

蒸汽对动叶栅的合力为：

按朗肯循环原理，蒸汽经进气口进入汽轮机内，蒸汽在每一级中膨胀 加速，将热焓变为动能，即蒸汽压力和温度降低，形成高速气流，冲压动叶片，推动转子旋转。蒸汽经动叶流到折转进入下一级静叶，再一次膨胀加速推动叶轮直至末一级叶片出来排入冷凝器，在此过程中实现蒸汽的热能转换为机械能。 

结合附图12冷凝塔12由泛气进口87、冷凝水出口88、冷却水进口89、冷却水出口90、冷却水管91、水环抽气机92、阴极保护器93通过塔体94分别连成一体组成冷凝塔。 

按照上述装置，冷凝塔为大型表面式换热器，冷却工质与蒸汽被冷却表面隔开互不接触，其运行时，冷却水从冷却水进口进来，通过冷却水管进入回水室，向上折转经过上半部分冷却水管流向冷却水出口；低温蒸汽由泛气进口进来经过冷却水管之间的缝隙往下流动，向管壁放出热量，而冷却凝结为冷凝水，其作用是在汽轮机排气口处建立并维持一定的真空，使蒸汽在膨胀到一定的冷凝器压力，以提高汽轮机的可用焓降，将更多的焓量转变为机械功；同时将汽轮机的排气冷却凝结为冷凝水，再重新返回锅炉，作为补给水，参与热力循环中。 

冷凝塔总传热系数K[W/Cm².℃]的计算式为： 

K＝4070β_mβ_wβ_iβ_zβ_d(BTN计算法) 

(HEI计算法) 

由蒸汽侧至冷却水侧的传热为： 

$K=\frac{1}{R}=\frac{1}{\mathrm{Rs}+\mathrm{Rm}+\mathrm{Rw}}=\frac{1}{\frac{1}{n_s}+\frac{\mathrm{do}}{2_{\mathrm{\λ}}}1n\frac{\mathrm{do}}{d_i}+\frac{1}{\mathrm{hw}}\frac{\mathrm{do}}{d_i}}$

结合附图13热回收塔13由烟气进口95、烟气出口96、进气口97、出气口98、空气预热器99、冷凝水进口100、冷凝水出口101、冷凝水管102、供热水进口103、供热水出口104、供热水管105、污水进口106、污水出口107、污水管108通过塔体109分别连成一体组成热回收塔。 

按照上述装置，热回收塔为汽液式热交换器，是利用锅炉尾部烟气的热量加热污水、冷凝水、供热水，将热量传给污水、冷凝水、供热水。热交换器可降低烟气温度，减少排烟热损失，提高锅炉热效率。其工作是水在蛇形管内自上而下流动，烟气在管外空间自下而上横向冲刷管壁，使热烟气与污水、供热水、空气或氧气成逆向流动，增大传热平均温度差，有利于对流传热，以实现烟气与水、气之间的热量交换。水在蛇形管内自上而下流动便于启动时管内排除空气，避免局部氧气腐蚀，防止运行时产生蒸汽造成汽塞。烟气在管外自下而上流动，使热烟气与水、气成逆向流动，增大传热平均温度差，有利于对流传热。 

结合附图14空分制氧机14由空压机110、过滤器111、干燥器112、吸附塔113、氧压机114、储气塔115通过管道分别串并联连接成一体组成空分制氧机。 

按照上述装置，在变压吸附空分制氧机(PAS)，当混合气体(空气)和吸附剂(分子筛)组成一个吸附体系(吸附相)时，由于相界面与相内部的组成不同，相界面处的成分产生富集(浓缩)，吸附剂表面对气体分子的吸附作用是由于其表面的分子或原子存在着剩余的表面引力场。当气体分子运动到接近吸附剂表面时，其上的分子与气体分子相互作用而产生吸附。被吸附的气体分子为吸附质，它重新返回相的过程为解吸(脱附)。在分子筛吸附剂表面，由于具有多晶面和缺隐面等活性中心与被吸附的气体分子接触时，其中气体分子就在分子筛表面上富集或浓缩，称为吸附。当温度和吸附质浓度一定时，分子筛表面活性中心被一定量的气体分子所占据，吸附达到平衡，此时分子筛需要再生。分离出的氧气分别送往生物质气化锅炉、好氧塔、等离子除尘器。 

