本发明专利技术涉及一种分布式生物质与有机朗肯循环联合发电、炭热多联产系统和方法，属于能源与环境技术领域。该分布式生物质与有机朗肯循环联合发电、炭热多联产系统和方法，包括一级系统、二级系统和三级系统；一级系统中流化床热解炉中分解成可燃气、生物油和生物质炭，在余热锅炉中与有机朗肯循环发电的方式回收可燃气和生物油混合物中的余热资源；二级系统将上述余热锅炉中冷却的生物油流入到内燃机产生的高温烟气，采用有机朗肯循环发电的方式对生物油产生的高温烟气余热回收，循环中产生的中低温烟气干燥生物质原料、预热回水后排出；三级系统将产生可燃气体物料，其余烟气对回水进行加热。在整个过程中，生物质中的能量得到最大限度的利用。
【技术实现步骤摘要】
分布式生物质与有机朗肯循环联合发电、炭热多联产系统 和方法
本专利技术涉及一种分布式生物质与有机朗肯循环联合发电、炭热多联产系统和方 法，属于能源与环境
。
技术介绍
当前，我国面临严峻的能源与环境问题，开发和利用资源储量大、清洁无污染的可 再生能源对我国国民经济的可持续健康发展和保障国家能源安全具有重大意义。在各种可 再生能源中，生物质能是唯一可再生的碳源，也是唯一可贮存和运输的可再生能源，被认为 是化石燃料潜在的替代能源，其高效转换与清洁利用技术日益受到世界范围的关注。 我国是农业大国，拥有丰富的生物质能资源，根据我国农产品的产量推测，2015年 我国农作物秸杆产量将达到9亿吨，可收集量每年约6. 4亿吨，折合成标煤约为3. 2亿吨； 2015年我国林业加工过程中产生的木质废弃物约为1.4亿吨。由此可见，生物质能源在我 国能源资源中占有举足轻重的地位，合理开发利用生物质能是缓解我国能源危机的重要出 路之一。 虽然生物质能具有储量大、可再生性等优点，但同时也存在分布分散、能量密度 低、收集和储运困难等问题，因此适合于通过建设分布式能源系统对其加以利用。分布式能 源系统是直接面向用户提供电、热等形式能量的中小型终端供能系统，它与传统的能源集 中生产和输送的模式不同，分布式能源系统分散在用户端，能够实现能量的梯级利用、更好 地回收低温余热，达到更高的能源利用率、供能安全性以及更好的环保性能等多项目标。 生物质热解是在缺氧条件下使生物质高温裂解生成生物质炭、可燃气和生物油的 过程。目前采用生物质热解方法制取的生物油主要用作液体燃料或化工原料，可燃气主要 用于燃气发电、集中供热或燃气锅炉等，生物质热解过程中生物油的产量相对于生物质炭 和可燃气更大，如何合理利用生物油，特别是在一些偏远的、电力供应不足的地区，是一个 需要解决的问题。采用分布式生物质热解系统，将热解主要产物生物油用于内燃机发电，解 决偏远地区电力供应问题，是生物油合理利用的重要手段之一。此外，如何高效利用生物质 热解产物和生物质热解发电过程中的余热资源，是生物质热解发电过程迫切需要解决的问 题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题及不足，提供一种分布式生物质与有机朗肯循环 联合发电、炭热多联产系统和方法。该系统可最大限度地将生物质能转换为清洁的电能和 生物质炭，并且能够提供生活热水，该方法能够实现生物质热解发电过程余热的高效梯级 利用，提高生物质能的利用率，本专利技术通过以下技术方案实现。 -种分布式生物质与有机朗肯循环联合发电、炭热多联产系统，包括一级系统、二 级系统和三级系统； 所述一级系统包括流化床热解炉1、高温旋风分离器2、高温电除尘器3、余热锅炉I 4、 汽轮机I 5、发电机I 6、有机工质预热器I 7、冷凝器I 8、有机工质储液罐I 9和有机工质 循环泵I 10,流化床热解炉1顶部的可燃气与生物油混合物的出气口与高温旋风分离器2 连接，流化床热解炉1底部设有生物质碳出口，高温旋风分离器2 -侧依次与高温电除尘器 3、余热锅炉I 4连接，余热锅炉I 4为管壳式结构，外层管与高温电除尘器3的可燃气与生 物油混合物的出气口连接，内层管与有机工质预热器I 7中的有机工质出口连接，余热锅 炉I 4的有机工质蒸汽出口与汽轮机I 5连接，汽轮机I 5通过发电机I 6发电，汽轮机 I 5中的有机工质蒸汽乏汽出口与有机工质预热器I 7连接，有机工质预热器I 7中的有 机工质预热出口依次连接冷凝器I 8、有机工质储液罐I 9,有机工质储液罐I 9中的有机 工质通过有机工质循环泵I 10流入有机工质预热器I 7中； 所述二级系统包括生物油储罐11、油水分离器12、内燃机13、发电机II 14、余热锅炉 II 15、导热油循环泵16、有机工质蒸发器17、汽轮机II 18、发电机III 19、有机工质预热器 II 20、冷凝器II 21、有机工质储液罐II 22、有机工质循环泵II 23、生物质干燥机24、热水预 热器25、引风机26和烟囱27,生物油储罐11与余热锅炉I 4的生物油冷凝析出出口连接， 生物油储罐11出口依次与内燃机13连接，内燃机13通过发电机II 14发电，内燃机13中的 高温烟气出口与余热锅炉II 15中的外层管道连接，余热锅炉II 15中的内层管道相对高温 烟气逆流通过导热油循环泵16与有机工质蒸发器17中的导热油出口连接，余热锅炉II 15 中的内层管道中被加热的导热油出口连接有机工质蒸发器17,有机工质蒸发器17的加热 工质蒸汽出口与汽轮机II 18连接，汽轮机II 18通过发电机III19发电，汽轮机II 18出口依 次与有机工质预热器II 20、冷凝器II 21、有机工质储液罐II 22连接，有机工质储液罐II 22 有机工质通过有机工质循环泵II 23回到有机工质预热器II 20中，有机工质预热器II 20有 机工质出口与有机工质蒸发器17连接，余热锅炉II 15中的中低温烟气出口与生物质干燥 机24连接，生物质干燥机24中的干燥生物质出口与流化床热解炉1连接，生物质干燥机24 低温烟气出口与热水预热器25连接，热水预热器25中的烟气出口经引风机26从烟囱27 中排出； 所述三级系统包括电捕焦油器28、冷却器29、燃烧器30、换热器31和热水加热器32， 电捕焦油器28与余热锅炉I 4中的可燃气和生物油混合物出口连接，电捕焦油器28的可 燃气出口与冷却器29连接，冷却器29的生物油出口与生物油储罐11连接，冷却器29的可 燃气出口分别与燃烧器30和换热器31连接，燃烧器30出口连接换热器31，换热器31中的 高温可燃气出口与热水加热器32连接，热水加热器32中的预热水入口与热水预热器25预 热水出口连接，热水加热器32中的热水出口与用户端连接，用户端中的冷水出口与热水预 热器25连接，换热器31中的高温可燃气体出口连接流化床热解炉1。 -种分布式生物质与有机朗肯循环联合发电、炭热多联产方法，其具体步骤如 下： (1)首先将破碎后的生物质和高温可燃气体进入到流化床热解炉中分解成可燃气、生 物油和生物质炭，生物质炭由螺旋输送机从流化床热解炉底部输出，螺旋输送机设有水冷 装置对生物质炭进行冷却，直至生物质炭的温度低于炭的燃点时由出炭口排出，得到生物 质炭产品，每吨生物质热解可生产生物质炭的量为7(Tl20kg ;可燃气和生物油的混合物从 流化床热解炉顶部输出，进入高温旋风分离器经旋风分离后得到的少量生物质炭及可燃气 和生物油混合物，少量生物质炭从高温旋风分离器底部输出，所述旋风分离器入口处可燃 气温度为55(T750°C ;可燃气和生物油混合物继续进入到高温电除尘器后流入到余热锅炉 中，此时可燃气和生物油混合物温度为50(T65(TC，在余热锅炉中与有机朗肯循环发电的方 式回收可燃气和生物油混合物中的余热资源，即余热锅炉为管壳式结构，外层管与高温电 除尘器的可燃气与生物油混合物的出气口连接，内层管与有机工质预热器I中的有机工质 