專利名稱：冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熱工領(lǐng)域，特別是涉及冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會各行業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對能源需求日益增加，造成 能源的緊缺，開發(fā)和擴(kuò)大能源來源已成為當(dāng)務(wù)之急。除了通常的石油、煤炭、風(fēng)、水、太陽等 能源之外，常被人們忽略的生物能源也已提高了重視和應(yīng)用的階段，成為當(dāng)前不可忽視可 利用的能源之一，例如木材加工過程中的鋸屑、磨粉、刨花等碎料；各類桔桿；污水生化處 理后的污泥；食用菌的人工栽培工業(yè)中使用的菌床廢棄物等，以取代一部分煤、油等常規(guī)能 源作為工業(yè)爐窯提供廉價的燃料，以達(dá)到廢棄物利用，節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本。過去這些 生物燃料為何未能利用是因為這些生物燃料在工業(yè)爐上燃燒應(yīng)用技術(shù)沒有開發(fā)，與燃煤燃 油工業(yè)爐窯設(shè)備的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)設(shè)備不配套，不能適應(yīng)燃生物燃料，在工業(yè)爐窯上長期穩(wěn)定 運(yùn)行，影響生產(chǎn)中的正常供能。本
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決作為廢棄物或未被人們廣泛利用的生物質(zhì)能源尋找 一個重新利用途徑，取代部分煤、油等常規(guī)能源，開發(fā)為工業(yè)爐窯提供有一個廉價的燃料， 以達(dá)到廢棄物利用，節(jié)能減排、降低生產(chǎn)成本的冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置。本實用新型提供的冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置，其特征在于包括供料裝置，與下游的流化床氣化爐相連接；所述供料裝置包括進(jìn)料斗、斗式提升 機(jī)、物料儲槽、螺旋出料機(jī)及螺旋喂料機(jī)，并相繼連接而成。所述供料裝置把木屑或稻殼，秸 桿等由地面上使用斗式提升機(jī)提升物料，提升后裝入物料儲槽將物料存儲到一定數(shù)量后， 停止進(jìn)料；當(dāng)流化床啟動時，由儲槽底部螺旋出料機(jī)和螺旋喂料機(jī)，經(jīng)變頻裝置依負(fù)荷大小 將物料送入流化床氣化爐內(nèi)。流化床氣化爐，為內(nèi)砌耐火材料的圓筒錐形體，頂部設(shè)有煤氣出口，與除塵器相連 接，側(cè)邊設(shè)有測溫測壓接管，流化床氣化爐在運(yùn)行時生物質(zhì)燃料在爐內(nèi)呈流態(tài)化狀態(tài)而發(fā) 生空氣煤氣，下部設(shè)有人孔、進(jìn)風(fēng)管、進(jìn)料管及出灰門等。所述人孔是生物質(zhì)燃料流化床氣 化爐初始開車時，先裝入易燃燃料將爐體內(nèi)預(yù)熱至生物質(zhì)燃料的發(fā)生煤氣溫度或特殊情況 下的檢查爐內(nèi)狀況和清理爐內(nèi)實物，所述出灰門是定期打開清除生物質(zhì)燃料在燃燒后的殘 灰，以保持爐內(nèi)繼續(xù)正常發(fā)生煤氣；所述進(jìn)風(fēng)管是將爐內(nèi)的反應(yīng)空氣通過風(fēng)機(jī)和該管道進(jìn) 入爐體內(nèi)，使生物質(zhì)燃料呈流態(tài)化發(fā)生煤氣。測溫和測壓接管分別裝入測溫電偶和測壓儀 表監(jiān)視本裝置內(nèi)部的運(yùn)行情況；加料螺旋供料操作定量將生物質(zhì)燃料加入爐內(nèi)，并封閉爐 內(nèi)的煤氣不致外溢；爐體上部的操作平臺和欄桿是操作工人的安全設(shè)施。