结合附图15等离子除尘器15由烟气进口116、烟气出口117、等离子正电极118、等离子负电极119、催化剂120、烟气通道121通过外壳体122 分别连成一体组成等离子除尘器。 

按照上述装置，由热回收塔排出的低温烟气进入等离子除尘器烟气通道，在等离子体火焰流作用下，烟气中有害物质、氧气、水蒸汽混合与催化剂进行催化裂化反应生成单体物质二氧化碳和水之后排入大气。 

结合附图16中央电子控制器16由硬件与软件构成，由电子控制单元ECU输入电路接口、输出电路接口，各种传感器，控制模块执行元件组成的硬件部分，由支配电子控制单元(ECU)的各种程序、数据采集、数据计算、数据处理、数据储存、输出控制、系统监控、系统自诊断组成软件部分。通过电子电路将硬件部分分别联结成一体与软件相互配合构成中央电子控制器。 

通过电路和无线传输将分离塔、产酸塔、产甲烷塔、好氧塔、微生物回收塔、地热换热塔、回灌井、取水井、生物质燃气锅炉、生物质气化锅炉、汽轮发电机、冷凝塔、热回收塔、空分制氧机、等离子除尘器中的传感器、数据采集模块、电动电磁阀、机械驱动电路、开关电路分别与中央电子控制器连成一体。 

生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，由分离塔1、产酸塔2、产甲烷塔3、好氧塔4、微生物回收塔5、地热换热塔6、回灌井7、取水井8、生物质燃气锅炉9、生物质气化锅炉10、汽轮发电机11、冷凝塔12、热回收塔13、空分制氧机14、等离子除尘器15、中央电子控制器16分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是：通过管道将分离塔出水口18与热回收塔污水进口106连接；通过管道将热回收塔污水出口107与产酸塔进水口24连接；通过管道将产酸塔出水口25与产甲烷塔进水口28连接；通过管道将产甲烷塔出水口29与好氧塔进水口34连接；通过管道将好氧塔出水口35、出水口36分别与微生物回收塔进水口42连 接；微生物回收塔出水口43分别与产甲烷塔进水口28、好氧塔进水口34连接；微生物回收塔出水口44与回灌井7连接；通过管道将地热换热塔地热水进口47与取水井8连接；地热换热塔地热水出口48通过管道与回灌井7连接；通过管道将地热换热塔冷凝水进口49与冷凝塔冷凝水出口88连接；通过管道将地热换热塔冷凝水出口50与热回收塔冷凝水进口100连接；通过管道将热回收塔冷凝水出口101与生物质燃气锅炉水冷壁进水口56连接；通过管道将生物质燃气锅炉水冷壁出水口57与高温再热器进水口62连接；通过管道将高温再热器出水口63与汽轮发电机高压进气口78连接；通过管道将高压排气口79与生物质燃气锅炉低温过热器进水口59连接；通过管道将低温过热器出水口60与气轮发电机中压进气口80连接；通过管道将中压排气口81与低压进气口82连接；通过管道将泛气出口83与冷凝塔泛气进口87连接；通过管道将城市集中供热回水管与地热换热塔供热水进口52连接；通过管道将城市集中供热热水管与地热换热塔供热水出口53连接；通过管道将城市集中供热回水管与热回收塔供热水进口103连接；通过管道将城市集中供热热水管与热回收塔供热水出口104连接；通过管道将城市集中供热回水管与冷凝塔冷却水进口89连接；通过管道将城市集中供热热水管与冷凝塔冷却水出口90连接；通过管道将产甲烷塔沼气出口30与生物质燃气锅炉生物质燃气燃烧器65连接；通过管道将生物质气化锅炉生物质燃气出口70与生物质燃气锅炉生物质燃气燃烧器65连接；通过管道将生物质燃气锅炉烟气出口66与热回收塔烟气进口95连接；通过管道将空分制氧机氧气出口分别与生物质气化锅炉氧气进口69、好氧塔氧气进口38、等离子除尘器烟气进口116连接；通过管道将热回收塔烟气出口96与等离子除尘器烟气进口116连接。 

