專利名稱：生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)作物秸稈高溫熔融氣化逆流換熱及氧化工藝及設(shè)備，特別涉及一種 生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝及裝置。
背景技術(shù)：
目前使用的生物質(zhì)氣化工藝及設(shè)備，主要采用生物質(zhì)與低溫空氣在反應(yīng)爐內(nèi)燃燒 放熱，為氣化提供能量。氣化裝置主要包括氣化爐。其目的是生物質(zhì)在氧化劑存在的條件 下燃燒放熱，產(chǎn)生的熱量對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行氣化，這種工藝和設(shè)備為生物質(zhì)氣化工藝做出了貢 獻(xiàn)，但其存在著以下缺點(diǎn)或不足①生物質(zhì)氣化所需能量來(lái)自于爐內(nèi)部分生物質(zhì)氧化燃燒 提供，造成生物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化率低、灰分多；②生物質(zhì)氣化溫度低，氣化過(guò)程中產(chǎn)生的焦油隨 氣化伴生氣進(jìn)入后續(xù)氣體凈化設(shè)備，增加了凈化設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷；③生物質(zhì)氣化過(guò)程中產(chǎn) 生的高溫伴生氣熱量沒有利用，直接強(qiáng)制冷卻，造成了熱能的浪費(fèi)，和增加了冷卻設(shè)備的運(yùn) 行負(fù)荷；④溫度控制不精確，生物質(zhì)氣化伴生氣成分變動(dòng)大，品質(zhì)低；⑤生物質(zhì)氣化設(shè)備體 積龐大，設(shè)備的投資成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝，采用高溫氣化劑氧化工藝， 生物質(zhì)轉(zhuǎn)化率高，利用氣化氣氧化過(guò)程中放出的熱量以及高溫氣化氣攜帶的高溫?zé)崃康奶?供水蒸氣和生物質(zhì)熔融氣化所需的熱能，既節(jié)約又環(huán)保，有效地克服和避免了上述現(xiàn)有技 術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足。本發(fā)明所述的生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝，包括生物質(zhì)進(jìn)行熔融氣化、發(fā)電及余熱 利用，其特征在于所述生物質(zhì)的熔融氣化在生物質(zhì)熔融氣化工藝裝置中運(yùn)行，包括如下工 藝步驟(A)由液化氣啟動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠?300°C下對(duì)生物質(zhì) 進(jìn)行熔融氣化反應(yīng)，氣化過(guò)程中產(chǎn)生的氣化氣經(jīng)氣化氣余熱利用系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)后分 成兩路，一路進(jìn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，產(chǎn)生電能，另一路進(jìn)入升溫器氧化放出熱量，為空氣和水蒸 氣組成的氣化劑補(bǔ)充能量；(B)氣化劑經(jīng)煙氣余熱利用系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系統(tǒng)、升溫器 升溫到1000°C后，進(jìn)入熔融氣化爐，使生物質(zhì)進(jìn)行高溫熔融氣化；(C)系統(tǒng)啟動(dòng)后，由氣化 劑提供保持生物質(zhì)連續(xù)熔融氣化的能量，無(wú)需外界提供能量；(D)生物質(zhì)熔融氣化工藝的 全過(guò)程自動(dòng)控制運(yùn)行。其中，所述生物質(zhì)熔融氣化過(guò)程所需能量來(lái)源于生物質(zhì)氧化自身產(chǎn)生的氣化氣釋 放的熱能，無(wú)需外界提供能量。所述自動(dòng)控制是根據(jù)熔融氣化爐溫度傳感器發(fā)出的信號(hào)由 自動(dòng)操縱控制顯示器進(jìn)行自動(dòng)控制。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝裝置，采用連續(xù)的進(jìn) 料、氣化、發(fā)電一體化作業(yè)結(jié)構(gòu)及全自動(dòng)控制，有效的克服和避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺 點(diǎn)或不足。