一級、二級旋風(fēng)除塵器，相繼連接在流化床氣化爐下流，氣化爐頂部的煤氣出口管 是將爐內(nèi)產(chǎn)生的煤氣通過該管送入第一節(jié)級旋風(fēng)除塵器，灰塵由第一級旋風(fēng)除塵器底部經(jīng) 螺旋出灰機(jī)排灰于儲灰箱中待處理，經(jīng)過第一級除灰的煤氣再經(jīng)過二級旋風(fēng)除塵器除灰，灰分由旋風(fēng)除塵器底排灰于儲灰箱中待處理，經(jīng)過二級除塵的煤氣經(jīng)加壓風(fēng)機(jī)送入下游裝置。一級、二級雙豎管冷卻器，為平底雙豎管，設(shè)置在旋風(fēng)除塵器下游洗滌塔上游，前 后與除塵器及洗滌塔相連；經(jīng)一、二級除塵器的熱煤氣經(jīng)過一、二級雙豎管冷卻器使用冷水 噴淋將熱煤氣由溫度600°C降到80°C -120°C，冷卻水再返回進(jìn)入雙豎管冷卻器為35°C來回 循環(huán)以作為雙豎管冷卻器的冷卻劑。填料洗滌塔，設(shè)在二級冷卻器下游，來自雙豎管冷卻器的煤氣再經(jīng)過填料洗滌塔 入口溫度為80°c -120°C再度降溫至煤氣溫度為30°C -40°C，冷卻水來自水池流到填料洗滌 塔溫度25°C -50°C，再經(jīng)冷卻水塔(未標(biāo)出)降溫至25°C _35°C回水池循環(huán)利用。文丘里除塵器，設(shè)置在填料洗滌塔下游汽水分離器上游，冷卻后的生物質(zhì)煤氣再 經(jīng)過文丘里除塵，將最后殘留的灰塵清除到100mg/m3后以下再入汽水分離器。汽水分離器，設(shè)在文丘里除塵器下游，經(jīng)文丘里除塵器除塵后的煤氣含水份再經(jīng) 過汽水分離器將水份去除后變?yōu)楦蓛魵怏w再進(jìn)入加壓裝置。加壓裝置，為羅茨鼓風(fēng)機(jī)，除去水分后的生物質(zhì)煤氣再用羅茨鼓風(fēng)機(jī)將風(fēng)量及風(fēng) 壓達(dá)到應(yīng)用裝置方所需之風(fēng)壓及風(fēng)量，羅茨鼓風(fēng)為市購的通用機(jī)械，主要作用將冷生物質(zhì) 煤氣發(fā)生爐的風(fēng)壓提升到應(yīng)用裝置所需壓力。煤氣站電捕焦油器，電捕焦油器由高壓直流電源和捕焦本體塔體組成，前者選用 CS-III恒流型靜電沉積用高壓直流電源；后者(捕焦本體)結(jié)構(gòu)可選用同心圓式濕管式， 主要由筒體和放電極(電暈極)以及吸捕極(沉淀極)組成，市售產(chǎn)品。該電捕焦油器高 壓直流電源產(chǎn)生的負(fù)高壓，接入電暈極(陰極)，它與沉淀極(陽極)之間產(chǎn)生電場，電場 強(qiáng)度超過一定極限后在陰陽兩極間即產(chǎn)生電暈放電。此時流經(jīng)電場區(qū)的氣體發(fā)生電離，產(chǎn) 生大量的離子和電子。周圍可以聽見強(qiáng)烈的電磁風(fēng)聲。光線暗時可見紫蘭色電暈。通過電 場的煤氣中的焦油，粉塵，水霧等粒子與離子或電子結(jié)合而帶電，在電場力的作用下向兩極 運(yùn)動。由于電子質(zhì)量小，運(yùn)動速度快，空間分布廣，所以主要是帶負(fù)電的粒子向沉淀極運(yùn)動。 到達(dá)沉淀極板中和后，依靠殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自 身重力沿極板下落，通過焦油出口排出。主要用于回收煤氣，焦?fàn)t氣中的焦油，同時去除粉 塵，水霧等雜質(zhì)，達(dá)到物料回收和氣體凈化雙重效果，對保證工藝流程中后工段設(shè)備的正常 穩(wěn)定運(yùn)行。集體緩沖儲罐，設(shè)在加壓裝置下游，來自加壓裝置煤氣經(jīng)加壓風(fēng)機(jī)加壓后需要一 個集氣緩沖，使煤氣壓力平穩(wěn)，讓整體系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。安全水封，設(shè)置在集氣緩沖裝置下游冷煤氣站電捕焦油器上游，氣化爐在產(chǎn)氣過 程中若有氣爆時可由此裝置將超出的氣壓彈出系統(tǒng)使整套系統(tǒng)在恒定壓力安全操作。