产酸塔2包括四面封闭的矩形塔体27，顶部有排气口26，塔体上部一侧有进水口24，下部一侧有进料活门22，另一侧有出料活门23，底部有 出水口25。 

产甲烷塔3包括上、下端封闭的圆筒形塔体33，顶部有沼气出口30，底部有进水口28，上部一侧有出水口29，塔体内垂直安放圆筒形导流管31，导流管内安放填料32，其中填料由聚乙烯树脂、碳、铁、磷、钾、陶土矿物质，钠、锌、镍、钴、钼、锰微量无素，发泡剂，增塑剂，稳定剂组成的原料，经搅拌、混合、冷却加入单螺杆聚乙烯发泡颗粒挤出机挤出，冷却成圆球体，表面布满微孔的球形填料。 

地热换热塔6包括四周封闭的矩形塔体55，顶部有地热水出口48，底部有地热水进口47，下部有冷凝水进口49，冷凝水出口50，冷凝水管51，上部有供热水进口52，供热水出口53，供热水管54。 

生物质燃气锅炉9包括周边封闭的圆筒形炉体68，底部有生物质燃气燃烧器65，顶部有烟气出口66，下部安放水冷壁58与两侧进水口56连接，上部与两侧出水口57连接，上部有高温再热器组64分别与高温再热器进水口62、高温再热器出水口63连接，顶部有低温过热器组61，分别与低温过热器进水口59、低温过热器出水口中60连接，顶部有控制活门67与炉体连接。 

生物质气化锅炉10包括周边封闭的圆筒形炉体74，下部一侧有氧气进口69，内部有炉栅71，底部有出灰机72，顶部有生物质进料器73，一侧有生物质燃气出口70。 

热回收塔13包括周边封闭圆筒形塔体109，底部有烟气进口95，顶部有烟气出口96，塔体内下部有空气预热器99分别与进气口97、出气口98连接，中部有冷凝水管102分别与冷凝水进口100、冷凝水出口101连接，上部有供热水管105分别与供热水进口103、供热水出口104连接，顶部有污水管108分别与污水进口106、污水出口107连接。 

有益效果 

本发明生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。以三种生物质可再生能量源(城市污水有机垃圾厨余废弃物、生物质燃料、地热能)为能源，在以计算机为核心的中央电子控制器控制下，使能量源或燃料的投放量，依据终端用户消耗电能量或热能量的实际需求，实现可混合、可调节、可互补、可储存、可再生、智能化方式发电供热。解决了单一能量源比能量小，不能满足大城市、地区电能和热能用户对电能量、热能量的巨大需求问题。解决了传统能量源(煤炭、石油、天然气、核原料)发电供热生产中能源(燃料)的投放量，不能与终端电能、热能用户对电能量、热能量需求量同步浪费能源(燃料)的问题。 

本发明生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。采用生物质低温生物化学反应工艺，生物质可再生燃料气化低碳燃烧工艺，可再生地热能利用工艺。生物质可再生能源混合化开发利用，可使自然环境中二氧化碳CO₂的存在总量实现了平衡化、生态化、低碳化、能量可再生即能量源取自自然界中太阳能与绝色生物光合作用而固定的碳，其利用后碳回归自然界，即不增加碳的存在总量，也不减少碳的存在总量。同时与地热能相结合，其污染物质综合排放量比传统煤碳、石油发电供热设施减少99％，低于核能发电供热设施的碳排放量。所产生的固体生物质灰是煤碳火力发电所产生的固体煤灰的1/60，富含钾元素全部返回农田再生利用，不产生固体废弃物质。同时城市生产生活产生的污水、低温废热有机厨余生物质垃圾废弃物利用后达到无害化、减量化、转化为中水在发电供热生产中再生回用。在实际中，每利用1万吨生物质比燃煤发电供热减少二氧化碳CO₂温室气体排放量1.4万吨，二氧化硫有害气体排放量减少40吨，有害烟霾排放量减少100吨。 