本發(fā)明所述的生物質(zhì)熔融氣化及發(fā)電聯(lián)合工藝裝置，包括物料輸送及熔融氣化系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系、氣體凈化系統(tǒng)、氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng)、煙氣余熱利用系統(tǒng)、自動(dòng) 控制系統(tǒng)，其特征在于所述物料輸送及熔融氣化系統(tǒng)包括熔融氣化爐及其入口連接的進(jìn)料 裝置；所述氣化氣余熱利用系統(tǒng)包括控溫器及其相連接的加熱器、高位水箱、風(fēng)扇水箱、水 泵和低位水箱；所述氣體凈化系統(tǒng)包括與加熱器相連的降溫器、風(fēng)機(jī)、降溫除塵除液裝置、 排空裝置；所述熔融氣化爐分別與升溫器和控溫器相連接；所述氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng) 包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、升溫器；所述煙氣余熱利用系統(tǒng)包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組及與其相連接的預(yù) 熱器、蒸汽發(fā)生器、風(fēng)機(jī)；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括自動(dòng)操縱控制顯示器及與該自動(dòng)操縱控制 顯示器共同電連接的安裝于熔融氣化爐、控溫器、降溫器、升溫器、預(yù)熱器、蒸汽發(fā)生器內(nèi)的 溫度傳感器、安裝于升溫器內(nèi)的氧濃度傳感器、安裝于升溫器與氣化氣管道之間、控溫器、 加熱器、降溫器和高位水箱之間、蒸汽發(fā)生器與預(yù)熱器之間、預(yù)熱器與風(fēng)機(jī)之間的電控閥； 所述物料輸送及熔融氣化系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣化氣氧化余熱利用 系統(tǒng)和煙氣余熱利用系統(tǒng)通過(guò)氣化氣管道、控溫管道和高溫?zé)煔夤艿老嗷ミB接在一起，并 受自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制。其中，熔融氣化爐分別與升溫器和控溫器相連接。所述控溫器分別與熔融氣化爐、 加熱器和通過(guò)電控閥與高位水箱、降溫器及通過(guò)控溫管道與低位水箱相相連。所述降溫器 分別與加熱器、風(fēng)機(jī)、低位水箱和通過(guò)電控閥與高位水箱相相連。所述升溫器與加熱器和通 過(guò)電控閥與氣化氣管道相連接。所述進(jìn)料裝置安裝于熔融氣化爐的上端。所述預(yù)熱器分別 與加熱器、風(fēng)機(jī)、蒸汽發(fā)生器相連接和通過(guò)高溫?zé)煔夤艿琅c燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組相連接。所述蒸汽 發(fā)生器分別與預(yù)熱器、風(fēng)機(jī)并通過(guò)高溫?zé)煔夤艿赖呐酝ㄍǖ兰半娍亻y與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組相連 接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)合理，能量利用率高，裝置啟動(dòng)后，生物質(zhì)熔融氣化所需能量無(wú)需外界提 供；生物質(zhì)熔融氣化在130(TC下進(jìn)行反應(yīng)，對(duì)生物質(zhì)迅速氣化，產(chǎn)生的氣化氣熱值達(dá)6MJ， 可有效的提高生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用率。2、生物質(zhì)氣化過(guò)程中產(chǎn)生的氣化氣經(jīng)氣化氣余熱利用系統(tǒng)，其熱量被充分利用， 既節(jié)能又環(huán)保。3、生物質(zhì)氣化過(guò)程實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的進(jìn)料、氣化、發(fā)電工業(yè)性作業(yè)。4、生物質(zhì)氣化過(guò)程中不產(chǎn)生焦油，降低了后續(xù)氣體凈化工藝要求。5、氣化溫度實(shí)現(xiàn)精確控制，生物質(zhì)熔融氣化氣品質(zhì)優(yōu)良，形成高熱值、成分穩(wěn)定的 產(chǎn)品，經(jīng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)能量的合理利用。6、自動(dòng)化程度高，裝料、氣化、余熱利用、氣化氣氧化利用等過(guò)程完全自動(dòng)化控制。
四