本實用新型提供的經(jīng)冷煤氣站電捕焦油器后煤氣為干凈的冷煤氣可以作為多種 用途，其中可以作為內(nèi)燃機(jī)燃料進(jìn)行氣體燃料進(jìn)行發(fā)電機(jī)組發(fā)電或作為改熱式軋鋼加熱 爐，蓄熱式熔鋁爐工窯爐使用。本冷生物質(zhì)燃料流化床煤氣發(fā)生爐裝置產(chǎn)出的煤氣其熱值為520kl/m3左右，煤氣 經(jīng)燃燒后產(chǎn)生煙氣的最高溫度可達(dá)iooo°c左右，除不能進(jìn)行重金屬熔煉外，在許多工業(yè)領(lǐng) 域的加熱裝置上均可利用，如作鍋爐、有機(jī)熱載體爐的燃料、空氣加熱爐的燃料、金屬熱加 工的燃料等。因此將本實用新型生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐與上述諸多加熱爐相配后即為替代煤、油、氣燃料的節(jié)能環(huán)保加熱爐，具有極大的經(jīng)濟(jì)意義和政治意義。本實用新供的冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置特點為本裝置可利用各種粉狀的具有3800kl/kg熱值的生物質(zhì)燃料；本裝置的燃料產(chǎn)氣率2m3/kg燃料利用熱效率為65% ；本裝置的煤氣燃燒煙氣最高溫度約1000°C ；本裝置冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置可為各種加熱裝置配套使用；三 廢排放極少，空氣煤氣燃燒后的煙氣中煙塵量不足100mg/m3，完全符合GB13271-2001“工業(yè) 鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”要求，且沒有二氧化硫的排放；從水封中排出的水中含有少量焦 油，因數(shù)量極少可送污水處理廠進(jìn)行集中處理，因此本系統(tǒng)無需專用的三廢處理裝置。本實用新型冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置經(jīng)水洗除塵及電捕焦油的 煤氣為一種常溫干燥燃料供燃?xì)馄啓C(jī)可執(zhí)行發(fā)電任務(wù)。本實用新型提供的生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置可應(yīng)用于各類加熱裝 置可代替煤、燃料油，天然氣等常規(guī)燃料，以達(dá)到節(jié)能減排的目的。本生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置應(yīng)用于發(fā)電機(jī)組可節(jié)約生產(chǎn)成本有較 好的經(jīng)濟(jì)效益以用于400KW發(fā)電機(jī)組使用案例經(jīng)濟(jì)利益分析采用冷生物質(zhì)流化床煤氣發(fā)生爐裝置發(fā)電與一般電網(wǎng)價差如下一般電網(wǎng)(國家網(wǎng))電價每度為RMB0. 81使用冷生物質(zhì)煤氣發(fā)生爐流化床發(fā)電成本計算如下木屑式稻殼價格為每公噸RMB200元計，每公斤價格為RMB0. 2元。發(fā)一度電需要1. 3公斤木屑0. 2 元 XI. 3 公斤=0. 26 元(RMB)人工費(fèi)及折舊依二成計0. 26X1. 2 = 0. 312 元依每小時發(fā)電量為400KW計發(fā)電400KW自用電力為365KW計實際可使用電力為365KW市價-自行發(fā)電成本X365KW/H0UR =利潤(0. 81 元-0. 312 元)X365KW/H0UR X24 小時 X30 天=130874 元每月可節(jié)省電費(fèi)RMB130. 874元每年可節(jié)省電費(fèi)RMB1, 570, 488元

圖1、冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置示意圖圖2、流化床氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖圖3、電捕焦油器結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
