CN209428458U - 一种生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，包括原料分选机、破碎机、原料烘干机、气化炉、气化气燃烧炉、干馏釜、燃气冷却净化系统和储气柜；气化炉出气口通过管道与所述气化气燃烧炉相连，气化气燃烧炉中设有干馏釜，干馏釜上部的干馏气出口与燃气净化冷却系统连接，燃气净化冷却系统设有醋液出口、焦油出口和洁净燃气出口，洁净燃气出口与所述储气柜连接，储气柜设有用户供气口；气化气燃烧炉的烟道出口与原料烘干机连接。克服了生物质气化技术和干馏釜技术的不足，将气化和干馏工序有机组合，为用户提供较高热值的生物质燃气，实现能源的阶梯利用，同时生产生物质炭、焦油和醋液。

Description

一种生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统

技术领域

本实用新型涉及一种生物质利用技术，尤其涉及一种生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统。

背景技术

目前，农村能源消耗量大，而农村能源消费结构是以煤炭和薪材等传统能源为主，其中不乏劣质煤，对环境造成了严重污染。农村地区有着丰富的农林废弃物等生物质资源，随着对环境要求的日益严格，合理的开发和利用生物质资源替代传统散煤、减少废弃秸秆的田间随意焚烧，已引起人们的高度重视。生物质热化学转换技术是在加热条件下采用化学手段将生物质转换为高品质燃料的技术，生物质气化和生物质干馏技术都属于生物质热化学转换技术。二者都可产生生物质燃气作为清洁燃料，满足农村炊事和供热需求。

生物质气化技术一般采用自燃加热方式，由于产生的生物质燃气中含有大量氮气，普遍热值低，约4-5MJ/Nm³；且燃气中含有焦油较多，温度低时易堵塞输气管道，不易远距离输送，而进行分离或催化裂化都会增加生物质气化的成本。

生物质干馏技术一般采用外加热方式，需要外部热源，但干馏产生的燃气热值较高。专利CN102260508采用干馏釜技术，将生物质原料在绝氧条件下加热引起分子内部分解产生较高热值的燃气，燃气热值在17MJ/Nm³，同时产生生物质炭、焦油和醋液。但其利用干馏产生的较高热值的燃气作为热源，虽实现了自给加热源，却减少了外供高品质燃气的量。

专利CN105505475A提出采用高温气化工序的900℃燃气作为干馏工序的热源，将气化和干馏有机耦合，实现了能量高效梯级利用。但其为避免焦油冷凝析出，对温度控制非常严格，且直接以高温燃气作为热源，对于大型生产存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，其特征在于，包括原料分选机、破碎机、原料烘干机、气化炉、气化气燃烧炉、干馏釜、燃气冷却净化系统和储气柜；

所述气化炉出气口通过管道与所述气化气燃烧炉相连，所述气化气燃烧炉中设有干馏釜，所述干馏釜上部的干馏气出口与燃气净化冷却系统连接，所述燃气净化冷却系统设有醋液出口、焦油出口和洁净燃气出口，所述洁净燃气出口与所述储气柜连接，所述储气柜设有用户供气口；

所述原料分选机的出料口与所述破碎机的进料口连接，所述破碎机的出料口一部分通过所述原料烘干机与所述气化炉进料口连接，另一部分与干馏釜的进料口连接；

所述气化气燃烧炉的烟道出口与所述原料烘干机连接。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，将气化和干馏工序有机组合，为用户提供较高热值的生物质燃气，实现能源的阶梯利用，同时生产生物质炭、焦油和醋液。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。本实用新型实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本实用新型的生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，其较佳的具体实施方式是：

包括原料分选机、破碎机、原料烘干机、气化炉、气化气燃烧炉、干馏釜、燃气冷却净化系统和储气柜；

所述气化炉出气口通过管道与所述气化气燃烧炉相连，所述气化气燃烧炉中设有干馏釜，所述干馏釜上部的干馏气出口与燃气净化冷却系统连接，所述燃气净化冷却系统设有醋液出口、焦油出口和洁净燃气出口，所述洁净燃气出口与所述储气柜连接，所述储气柜设有用户供气口；