附圖為本發(fā)明的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實(shí)施例方式一種生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝，生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝，包括生物質(zhì)進(jìn)行熔融 氣化、發(fā)電及余熱利用，其特征在于所述生物質(zhì)的熔融氣化在生物質(zhì)熔融氣化工藝裝置中 運(yùn)行，包括如下工藝步驟(A)由液化氣啟動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠?300°C下對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行熔融氣化反應(yīng)，氣化過(guò)程中產(chǎn)生的氣化氣經(jīng)氣化氣余熱利用系統(tǒng)、 氣體凈化系統(tǒng)后分成兩路，一路進(jìn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，產(chǎn)生電能，另一路進(jìn)入升溫器氧化放出熱 量，為一定體積比例的空氣和水蒸氣組成的氣化劑補(bǔ)充能量；(B)氣化劑經(jīng)煙氣余熱利用 系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系統(tǒng)、升溫器升溫到1000°C后，進(jìn)入熔融氣化爐，使生物質(zhì)進(jìn)行高溫 熔融氣化；(C)系統(tǒng)啟動(dòng)后，由氣化劑提供保持生物質(zhì)連續(xù)熔融氣化的能量，無(wú)需外界提供 能量；(D)生物質(zhì)熔融氣化工藝的全過(guò)程自動(dòng)控制運(yùn)行。生物質(zhì)熔融氣化過(guò)程所需能量來(lái)源于生物質(zhì)氧化自身產(chǎn)生的氣化氣釋放的熱能， 無(wú)需外界提供能量。所述自動(dòng)控制是根據(jù)熔融氣化爐溫度傳感器發(fā)出的信號(hào)由自動(dòng)操縱控 制顯示器進(jìn)行自動(dòng)控制。參閱附圖，一種生物質(zhì)熔融氣化及發(fā)電聯(lián)合工藝裝置，包括物料輸送及熔融氣化 系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系、氣體凈化系統(tǒng)、氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng)、煙氣余熱利用系統(tǒng)、自 動(dòng)控制系統(tǒng)。物料輸送及熔融氣化系統(tǒng)包括熔融氣化爐4及其入口連接的進(jìn)料裝置3 ；所 述氣化氣余熱利用系統(tǒng)包括控溫器5及其相連接的加熱器6、高位水箱8、風(fēng)扇水箱9、水泵 14和低位水箱15 ；所述氣體凈化系統(tǒng)包括與加熱器6相連的降溫器7、風(fēng)機(jī)10、降溫除塵除 液裝置11、排空裝置12 ；所述氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng)包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組13、升溫器2 ；所 述煙氣余熱利用系統(tǒng)包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組13及與其相連接的預(yù)熱器16、蒸汽發(fā)生器17、風(fēng)機(jī) 10 ；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括自動(dòng)操縱控制顯示器18及與該自動(dòng)操縱控制顯示器18共同電 連接的安裝于熔融氣化爐4、控溫器5、降溫器7、升溫器2、預(yù)熱器16、蒸汽發(fā)生器17內(nèi)的溫 度傳感器19和安裝于升溫器2內(nèi)的氧濃度傳感器20、安裝于升溫器2與氣化氣管道21之 間、控溫器5、加熱器6、降溫器7和高位水箱8之間、蒸汽發(fā)生器17與預(yù)熱器16之間、預(yù)熱 器16與風(fēng)機(jī)10之間的電控閥1 ；物料輸送及熔融氣化系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系統(tǒng)、氣體凈 化系統(tǒng)、氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng)和煙氣余熱利用系統(tǒng)通過(guò)氣化氣管道21、控溫管道22和 高溫?zé)煔夤艿?3相互連接在一起，并受自動(dòng)控制系統(tǒng)18的控制。熔融氣化爐4分別與升溫器2和控溫器5相連接控溫器5分別與熔融氣化爐4、加 熱器6和通過(guò)電控閥1與高位水箱8、降溫器7及通過(guò)控溫管道22與低位水箱15相相連。 降溫器7分別與加熱器6、風(fēng)機(jī)10、低位水箱15和通過(guò)電控閥1與高位水箱8相相連。升 溫器2與加熱器6和通過(guò)電控閥1與氣化氣管道21相連接。進(jìn)料裝置3安裝于熔融氣化 爐4的上端。預(yù)熱器16分別與加熱器6、風(fēng)機(jī)10、蒸汽發(fā)生器17相連接和通過(guò)高溫?zé)煔夤?道23與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組13相連接。蒸汽發(fā)生器17分別與預(yù)熱器16、風(fēng)機(jī)10并通過(guò)高溫?zé)?氣管道23的旁通通道及電控閥1與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組13相連接。