生物质可再生能源在城市发电供热生产中的开发利用，使城市用电供热实现了生态化、低碳化、智能化、现代化、无烟化、能量可循环可再生。 即开发利用了太阳能与绿色生物光合作用所产生的生物质能量与自然界存在的地热能量源，适应了自然界客观正常发展的规律，对自然界的自然发展进程和地质的自然进化演变不产生影响，从而保护了人类生存的环境-生物圈。 

本发明生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。解决了现代化大规模城市发展中发电供热实现绿色低碳、节能减排的难题，解决了大规模城市化大气污染的难题，保障了大众的身心健康，减少了城市人口治病救医误工误学给社会发展造成的损失。免除了消耗不可再生的矿物质化石能源煤炭、石油、天然气、核原料及其污染源。免除了消耗大量的城市生活用水。免除了传统发电供热生产中大规模的煤炭、煤灰的人工运输。免除了开发利用地下深部高温热源而产生的局部地震地质灾害。本发明开发利用浅层低温地下热源，发电供热成本比传统煤炭、石油、天然气、核原料发电供热成本减少60％。其发电供热成本是传统方式发电供热成本的1/3，即发电每千瓦时(度)人民币0.17元，供热每平方米人民币6元。 

本发明生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。被开发利用的地下热能量占发电供热总利用热能量的60％，被开发利用的生物质燃料所产生的热能量占发电供热总利用热能量的33％，被开发利用的生活污水低温废热有机厨余废弃物产生的热能量占发电供热总利用热能量的7％。其发电供热装置总体建设投资是核能发电供热、水力发电供热、地热能发电供热、太阳能发电供热设施总体建设投资的1％，是传统煤炭火力发电供热、石油发电供热、天然气发电供热设施总体建设投资的1/10。 

附图说明

图1生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置结构原理图。 

图2生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中分离塔结构原理图。 

图3生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中产酸塔结构原理图。 

图4生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中产甲烷塔结构原理图。 

图5生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中好氧塔结构原理图。 

图6生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中好氧塔内通用超临界水氧化反应器结构原理图。 

图7生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中微生物回收塔结构原理图。 

图8生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中地热换热塔结构原理图。 

图9生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中生物质燃气锅炉结构原理图。 

图10生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中生物质气化锅炉结构原理图。 

图11生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中汽轮发电机结构原理图。 

图12生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中冷凝塔结构原理图。 

图13生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中热回收塔结构原理图。 

图14生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中空分制氧机结构原理图。 

图15生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中等离子除尘器 结构原理图。 

图16生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置中中央电子控制器结构原理图。 

具体实施方式

结合附图2分离塔1包括上、下端封闭的圆筒形塔体，顶部有排气口，塔体上部一侧有进水口，上部另一侧有出水口，底部有浓缩液出口。 

结合附图3产酸塔2包括四面封闭的矩形塔体，顶部有排气口，塔体上部一侧有进水口，下部一侧有进料活门，另一侧有出料活门，底部有出水口。 

结合附图4产甲烷塔3包括上、下端封闭的圆筒形塔体，顶部有沼气出口，底部有进水口，上部一侧有出水口，塔体内垂直安放圆筒形导流管，导流管内安放填料，其中填料由聚乙烯树脂、碳、铁、磷、钾、陶土矿物质，钠、锌、镍、钴、钼、锰微量元素，发泡剂，增塑剂，稳定剂组成的原料，经搅拌、混合、冷却加入单螺杆聚乙烯发泡颗粒挤出机挤出，冷却成圆球体，表面布满微孔的球形填料。 