所述原料分选机的出料口与所述破碎机的进料口连接，所述破碎机的出料口一部分通过所述原料烘干机与所述气化炉进料口连接，另一部分与干馏釜的进料口连接；

所述气化气燃烧炉的烟道出口与所述原料烘干机连接。

所述气化气燃烧炉包括绝热炉膛、燃烧器、炉门和烟道，所述燃烧器设置在绝热炉膛的前面，烟道连接在绝热炉膛的后面上部，炉门设置在侧面，所述燃烧器分别与所述气化炉出气口和助燃风机相连。

所述绝热炉膛自前向后依次设置前部高温区、中部中温区和尾部低温区，所述的干馏釜为可移动式干馏釜，在所述绝热炉膛的三个温区中活动设置。

所述可移动式干馏釜的顶端设有干馏釜盖和干馏气出口管道，管道上设有阀门。

本实用新型的生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，克服了生物质气化技术和干馏釜技术的不足，将气化和干馏工序有机组合，为用户提供较高热值的生物质燃气，实现能源的阶梯利用，同时生产生物质炭、焦油和醋液。

本实用新型具有以下优点或积极成果：

1、采用短距离输送，将高温的生物质气化气送入绝热炉膛燃烧的方法，将气化气中的焦油未析出时即燃烧掉，既避免了焦油堵塞输气管道，又充分利用了焦油的热值。以燃烧产生的热烟气为干馏釜提供热源，温度容易控制，相对高温燃气更加安全。且绝热炉膛具有明显的温度梯度，排烟用于烘干原料，实现了对烟气热量的充分利用。

2、采用低热值的气化气燃烧为干馏釜供热，而将较高热值的干馏气全部用于外供，增加了外供高品质燃气的量，外供燃气低热值达到15-17MJ/Nm³，将生物质气化和干馏有机组合，实现了能源的分级利用。

3、气化单元可使用秸秆类生物质，干馏单元可使用果壳类及果木类等大块生物质，气化和干馏有机组合增加了系统对原料的适应性，并可以实现生物质的综合利用。

具体实施例：

如图1所示，包括原料分选机1、破碎机2、原料烘干机3、气化炉4、气化气燃烧炉 6、干馏釜7、燃气冷却净化系统9和储气柜10组成。其中气化炉4通过很短的管道与气化气燃烧炉6相连，气化炉4产生的生物质燃气在气化气燃烧炉6中燃烧产生高温烟气，干馏釜7利用气化气燃烧炉的高温烟气提供的热量，将生物质分解产生较高热值的干馏气和生物质炭，干馏釜利用过的较低温度的烟气送往原料烘干机3对生物质原料进行干燥；干馏气通过燃气净化冷却系统9分离出醋液和焦油，去除干馏气中的杂质，最终获得的洁净的较高热值的燃气储存在储气柜10以便于集中为用户供气。

所述的原料分选机1将生物质原料根据气化炉4和干馏釜7对原料的需求分类筛选，秸秆类生物质供给气化炉4使用，果壳类及木类生物质供给干馏釜7使用。原料破碎机2根据气化炉4和干馏釜7的工艺要求将生物质原料破碎到合适的范围，原料烘干机3则利用来自气化气燃烧炉6的低温烟气进行烘干。

烘干后的秸秆类生物质送入气化炉4进行气化，气化炉4为固定床气化炉，可产生约 4-5MJ/Nm³且含焦油较多的生物质燃气。

所述的气化气燃烧炉6包括较长的绝热炉膛、燃烧器5、炉门及烟道。燃烧器5设置在炉膛的前面，烟道连接在炉膛的后面上部，炉门设置在侧面。燃烧器5通过管道分别与气化炉4和助燃风机11相连。烟道与原料烘干机3相连。