降溫除塵除液裝置11分別 與風(fēng)機(jī)10和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組13相連接，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組13與降溫除塵除液裝置11之間安裝 有排空裝置12。啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程由液化氣啟動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組13，產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)高溫?zé)煔饨?jīng) 過(guò)預(yù)熱器16、蒸氣發(fā)生器17后排空；空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)10后和蒸汽發(fā)生器17產(chǎn)生的水蒸氣混合 后進(jìn)入預(yù)熱器16，被燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組13煙氣加熱，然后經(jīng)過(guò)加熱器6進(jìn)入升溫器2，混合一定 比例的天然氣燃燒，后進(jìn)入熔融氣化爐4，為熔融氣化提供能量。當(dāng)進(jìn)入熔融氣化爐4的氣 化劑溫度達(dá)到1000°C時(shí)，物料經(jīng)進(jìn)料裝置3進(jìn)入熔融氣化爐4內(nèi)，熔融氣化產(chǎn)生的氣化氣進(jìn) 入控溫器5降溫后進(jìn)入加熱器6，加熱氣化劑，然后經(jīng)過(guò)降溫器7后通過(guò)風(fēng)機(jī)10進(jìn)入降溫除 塵除液裝置后成為潔凈的可燃?xì)怏w排空。
正常運(yùn)行時(shí)，關(guān)閉天然氣閥門，關(guān)閉氣化氣排空閥門，氣化劑攜帶的能量由燃?xì)獍l(fā) 電機(jī)組13、升溫器2中氣化氣氧化放出的熱量以及加熱器6中高溫氣化氣攜帶的顯熱提供， 實(shí)現(xiàn)能量的有效利用，無(wú)有害氣體排放。
權(quán)利要求
一種生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝，包括生物質(zhì)進(jìn)行熔融氣化、發(fā)電及余熱利用，其特征在于所述生物質(zhì)的熔融氣化在生物質(zhì)熔融氣化工藝裝置中運(yùn)行，包括如下工藝步驟(A)由液化氣啟動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠?300℃下對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行熔融氣化反應(yīng)，氣化過(guò)程中產(chǎn)生的氣化氣經(jīng)氣化氣余熱利用系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)后分成兩路，一路進(jìn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，產(chǎn)生電能，另一路進(jìn)入升溫器氧化放出熱量，為一定體積比例的空氣和水蒸氣組成的氣化劑補(bǔ)充能量；(B)氣化劑經(jīng)煙氣余熱利用系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系統(tǒng)、升溫器升溫到1000℃后，進(jìn)入熔融氣化爐，使生物質(zhì)進(jìn)行高溫熔融氣化；(C)系統(tǒng)啟動(dòng)后，由氣化劑提供保持生物質(zhì)連續(xù)熔融氣化的能量，無(wú)需外界提供能量；(D)生物質(zhì)熔融氣化工藝的全過(guò)程自動(dòng)控制運(yùn)行。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝，其特征在于所述生物質(zhì)熔融氣化過(guò) 程所需能量來(lái)源于生物質(zhì)氧化自身產(chǎn)生的氣化氣釋放的熱能，無(wú)需外界提供能量。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝，其特征在于所述自動(dòng)控制是根據(jù)熔 融氣化爐溫度傳感器發(fā)出的信號(hào)由自動(dòng)操縱控制顯示器進(jìn)行自動(dòng)控制。