结合附图5好氧塔4包括上、下端封闭的圆筒形塔体，顶部中心有排气口，底部中心有进水口，上部两侧分别有一出水口、下部一侧有氧气进口，塔体内安放多层塔板，塔板间分别放置填料，填料包括活性炭填料、碎石填料，粗细沙填料，由城市建筑废弃物制成的块状填料，球形填料。 

结合附图6通用超临界水氧化反应器41，通过管道将好氧塔出水口36与生物质燃气锅炉一个再热器进水口，再热器出水口与反应容器进料口连接。 

结合附图7微生物回收塔5由四周封闭的矩形塔体，顶部一侧有进水口，另一侧有出水口，塔体内安放PVPF超微滤膜组件，下部一侧有出水口。 

结合附图1回灌井7由ZJ30/1700，石油钻机，采用螺杆钻具与PDC 钻头钻井3000米，回灌井直径200mm；取水井8由ZJ40/2250石油钻机，采用空气锤与空气锤钻头，钻井2000米时，转换采用直径114mm三相交流电源，功率13KW热溶岩钻头由铠装电缆供电，钻井至3000米。 

结合附图8地热换热塔6由四周封闭的矩形炉体，顶部有地热水出口，底部有地热水进口，下部有冷凝水进口，冷凝水出口，冷凝水管，上部有供热水进口，供热水出口，供热水管。 

结合附图9生物质燃气锅炉9由周边封闭的圆筒形炉体，底部有生物质燃气烧烧器，顶部有烟气出口，下部安放水冷壁与两侧进水口连接，上部与两侧出水口连接。上部有高温再热器组，分别与高温再热器进水口，高温再热器出水口连接。顶部有低温过热器组，分别与低温过热器进水口，低温过热器出水口连接。顶部有控制活门与炉体连接。 

结合附图10生物质气化锅炉10由周边封闭的圆筒形炉体，下部一侧有氧气进口，内部有炉栅，底部有出灰机，顶部有生物质进料器，一侧有生物质燃气出口。 

结合附图11汽轮发电机11由静止部分(静子)与转动部分(转子)组成。静子由沿蒸汽流运动方向外径尺寸逐渐扩大两端封闭的长圆筒型高中压缸(外壳)，与沿蒸汽流动方向外径尺寸逐渐扩大两端封闭的圆筒形低压缸(外壳)连接组成。高中压缸中部有高压进气口与中压进气口，一侧有高压排气口，另一侧有中压排气口，低压缸中部有低压进气口，下侧有泛气出(低压蒸汽排气口)，气缸体为单层结构或双层结构，气缸体内有静叶栅(喷嘴隔板)组组成固定部分。 

转子由长圆柱型高中压转子与长圆柱型低压转子通过长圆柱型轴连接组成，转子与叶轮、动叶栅(动叶片)连接组成高中压转子组与低压转子组，高中压转子动叶片圆周尺寸沿蒸汽流运动方向逐渐扩大，低压转子动叶片圆周尺寸沿蒸汽流运动方向逐渐扩大或平行，高中压部分为无中心孔 整段转子，低压部分为套装转子。 

通过轴瓦式轴承将高中压转子、低压转子与高中压缸、低压缸分别连成一体。通过管道将泛气出口与冷凝塔泛气进口连接。 

通过管道将高压进气口与生物质燃气锅炉中高温过热器组蒸汽出口、高压排气口与生物质燃气锅炉中再热器组进气口，中压进气口与生物质燃气锅炉中再热器出口，中压排气口与低压进气口分别连成一体。 

通过联轴器将汽轮机轴动力输出端与发电机轴动力输入端连成一体。 

结合附图12冷凝塔12由四周封闭的矩形塔体，顶部有泛气进口，底部有冷凝水出口，塔体下部一侧有冷却水(供暖水)进口，塔体上部一侧有冷却水(供暖水)出口，塔体内两端垂直安放管板，管板间连接多支圆柱形冷却水管，上部一侧通过电路与通用阴极保护器连接，下部一侧通过管道与通用水环抽气机进气口连接。 