出口连接，有机工质被加热温度升高到20(T30(TC，产生的蒸汽进入汽轮机输出机械能带动 发电机发电，然后乏汽进入有机工质预本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分布式生物质与有机朗肯循环联合发电、炭热多联产系统，其特征在于：包括一级系统、二级系统和三级系统；所述一级系统包括流化床热解炉（1）、高温旋风分离器（2）、高温电除尘器（3）、余热锅炉Ⅰ（4）、汽轮机Ⅰ（5）、发电机Ⅰ（6）、有机工质预热器Ⅰ（7）、冷凝器Ⅰ（8）、有机工质储液罐Ⅰ（9）和有机工质循环泵Ⅰ（10），流化床热解炉（1）顶部的可燃气与生物油混合物的出气口与高温旋风分离器（2）连接，流化床热解炉（1）底部设有生物质碳出口，高温旋风分离器（2）一侧依次与高温电除尘器（3）、余热锅炉Ⅰ（4）连接，余热锅炉Ⅰ（4）为管壳式结构，外层管与高温电除尘器（3）的可燃气与生物油混合物的出气口连接，内层管与有机工质预热器Ⅰ（7）中的有机工质出口连接，余热锅炉Ⅰ（4）的有机工质蒸汽出口与汽轮机Ⅰ（5）连接，汽轮机Ⅰ（5）通过发电机Ⅰ（6）发电，汽轮机Ⅰ（5）中的有机工质蒸汽乏汽出口与有机工质预热器Ⅰ（7）连接，有机工质预热器Ⅰ（7）中的有机工质预热出口依次连接冷凝器Ⅰ（8）、有机工质储液罐Ⅰ（9），有机工质储液罐Ⅰ（9）中的有机工质通过有机工质循环泵Ⅰ（10）流入有机工质预热器Ⅰ（7）中；所述二级系统包括生物油储罐（11）、油水分离器（12）、内燃机（13）、发电机Ⅱ（14）、余热锅炉Ⅱ（15）、导热油循环泵（16）、有机工质蒸发器（17）、汽轮机Ⅱ（18）、发电机Ⅲ（19）、有机工质预热器Ⅱ（20）、冷凝器Ⅱ（21）、有机工质储液罐Ⅱ（22）、有机工质循环泵Ⅱ（23）、生物质干燥机（24）、热水预热器（25）、引风机（26）和烟囱（27），生物油储罐（11）与余热锅炉Ⅰ（4）的生物油冷凝析出出口连接，生物油储罐（11）出口依次与内燃机（13）连接，内燃机（13）通过发电机Ⅱ（14）发电，内燃机（13）中的高温烟气出口与余热锅炉Ⅱ（15）中的外层管道连接，余热锅炉Ⅱ（15）中的内层管道相对高温烟气逆流通过导热油循环泵（16）与有机工质蒸发器（17）中的导热油出口连接，余热锅炉Ⅱ（15）中的内层管道中被加热的导热油出口连接有机工质蒸发器（17），有机工质蒸发器（17）的加热工质蒸汽出口与汽轮机Ⅱ（18）连接，汽轮机Ⅱ（18）通过发电机Ⅲ（19）发电，汽轮机Ⅱ（18）出口依次与有机工质预热器Ⅱ（20）、冷凝器Ⅱ（21）、有机工质储液罐Ⅱ（22）连接，有机工质储液罐Ⅱ（22）有机工质通过有机工质循环泵Ⅱ（23）回到有机工质预热器Ⅱ（20）中，有机工质预热器Ⅱ（20）有机工质出口与有机工质蒸发器（17）连接，余热锅炉Ⅱ（15）中的中低温烟气出口与生物质干燥机（24）连接，生物质干燥机（24）中的干燥生物质出口与流化床热解炉（1）连接，生物质干燥机（24）低温烟气出口与热水预热器（25）连接，热水预热器（25）中的烟气出口经引风机（26）从烟囱（27）中排出；所述三级系统包括电捕焦油器（28）、冷却器（29）、燃烧器（30）、换热器（31）和热水加热器（32），电捕焦油器（28）与余热锅炉Ⅰ（4）中的可燃气和生物油混合物出口连接，电捕焦油器（28）的可燃气出口与冷却器（29）连接，冷却器（29）的生物油出口与生物油储罐（11）连接，冷却器（29）的可燃气出口分别与燃烧器（30）和换热器（31）连接，燃烧器（30）出口连接换热器（31），换热器（31）中的高温可燃气出口与热水加热器（32）连接，热水加热器（32）中的预热水入口与热水预热器（25）预热水出口连接，热水加热器（32）中的热水出口与用户端连接，用户端中的冷水出口与热水预热器（25）连接，换热器（31）中的高温可燃气体出口连接流化床热解炉（1）。...