4.一種生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝及裝置，包括物料輸送及熔融氣化系統(tǒng)、氣化氣余熱 利用系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng)、煙氣余熱利用系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)，其 特征在于所述物料輸送及熔融氣化系統(tǒng)包括熔融氣化爐及其入口連接的進(jìn)料裝置；所述 氣化氣余熱利用系統(tǒng)包括控溫器及其相連接的加熱器、高位水箱、風(fēng)扇水箱、水泵和低位水 箱；所述氣體凈化系統(tǒng)包括與加熱器相連的降溫器、風(fēng)機(jī)、降溫除塵除液裝置、排空裝置； 所述氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng)包括燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組、升溫器；所述煙氣余熱利用系統(tǒng)包括燃 氣發(fā)電機(jī)組及與其相連接的預(yù)熱器、蒸汽發(fā)生器、風(fēng)機(jī)；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括自動(dòng)操縱控 制顯示器及與該自動(dòng)操縱控制顯示器共同電連接的、安裝于熔融氣化爐、控溫器、降溫器、 升溫器、預(yù)熱器、蒸汽發(fā)生器內(nèi)的溫度傳感器、安裝于升溫器內(nèi)的氧濃度傳感器、安裝于升 溫器與氣化氣管道之間、控溫器、加熱器、降溫器和高位水箱之間、蒸汽發(fā)生器與預(yù)熱器之 間、預(yù)熱器與風(fēng)機(jī)之間的電控閥；所述熔融氣化爐分別與升溫器和控溫器相連接；所述物 料輸送及熔融氣化系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系統(tǒng)、氣體凈化系統(tǒng)、氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng)和 煙氣余熱利用系統(tǒng)通過(guò)氣化氣管道、控溫管道和高溫?zé)煔夤艿老嗷ミB接在一起，并受自動(dòng) 控制系統(tǒng)的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝裝置，其特征在于所述控溫器分別與 熔融氣化爐、加熱器和通過(guò)電控閥與高位水箱、降溫器及通過(guò)控溫管道與低位水箱相相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝裝置，其特征在于所述降溫器分別與 加熱器、風(fēng)機(jī)、低位水箱和通過(guò)電控閥與高位水箱相相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝裝置，其特征在于所述升溫器與加熱 器和通過(guò)電控閥與氣化氣管道相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝裝置，其特征在于所述進(jìn)料裝置安裝 于熔融氣化爐的上端。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝裝置，其特征在于所述預(yù)熱器分別與 加熱器、風(fēng)機(jī)、蒸汽發(fā)生器相連接和通過(guò)高溫?zé)煔夤艿琅c燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或9所述生物質(zhì)熔融氣化及發(fā)電聯(lián)合工藝裝置，其特征在于所述蒸 汽發(fā)生器分別與預(yù)熱器、風(fēng)機(jī)并通過(guò)高溫?zé)煔夤艿赖呐酝ㄍǖ兰半娍亻y與燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組相連接。
全文摘要
一種生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝，包括生物質(zhì)的熔融氣化，包括由液化氣啟動(dòng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠?300℃下對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行熔融氣化反應(yīng)，產(chǎn)生的氣化氣進(jìn)行發(fā)電和為氣化劑補(bǔ)充能量；氣化劑經(jīng)升溫到1000℃后，使生物質(zhì)進(jìn)行高溫熔融氣化；系統(tǒng)啟動(dòng)后，由氣化劑提供保持生物質(zhì)連續(xù)熔融氣化的能量，無(wú)需外界提供能量；生物質(zhì)熔融氣化過(guò)程全自動(dòng)控制。裝置包括物料輸送及熔融氣化系統(tǒng)、氣化氣余熱利用系、氣體凈化系統(tǒng)、氣化氣氧化余熱利用系統(tǒng)、煙氣余熱利用系統(tǒng)相互連接在一起，并受自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制。本發(fā)明具能量利用率高，裝置啟動(dòng)后，生物質(zhì)熔融氣化所需能量無(wú)需外界提供、既節(jié)能又環(huán)保、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，廣泛在生物質(zhì)熔融氣化發(fā)電工藝中應(yīng)用。
文檔編號(hào)C10J3/16GK101906322SQ201010225720
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者劉勇, 劉瑞剛, 許峰, 陳飛 申請(qǐng)人:勝利油田勝利動(dòng)力機(jī)械集團(tuán)有限公司