结合附图13热回收塔13由周边封闭的圆筒形塔体，底部有烟气进口，顶部有烟气出口，塔体内下部有空气预热器分别与进气口、出气口连接，中部有冷凝水管分别与冷凝水进口、冷凝水出口连接，上部有供热水管分别与供热水进口、供热水出口连接。顶部有污水管分别与污水进口、污水出口连接。 

结合附图14空分制氧机14由空压机、过滤器、干燥器、吸附塔、氧压机、储气塔通过管道分别串并联连接成一体，组成通用变压吸服空分制氧机(PSA)。 

结合附图15等离子除尘器15由烟气进口、烟气出口、等离子正电极、等离子负电极、催化剂、烟气通道、外壳组成通用等离子除尘器。 

结合附图16中央电子控制器16，中央电子控制器由硬件与软件构成；由电子控制单元ECU，输入电路接口、输出电路接口、各种传感器、控制模块、执行元件组成硬件部分。由支配电子控制单元的各种程序、数据采 集、数据计算、数据处理、数据存储、输出控制，系统监控、系统自诊断组成软件部分。通过电子电路将硬件各部分分别联结成一体与软件相互配合构成中央电子控制器。 

其中ECU电子控制单元由GAN总线、A/D转换器、I/O定时器、串口RS232(液晶显示器相连)，USB接口(将数据保存到USB存储设备中)。ECU带有内置电源电路，提供5V稳压电源，保证微处理器、接口电路电压的稳定。输入电路、输入信号由模拟信号、数字信号、(开关信号)，脉冲信号，其中模拟信号经过A/D变换器转换成数字信号后通过ECU中电压电路产生的5V电压进行转换，转换为微处理器接受和处理的信号。微处理器是ECU的核心，由微处理器中央处理器CPU、存储器(RAM/POM/EPROM/EEPROM)、I/O接口、定时器/计数器，通讯接口、A/D和D/A功能器件组成。ECU所使用的是在KeilcI66的集成环境进行编译、仿真、调试。借助于CI66单片机具有的Boot load功能，可以把用Keil编译好的可执行程序代码下载到ECU的程序存储器Fiash中。 

CPU为32位，对整个ECU的控制进行数据的计算处理，信号的检测监控，信息的存储和管理信号的输出和反馈，以及自诊断多采用集中控制。输出电路，由显示器驱动电路，电磁线圈驱动电路，控制电机驱动电路，继电器驱动电路；电磁阀门驱动电路，电子开关驱动电路组成。微处理器所发出的指令电压为5v，需要通过放大器处理后再输出到执行机构完成所需要控制系统的控制功能。 

通过电路和无线传输将分离塔、产酸塔、产甲烷塔、好氧塔、微生物回收塔、地热换热塔、回灌井、取水井、生物质燃气锅炉、生物质气化锅炉、汽轮发电机、冷凝塔、热回收塔、空分制氧机、等离子除尘器中的传感器、数据采集模块、电动电磁阀、机械驱动电路、开关电路分别与中央电子控制器连成一体。 