【技术特征摘要】
1. 一种分布式生物质与有机朗肯循环联合发电、炭热多联产系统，其特征在于：包括 一级系统、二级系统和三级系统； 所述一级系统包括流化床热解炉（1)、高温旋风分离器（2)、高温电除尘器（3)、余热锅 炉I (4)、汽轮机I (5)、发电机I (6)、有机工质预热器I (7)、冷凝器I (8)、有机工质储液 罐I (9)和有机工质循环泵I (10)，流化床热解炉（1)顶部的可燃气与生物油混合物的出 气口与高温旋风分离器（2)连接，流化床热解炉（1)底部设有生物质碳出口，高温旋风分离 器（2)-侧依次与高温电除尘器（3)、余热锅炉I (4)连接，余热锅炉I (4)为管壳式结构， 外层管与高温电除尘器（3)的可燃气与生物油混合物的出气口连接，内层管与有机工质预 热器I (7)中的有机工质出口连接，余热锅炉I (4)的有机工质蒸汽出口与汽轮机I (5)连 接，汽轮机I (5)通过发电机I (6)发电，汽轮机I (5)中的有机工质蒸汽乏汽出口与有机 工质预热器I (7)连接，有机工质预热器I (7)中的有机工质预热出口依次连接冷凝器I (8)、有机工质储液罐I (9)，有机工质储液罐I (9)中的有机工质通过有机工质循环泵I (10) 流入有机工质预热器I (7)中； 所述二级系统包括生物油储罐（11)、油水分离器（12)、内燃机（13)、发电机II (14)、余 热锅炉II (15)、导热油循环泵（16)、有机工质蒸发器（17)、汽轮机II (18)、发电机111(19)、 有机工质预热器II (20)、冷凝器II (21)、有机工质储液罐II (22)、有机工质循环泵II (23)、 生物质干燥机（24)、热水预热器（25)、引风机（26)和烟囱（27)，生物油储罐（11)与余热锅 炉I (4)的生物油冷凝析出出口连接，生物油储罐（11)出口依次与内燃机（13)连接，内燃 机（13)通过发电机II (14)发电，内燃机（13)中的高温烟气出口与余热锅炉II (15)中的外 层管道连接，余热锅炉II (15)中的内层管道相对高温烟气逆流通过导热油循环泵（16)与 有机工质蒸发器（17)中的导热油出口连接，余热锅炉II (15)中的内层管道中被加热的导 热油出口连接有机工质蒸发器（17)，有机工质蒸发器（17)的加热工质蒸汽出口与汽轮机 II (18)连接，汽轮机II (18)通过发电机III(19)发电，汽轮机II (18)出口依次与有机工质 预热器II (20)、冷凝器II (21)、有机工质储液罐II (22)连接，有机工质储液罐II (22)有机 工质通过有机工质循环泵II (23)回到有机工质预热器II (20)中，有机工质预热器II (20) 有机工质出口与有机工质蒸发器（17)连接，余热锅炉II (15)中的中低温烟气出口与生物 质干燥机（24)连接，生物质干燥机（24)中的干燥生物质出口与流化床热解炉（1)连接，生 物质干燥机（24)低温烟气...
【专利技术属性】
技术研发人员：王华，刘慧利，胡建杭，黄睿，伍祥超，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。