一種生物質(zhì)氣化供氣聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱、肥的工藝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種生物質(zhì)氣化供氣聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱、肥的工藝方法，屬于生物質(zhì)能源領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在能源和環(huán)境的雙重壓力下，大力開(kāi)發(fā)清潔的可再生能源已成為擺在世界各國(guó)政府面前的一個(gè)非常緊迫的世界性課題。生物質(zhì)能和其他新能源相比，具有可再生、污染少、可運(yùn)輸和儲(chǔ)存、與現(xiàn)在能源工業(yè)最具相容性等特點(diǎn)，因而特別受到關(guān)注。中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)林生物質(zhì)資源豐富、數(shù)量巨大、品種多樣性。在利好的政策背景下，生物質(zhì)資源化利用在中國(guó)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但同時(shí)也產(chǎn)生工藝、裝備上的很多問(wèn)題。
[0003]生物質(zhì)氣化作為生物質(zhì)資源化利用中一種熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法，在國(guó)內(nèi)多所高校進(jìn)行了深入研究。人們相續(xù)開(kāi)發(fā)了很多氣化發(fā)電工藝及裝備?？v觀當(dāng)前生物質(zhì)資源化利用氣化發(fā)電工藝及裝備:產(chǎn)品單一，經(jīng)濟(jì)效益低；采用濕式凈化系統(tǒng)，產(chǎn)生水污染；由于凈化不徹底采用內(nèi)燃機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性差。如林源科技開(kāi)發(fā)有限公司的韓文科等人開(kāi)發(fā)的專利《規(guī)模化固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝及成套設(shè)備》、臺(tái)灣黃家笙等人開(kāi)發(fā)的專利《一種生物質(zhì)能循環(huán)發(fā)電工藝及發(fā)電系統(tǒng)》、昆明電研新能源科技有限公司《生物質(zhì)能源氣化發(fā)電裝置》:產(chǎn)品單一，采用濕式凈化熱損失多同時(shí)增加深度水處理工藝，采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，穩(wěn)定性差。
[0004]現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)所上秸桿氣化發(fā)電項(xiàng)目，使用如下工藝:生物質(zhì)原料預(yù)處理(削片、干燥到含水率20%以下)+固定床或者流化床+氣體凈化裝置+內(nèi)燃機(jī)發(fā)電(燃?xì)廨啓C(jī))。這些氣化發(fā)電工藝只有發(fā)電沒(méi)有炭產(chǎn)品；這些運(yùn)行過(guò)程中氣化爐產(chǎn)出的可燃?xì)庵泻蟹蹓m和焦油，用于內(nèi)燃機(jī)發(fā)電必須對(duì)可燃?xì)膺M(jìn)行深度凈化，目前較好的可燃?xì)鈨艋绞绞撬醇与姴督梗姴督箤?duì)燃?xì)庵醒鹾坑幸?，如超?biāo)可能會(huì)發(fā)生安全事故，這導(dǎo)致電捕焦法無(wú)法推廣使用?？扇?xì)饨?jīng)過(guò)水洗凈化，確實(shí)去除了幾乎全部的粉塵和可燃?xì)?，但還留有少量焦油，這部分少量焦油嚴(yán)重影響了內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，使得內(nèi)燃發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性、效率下降及維護(hù)費(fèi)用提高，特別規(guī)模化上網(wǎng)發(fā)電無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行難以推廣應(yīng)用；這種工藝產(chǎn)品單一，經(jīng)濟(jì)效益差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出的是一種生物質(zhì)氣化供氣聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱、肥的工藝方法，其目的旨在解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，無(wú)需對(duì)生物質(zhì)爐外干燥，可生產(chǎn)多樣化產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益，系統(tǒng)穩(wěn)定、環(huán)保，滿足適應(yīng)規(guī)?；茝V使用的要求。
[0006]本發(fā)明技術(shù)解決方案:一種生物質(zhì)氣化供氣聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱、肥的工藝方法，利用自干燥、噴動(dòng)式多聯(lián)產(chǎn)氣化裝置，氣化制得的熱燃?xì)庾鳛殄仩t的燃料，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，同時(shí)得到電、炭、熱、粗肥四項(xiàng)產(chǎn)品，具體工藝步驟包括如下:
1)生物質(zhì)原料的收集、削片至5cm左右； 2)生物質(zhì)原料在皮帶輸送、提升機(jī)作用下，被送入自干燥、噴動(dòng)式多
聯(lián)產(chǎn)氣化裝置內(nèi)，生物質(zhì)原料在600-800 °C條件氣化產(chǎn)生可燃?xì)?，可燃?xì)鉄嶂禐?100-1300Kcal，溫度 300°C左右；
3)溫度300°C左右的熱燃?xì)馔ㄟ^(guò)粗肥收集器，肥料醋液被截留在粗肥收集器內(nèi)；所述的粗肥收集器是一種迷宮沉降器；
4)熱燃?xì)饪焖偻ㄟ^(guò)粗肥收集器后，直接送入燃燒器供燃?xì)忮仩t，燃?xì)庠阱仩t內(nèi)燃燒產(chǎn)生中溫中壓蒸汽，中溫中壓蒸汽(435°C、3.43Mpa)，推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，蒸汽輪機(jī)排出蒸汽余熱用來(lái)供暖；
5)炭冷卻收集后，皮帶輸送至成型機(jī)，通過(guò)成型機(jī)機(jī)加工成燒烤炭、工業(yè)炭等；
6)鍋爐余熱通過(guò)空氣預(yù)熱器對(duì)空氣加熱，熱空氣由鼓風(fēng)機(jī)送入氣化爐。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
1)本工藝生產(chǎn)電、炭、熱、肥四項(xiàng)產(chǎn)品，多樣性產(chǎn)品，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0008]2)采用氣化裝置設(shè)有原料自干燥系統(tǒng)，對(duì)于含水率50%左右的原料，不需要對(duì)原料干燥，可以利用氣化裝置反應(yīng)室熱量進(jìn)行自干燥，原料適應(yīng)性更廣。
[0009]3)噴動(dòng)式氣化系統(tǒng)，使得可燃?xì)夤苈窡o(wú)風(fēng)機(jī)，氣化爐安全性提高、維修率降低、操作簡(jiǎn)單。
[0010]4)采用熱燃?xì)鉄仩t，熱效率大大提高。
[0011]5)發(fā)電系統(tǒng)由燃?xì)忮仩t提供蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，設(shè)備穩(wěn)定大大提高，利于規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0012]附圖1是生物質(zhì)氣化供氣聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱、肥的工藝流程圖附圖2是自干燥、噴動(dòng)式多聯(lián)產(chǎn)氣化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖3是粗肥收集器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]對(duì)照附圖1
生物質(zhì)氣化供氣聯(lián)產(chǎn)電、炭、熱、肥的工藝流程圖中，1是預(yù)處理(切片、提升機(jī))、2是自干燥、噴動(dòng)式多聯(lián)產(chǎn)氣化裝置、3是炭冷卻收集系統(tǒng)、4是干式粗肥收集器(也是一種重力沉降器)、5是鼓風(fēng)機(jī)、6是熱燃?xì)馊紵鳌?是燃燒器供空氣風(fēng)機(jī)、8是燃?xì)忮仩t、9是省煤器、10是空氣預(yù)熱器、11是煙氣抽風(fēng)機(jī)、12是排氣筒、13是蒸汽汽輪機(jī)、14是發(fā)電機(jī)、15是料斗、16上氣動(dòng)閥、17是過(guò)渡料筒(帶料位計(jì))、18是下氣動(dòng)閥、19是螺旋前料倉(cāng)、20是一級(jí)進(jìn)料螺旋、21是二級(jí)立式插入裝置內(nèi)部進(jìn)料螺旋、22是蓄熱體(陶瓷等)、23是上檢修人孔、24是反應(yīng)腔、25是燃?xì)獬隹凇?6是壓力變送器、27是料位計(jì)、28是熱電偶(根據(jù)需要布置相對(duì)數(shù)量的)、29是下檢修人孔、30是點(diǎn)火口、31是干燥水汽排出口、32是鼓風(fēng)機(jī)、33是爐排、34是爐排支撐旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、35是爐排旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置、36是出炭口(設(shè)有出炭冷卻螺旋與關(guān)風(fēng)機(jī)，保證出炭密封)、37是燃?xì)膺M(jìn)口、38是燃?xì)獬隹凇?9是中間隔離板、40是打滿直徑20mm的孔間距30mm的迷宮板、41是積液槽。
【具體實(shí)施方式】
[0015]對(duì)照附圖1，以木材原料為例:經(jīng)過(guò)切片的原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理1 (用鼓式切片機(jī)切片至6CM左右)、提升機(jī)進(jìn)入氣化裝置2中在600-800°C發(fā)生氧化-還原反應(yīng)，鼓風(fēng)機(jī)5從氣化裝置2鼓入來(lái)自空氣預(yù)熱器10的熱空氣和來(lái)自于爐內(nèi)干燥的水汽，氣化后產(chǎn)生熱燃?xì)?熱燃?xì)鉁囟?00-300°C含有提取液、焦油、粉塵)，在鼓風(fēng)機(jī)5的正壓下經(jīng)過(guò)原料層實(shí)現(xiàn)氣體中粉塵的初步過(guò)濾，然后在粗肥收集器4經(jīng)過(guò)初步重力沉降，將重質(zhì)焦油和提取液截留在粗肥收集器中，氣化裝置2下部產(chǎn)生的生物質(zhì)炭經(jīng)過(guò)常規(guī)設(shè)備內(nèi)軸和外殼通水的螺旋冷卻收集后打包入庫(kù)，最終熱燃?xì)馔ㄟ^(guò)熱燃?xì)馊紵?送入燃?xì)忮仩t8中燃燒，鍋爐8產(chǎn)生中