实施例1以1000万人口城市实施生物质可再生能源环保低碳城市发电 供热装置，为住宅、商业、工业、农业、交通提供电能、采暖供热工程为例主要技术参数设计如下： 

发电能力1000兆瓦、装机容量100万千瓦、年发电时间6000小时、年发电量60亿度，采暖供热1.2亿平方米、供热能力6850万GJ，发电燃烧消耗生物质原料(秸秆)120万吨，采暖供热150天燃烧消耗生物质原料(秸秆)130万吨，年共消耗生物质原料秸杆250万吨(相当于粮食生产地区一个县全年秸杆生产量2/3)。年污染有害物质综合排放量(烟尘、SOx、NOx、CO₂、CnHm、CO、干烟霾)，由本发明设计为秸杆从田间直接进入气化锅炉气化后转入燃气锅炉燃烧工艺，免除焦油、氮氧化物，最后经过等离子除尘器将少量烟气裂解转化为二氧化碳和水蒸气排放，比同等煤、炭、石油、生物质燃料发电供热设施减少99％。年固体生物质灰排放量3.5万吨，全部返回农田再生利用。年转化利用城市生活污水3亿立方米，有机厨余生物质垃圾废弃物36万吨。年开发利用地下热能量4568万GJ。地热田地下面积6×10＝60平方公里。取水井30口，井深3000米，回灌井30口，井深3000米，取水井水温90-105℃，各井与发电供热装置之间通过恒温输送管道连接。年节省标煤600万吨，年节省生活用水(自来水)5000万吨，由本发明设计为秸杆从农田直接进入气化锅炉转化为生物质燃气后转入燃气锅炉燃烧发电供热，免除生物质原料粗加工耗能成本。每度电发电成本0.17元人民币，每平方米建筑面积采暖供热成本6元人民币。 

锅炉设计参数：高温高压生物质燃气直燃水冷锅炉，一次中间再热凝气式。蒸发量4000t/m，蒸气压力24Mpa，主蒸汽再热蒸汽温度600/600℃，给水温度300℃，空气预热温度400℃，排烟温度30，冷却水温度(供热采暖回水)30℃，锅炉热效率99％，负荷调节1-100％，生物质燃气燃烧温度1900℃，生物质燃料消耗量发电100g/(kw·h)，采暖供热每平方米一个采暖期25kg/m²。 

汽轮机参数：高温高压单缸、冲动、冷凝式、总功率100万kw，蒸汽流量800t/h，主蒸汽再热蒸汽温度600/600℃，冷凝器压力3.5Mpa，转速3000r/min。 

发电机参数：总功率100万kw、转速3000r/min、频率50Hz、定子电压20kv、功率因数0.8C0ψ、极数2、相数三、定子接线Δ、励磁方式IGBT可调可控励磁。 

采暖供热面积1.2亿平方米，供热能量6850万GJ，其中生物质原料(秸杆)占33％，地热能占60％，城市废热、生活污水、厨余有机物质占7％。采暖温度终端达到18-24℃。 

Claims (7)

1.生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，由分离塔(1)、产酸塔(2)、产甲烷塔(3)、好氧塔(4)、微生物回收塔(5)、地热换热塔(6)、回灌井(7)、取水井(8)、生物质燃气锅炉(9)、生物质气化锅炉(10)、汽轮发电机(11)、冷凝塔(12)、热回收塔(13)、空分制氧机(14)、等离子除尘器(15)、中央电子控制器(16)分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是：通过管道将分离塔出水口(18)与热回收塔污水进口(106)连接；通过管道将热回收塔污水出口(107)与产酸塔进水口(24)连接；通过管道将产酸塔出水口(25)与产甲烷塔进水口(28)连接；通过管道将产甲烷塔出水口(29)与好氧塔进水口(34)连接；通过管道将好氧塔出水口(35)、出水口(36)分别与微生物回收塔进水口(42)连接；微生物回收塔出水口(43)分别与产甲烷塔进水口(28)、好氧塔进水口(34)连接；微生物回收塔出水口(44)与回灌井(7)连接；通过管道将地热换热塔地热水进口(47)与取水井(8)连接；地热换热塔地热水出口(48)通过管道与回灌井(7)连接；通过管道将地热换热塔冷凝水进口(49)与冷凝塔冷凝水出口(88)连接；通过管道将地热换热塔冷凝水出口(50)与热回收塔冷凝水进口(100)连接；通过管道将热回收塔冷凝水出口(101)与生物质燃气锅炉水冷壁进水口(56)连接；通过管道将生物质燃气锅炉水冷壁出水口(57)与高温再热器进水口(62)连接；通过管道将高温再热器出水口(63)与汽轮发电机高压进气口(78)连接；通过管道将高压排气口(79)与生物质燃气锅炉低温过热器进水口(59)连接；通过管道将低温过热器出水口(60)与气轮发电机中压进气口(80)连接；通过管道将中压排气口(81)与低压进气口(82)连接；通过管道 将泛气出口(83)与冷凝塔泛气进口(87)连接；通过管道将城市集中供热回水管与地热换热塔供热水进口(52)连接；通过管道将城市集中供热热水管与地热换热塔供热水出口(53)连接；通过管道将城市集中供热回水管与热回收塔供热水进口(103)连接；通过管道将城市集中供热热水管与热回收塔供热水出口(104)连接；通过管道将城市集中供热回水管与冷凝塔冷却水进口(89)连接；通过管道将城市集中供热热水管与冷凝塔冷却水出口(90)连接；通过管道将产甲烷塔沼气出口(30)与生物质燃气锅炉生物质燃气燃烧器(65)连接；通过管道将生物质气化锅炉生物质燃气出口(70)与生物质燃气锅炉生物质燃气燃烧器(65)连接；通过管道将生物质燃气锅炉烟气出口(66)与热回收塔烟气进口(95)连接；通过管道将空分制氧机氧气出口分别与生物质气化锅炉氧气进口(69)、好氧塔氧气进口(38)、等离子除尘器烟气进口(116)连接；通过管道将热回收塔烟气出口(96)与等离子除尘器烟气进口(116)连接。 