本實用新型用下列具體實施方案來進(jìn)一步說明本實用新型，但保護(hù)范圍并非限于 下列具體實施方案。本實用新型提供的冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置(4T/h)包括進(jìn)料斗 1、斗式提升機(jī)2、物料儲槽3、螺旋出料機(jī)4及螺旋喂料機(jī)5、并相繼連接而成供料裝置，該供 料裝置把稻殼通過地面上使用斗式提升機(jī)的進(jìn)料斗提升后裝入物料儲槽將物料存儲到一 定數(shù)量后，停止進(jìn)料，當(dāng)流化床啟動時，由于儲槽底部螺旋出料機(jī)和螺旋喂料機(jī)5經(jīng)變頻裝 置依負(fù)荷大小將物料送入流化床氣化爐內(nèi)，見圖1。流化床氣化爐6，為內(nèi)砌耐火材料的圓筒錐形體，頂部設(shè)有煤氣出口管，與除塵器 相連接，側(cè)邊設(shè)有測溫測壓接管，分別內(nèi)裝測溫電偶及測壓儀表，流化床氣化爐6在運(yùn)行時 通過鼓風(fēng)機(jī)7使生物質(zhì)燃料在爐內(nèi)呈流態(tài)化狀態(tài)而發(fā)生空氣煤氣，下部設(shè)有人孔、進(jìn)風(fēng)管、 進(jìn)料管、出灰門等，圖2。一級、二級旋風(fēng)除塵器相繼連接在流化床氣化爐下游，頂部的煤氣出口管是將爐 內(nèi)產(chǎn)生的煤氣通過該管送入第一級旋風(fēng)除塵器，灰塵由第一級旋風(fēng)除塵器8底部經(jīng)螺旋出 灰機(jī)9排灰；經(jīng)過第一級除灰的煤氣再經(jīng)過第二級旋風(fēng)除塵器10除灰，灰分由旋風(fēng)除塵器 底排灰于儲灰箱11中待處理，經(jīng)過二級除塵的煤氣，經(jīng)過壓風(fēng)機(jī)送入雙豎管冷卻器。一級、二級雙豎管冷卻器12，為平底雙豎管，設(shè)置在旋風(fēng)除塵器下游洗滌塔上游， 前后與除塵器及洗滌塔相連，經(jīng)一、二級除塵器的熱煤氣經(jīng)過一、二級雙豎管冷卻器使用冷 水噴淋將熱煤氣由溫度600°C降到80°C -120°C，冷卻水再返回進(jìn)入雙豎管為35°C來回循環(huán) 以作為雙豎管冷卻器的冷卻劑。填料洗滌塔13，設(shè)在二級冷卻器下游，來自雙豎管冷卻器的煤氣再經(jīng)過填料洗滌 塔入口溫度為80°C _120°C，再度降溫至煤氣溫度為30°C -40°C，來自水池冷卻水流到填料 洗滌塔溫度25°C _35°C將煤氣降溫后，冷卻后水溫度出口 40°C -50°C，再經(jīng)冷水塔(未標(biāo) 出)降溫至25°C _35°C回水池循環(huán)利用。文丘里除塵器14，設(shè)置在填料洗滌塔下游汽水分離器上游，冷卻后的生物質(zhì)煤氣 再經(jīng)過文丘里除塵，將最后殘留的灰塵清除到100mg/m3后以下再入汽水分離器。汽水分離器15，設(shè)在文丘里除塵器下游，經(jīng)文丘里除塵器除塵后的煤氣含水分再 經(jīng)汽水分離器將水分除后變?yōu)楦蓛魵怏w再進(jìn)入加壓裝置，除去水分入冷卻水循環(huán)水池。羅茨鼓風(fēng)機(jī)加壓裝置16，經(jīng)汽水分離器除水分后的生物質(zhì)煤氣再用羅茨鼓風(fēng)機(jī)將 風(fēng)量及風(fēng)壓達(dá)到應(yīng)用裝置方所需之風(fēng)壓及風(fēng)量。煤氣站電捕焦油器17，電捕焦油器由高壓真流電源和捕焦本體塔體組成，前者選 用CS-III恒流型靜電沉積用高壓直流電源；后者(捕焦本體)結(jié)構(gòu)可選用同心圓式濕管 式，主要由筒體和放電極(電暈極)以及吸捕極(沉淀極)組成市售產(chǎn)品，圖3，高壓直流電 源產(chǎn)生的負(fù)高壓，接入電暈極(陰極)，它與沉淀極(陽極)之間產(chǎn)生電場，電場強(qiáng)度超過一 定極限后在陰陽兩極間即產(chǎn)生電暈放電。