所述的干馏釜7为可移动式干馏釜，可活动的设置在气化气燃烧炉6的绝热炉膛上。干馏釜7共有4个，分别用于装料备用、预热、干馏和炭化。干馏釜7上设有干馏釜盖12，气体出口管道上设有阀门8。打开干馏釜盖12加入来自原料分选机1和破碎机2分选并破碎好的果壳及木质类生物质，密封好干馏釜盖12后放置在气化气燃烧炉6的炉尾位置。启动气化炉4，待气化炉4产出生物质燃气后启动助燃风机11，点燃燃烧器5为气化气燃烧炉6 加热，控制延绝热炉膛长度方向有明显的温度梯度，前段靠近燃烧器温度一般控制在 850℃以上，中段温度一般控制在500-600℃，尾部温度一般控制在250-400℃。约6h后将第一个干馏釜7移至气化气燃烧炉6的中部位置进行干馏热解，将第二个干馏釜7放置在炉尾位置处进行预热烘干；6h后将第一个干馏釜7移至气化气燃烧炉6的前部位置进行炭化，将第二个干馏釜7移至中部位置进行干馏热解，将第三个干馏釜7放置在尾部位置进行预热干馏；再过6h后关闭第一个干馏釜7的出气阀门8，将其移至炉旁静置冷却，将第二个干馏釜移至前部位置进行炭化，将第三个干馏釜移至中部位置进行干馏热解，将第四个干馏釜装料放置在尾部位置进行预热干燥。6h后第一个干馏釜中的生物质炭冷却好后取出，重新装入果壳或木质类生物质再放置到气化气燃烧炉6的炉尾位置进行预热烘干，如此交替循环，实现连续性生产。

从干馏釜出来的燃气为粗燃气，含有焦油和其他杂质，将粗燃气送至净化冷却系统 9。净化冷却系统9采用专利CN102260508的酸洗冷却槽和套筒初冷器技术，这里不做详细描述，分离出干馏气中的焦油和木醋液，得到清洁的干馏气。经净化冷却系统9处理后的干馏气焦、尘含量低于10mg/Nm³，燃气低热值达到15-17MJ/Nm³。将清洁的干馏气送入储气柜储存，以便供给用户使用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，其特征在于，包括原料分选机、破碎机、原料烘干机、气化炉、气化气燃烧炉、干馏釜、燃气冷却净化系统和储气柜；

所述气化炉出气口通过管道与所述气化气燃烧炉相连，所述气化气燃烧炉中设有干馏釜，所述干馏釜上部的干馏气出口与燃气净化冷却系统连接，所述燃气净化冷却系统设有醋液出口、焦油出口和洁净燃气出口，所述洁净燃气出口与所述储气柜连接，所述储气柜设有用户供气口；

所述原料分选机的出料口与所述破碎机的进料口连接，所述破碎机的出料口一部分通过所述原料烘干机与所述气化炉进料口连接，另一部分与干馏釜的进料口连接；

所述气化气燃烧炉的烟道出口与所述原料烘干机连接。

2.根据权利要求1所述的生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，其特征在于，所述气化气燃烧炉包括绝热炉膛、燃烧器、炉门和烟道，所述燃烧器设置在绝热炉膛的前面，烟道连接在绝热炉膛的后面上部，炉门设置在侧面，所述燃烧器分别与所述气化炉出气口和助燃风机相连。

3.根据权利要求2所述的生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，其特征在于，所述绝热炉膛自前向后依次设置前部高温区、中部中温区和尾部低温区，所述的干馏釜为可移动式干馏釜，在所述绝热炉膛的三个温区中活动设置。

4.根据权利要求3所述的生物质气化和干馏组合集中供气工艺系统，其特征在于，所述可移动式干馏釜的顶端设有干馏釜盖和干馏气出口管道，管道上设有阀门。