2.根据权利1所述的生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是：产酸塔(2)包括四面封闭的矩形塔体(27)，顶部有排气口(26)，塔体上部一侧有进水口(24)，下部一侧有进料活门(22)，另一侧有出料活门(23)，底部有出水口(25)。 

3.根据权利1所述的生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是：产甲烷塔(3)包括上、下端封闭的圆筒形塔体(33)，顶部有沼气出口(30)，底部有进水口(28)，上部一侧有出水口(29)，塔体内垂直安放圆筒形导流管(31)，导流管内安放填料(32)，其中填料由聚乙烯树脂、碳、铁、磷、钾、陶土矿物质，钠、锌、镍、钴、钼、锰微量无素，发泡剂，增塑剂，稳定剂组成的原料，经搅拌、混合、冷却加入单螺杆聚乙烯发泡颗粒挤出机挤出，冷却成圆球体，表面布满微孔的球形填料。 

4.根据权利1所述的生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置， 其特征是：地热换热塔(6)包括四周封闭的矩形塔体(55)，顶部有地热水出口(48)，底部有地热水进口(47)，下部有冷凝水进口(49)，冷凝水出口(50)，冷凝水管(51)，上部有供热水进口(52)，供热水出口(53)，供热水管(54)。 

5.根据权利1所述的生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是：生物质燃气锅炉(9)包括周边封闭的圆筒形炉体(68)，底部有生物质燃气燃烧器(65)，顶部有烟气出口(66)，下部安放水冷壁(58)与两侧进水口(56)连接，上部与两侧出水口(57)连接，上部有高温再热器组(64)分别与高温再热器进水口(62)、高温再热器出水口(63)连接，顶部有低温过热器组(61)，分别与低温过热器进水口(59)、低温过热器出水口(60)连接，顶部有控制活门(67)与炉体连接。 

6.根据权利1所述的生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是：生物质气化锅炉(10)包括周边封闭的圆筒形炉体(74)，下部一侧有氧气进口(69)，内部有炉栅(71)，底部有出灰机(72)，顶部有生物质进料器(73)，一侧有生物质燃气出口(70)。 

7.根据权利1所述的生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是：热回收塔(13)包括周边封闭圆筒形塔体(109)，底部有烟气进口(95)，顶部有烟气出口(96)，塔体内下部有空气预热器(99)分别与进气口(97)、出气口(98)连接，中部有冷凝水管(102)分别与冷凝水进口(100)、冷凝水出口(101)连接，上部有供热水管(105)分别与供热水进口(103)、供热水出口(104)连接，顶部有污水管(108)分别与污水进口(106)、污水出口(107)连接。