此時流經(jīng)電場區(qū)的氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的離 子和電子。周圍可以聽見強(qiáng)烈的電磁風(fēng)聲。光線暗時可見紫蘭色電暈。通過電場的煤氣中 的焦油，粉塵，水霧等粒子與離子或電子結(jié)合而帶電，在電場力的作用下向兩極運(yùn)動。由于 電子質(zhì)量小，運(yùn)動速度快，空間分布廣，所以主要是帶負(fù)電的粒子向淀極運(yùn)動。到達(dá)沉淀極 板中和后，依靠殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過焦油出口排出。主要用于回收煤氣中的焦油，同時去除其中的粉塵，水霧等雜質(zhì)，到達(dá)物料回收和氣體凈化雙重效果，對保持工藝流程中后工段設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行。集氣緩沖儲罐18，設(shè)在加壓裝置下游，來自加壓裝置煤氣經(jīng)加壓風(fēng)機(jī)加壓后需要 一個集氣緩沖，使煤氣壓力平穩(wěn)，讓整體系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。安全水封19，設(shè)置在集氣緩沖裝置下游，冷生物質(zhì)燃料空氣煤氣發(fā)生爐流化床式在 產(chǎn)氣過程中若有氣爆時可由此裝置將超出的氣壓彈出系統(tǒng)使整套系統(tǒng)在恒定壓力安全操作。本冷生物質(zhì)燃料流化床發(fā)生爐產(chǎn)出的煤氣其熱值為1520kl/m3左右，煤氣經(jīng)燃燒 后產(chǎn)出煙氣的最高溫度可達(dá)1000°c左右，在許多工業(yè)領(lǐng)域的加熱裝置上均可利用。
權(quán)利要求一種冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置，其特征在于包括供料裝置，與下游流化床氣化爐相連接，所述供料裝置包括進(jìn)料斗、斗式提升機(jī)、物料儲槽以及螺旋出料機(jī)和螺旋喂料機(jī)，相繼連接而成；流化床氣化爐，為內(nèi)砌耐火材料的圓筒錐形體，頂部有空氣煤氣出口管，與除塵器相連通，上部是空的，下部設(shè)有人孔、進(jìn)風(fēng)管、進(jìn)料管、出灰門，側(cè)邊設(shè)有測溫測壓接管，分別裝入測溫電偶及測壓儀表；一級、二級旋風(fēng)除塵器，相繼連接在流化床氣化爐下游，一級、二級旋風(fēng)除塵器底部設(shè)有螺旋出灰機(jī)與儲灰箱；一級、二級雙豎管冷卻器，為平底雙豎管，設(shè)置在旋風(fēng)除塵器下游洗滌塔上游，前后與除塵器及洗滌塔相連；填料洗滌塔，設(shè)在二級冷卻器下游；文丘里除塵器，設(shè)在填料洗滌塔下游汽水分離器上游；汽水分離器，設(shè)在文丘里除塵器下游；加壓裝置，為羅茨鼓風(fēng)機(jī)；集氣緩沖儲罐，設(shè)在加壓裝置下游；安全水封，設(shè)置在集氣緩沖裝置下游；煤氣站電捕焦油器，由高壓直流電偶和捕焦本體塔體組成，設(shè)在加壓裝置下游。
專利摘要本實用新型涉及一種冷生物質(zhì)燃料流化床空氣煤氣發(fā)生爐裝置，其特征在于包括供料裝置、流化床氣化爐、旋風(fēng)除塵器、雙豎管冷卻器、填料洗滌塔、文丘里除塵器、汽水分離器、加壓裝置、電捕焦油器，集氣緩沖儲罐及安全水封，相繼連接于生產(chǎn)煤氣流程中互相連通。該裝置使用被廢棄的各種類似廢木塊、木屑、稻殼、秸稈、廢棄的菌菇種植母料等，可以節(jié)約能源，節(jié)省企業(yè)生產(chǎn)成本，而且可減少二氧化硫向大氣的排放、提高環(huán)保效應(yīng)。被廣泛用于熱工設(shè)備、各種熱鍋爐的配套裝置。
文檔編號C10J3/84GK201614365SQ20092035032
公開日2010年10月27日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者陳世俊 申請人:陳世俊