生物质气化发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了生物质气化发电系统，包括：气化炉、粗可燃气预处理单元、储气罐、增压泵、膜分离式氮气产生器、储气柜和燃气发电单元。其中，气化炉具有生物质入口、粗可燃气出口；粗可燃气预处理单元具有粗可燃气入口和预处理可燃气出口，粗可燃气入口与粗可燃气出口相连；储气罐与预处理可燃气出口相连；增压泵具有预处理可燃气入口和加压可燃气出口，预处理可燃气入口与储气罐相连；膜分离式氮气产生器具有加压可燃气入口、提纯可燃气出口和氮气出口，加压可燃气入口与加压可燃气出口相连；储气柜与提纯可燃气出口相连；燃气发电单元与储气柜相连。采用该系统可以显著提高可燃气体的纯度，提高可燃气发电效率和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
生物质气化发电系统
本技术属于清洁能源领域，具体而言，涉及生物质气化发电系统。
技术介绍
生物质气化技术可以将生物质(玉米、小麦、棉花、水稻秸秆及稻壳、农林废弃物等)转化为生物燃气/电能/生物炭/热能(蒸汽、热水)/炭基肥和叶面肥等多种产出品，将生物质“变废为宝”且做到了“吃干榨尽”，让生物质自身价值最大化。具体地，通过控制气化炉内氧含量可以使生物质发生一系列热解、氧化、还原反应，将生物质中的木质素和纤维素部分转化为生物燃气(主要含CO、H2、CH4、CnHm、N2、CO2、O2等)，生物质燃气直接进入到燃气锅炉内燃烧，产生蒸汽推动汽轮发电机产生电能或为周边企业供热；剩余部分产物为生物质炭，可以制成高附加值的炭基肥、烧烤炭、活性炭等。生物质气化发电项目主要靠气化炉产生可燃气体，但可燃气体中H2、CH4、CnHm等可燃烧的气体成分含量较低，N2的含量较高，大约占50％，燃气热值较低，进而造成发电效率较低。因此，如何提高可燃气体中可燃烧的气体成分含量具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出生物质气化发电系统，通过采用该系统可以将生物质气化产生的可燃气体中的氮气有效分离出来，显著提高可燃气体的纯度，进而显著提高可燃气发电效率和经济效益。本技术是在致力于解决以下问题的基础上提出的：现生物质气化发电技术，主要是将从气化炉中的产生的气体经过除尘器，喷淋塔，脱水器等过滤设备，对可燃气体进行除尘净化，但燃气中还含有大量的不可燃气体氮气，燃气中氮气的含量大约占50％，对燃气的热值造成一定的影响，进而影响发电效率。为此，根据本技术的一个方面，本技术提出了一种生物质气化发电系统，包括：气化炉，所述气化炉具有生物质入口、粗可燃气出口；粗可燃气预处理单元，所述粗可燃气预处理单元具有粗可燃气入口和预处理可燃气出口，所述粗可燃气入口与所述粗可燃气出口相连；储气罐，所述储气罐与所述预处理可燃气出口相连；增压泵，所述增压泵具有预处理可燃气入口和加压可燃气出口，所述预处理可燃气入口与所述储气罐相连；膜分离式氮气产生器，所述膜分离式氮气产生器具有加压可燃气入口、提纯可燃气出口和氮气出口，所述加压可燃气入口与所述加压可燃气出口相连；储气柜，所述储气柜与所述提纯可燃气出口相连；燃气发电单元，所述燃气发电单元与所述储气柜相连。本技术上述实施例的生物质气化发电系统通过采用增压泵和膜分离式氮气产生器，可以对经过粗可燃气预处理单元处理后得到的预处理可燃气进行进一步提纯，有效分离出预处理可燃气中的氮气，由此，可以显著提高可燃气体的纯度，进而显著提高可燃气发电效率和经济效益。另外，根据本技术上述实施例的生物质气化发电系统还可以具有如下附加的技术特征：在本技术中，生物质气化发电系统进一步包括：氮气储罐，所述氮气储罐与所述膜分离式氮气产生器的氮气出口相连。由此，可以对分离出的氮气进行回收再利用，进一步提高原料的利用率。在本技术中，生物质气化发电系统进一步包括：温度计和流量计，所述温度计和流量计分别设置在所述膜分离式氮气产生器与所述氮气储罐之间。由此，可以有效监控分离出的氮气的温度和流量。在本技术中，所述粗可燃气预处理单元包括：旋风分离器，所述旋风分离器与所述粗生物质可燃气出口相连；喷淋塔组，所述喷淋塔组与所述旋风分离器相连；脱水器，所述脱水器与所述喷淋塔组相连。由此，可以有效对生物质气化产生的粗可燃气进行初步地净化处理和脱水处理。在本技术中，所述喷淋塔组包括三个串联的喷淋塔。由此可以有效提高对粗可燃气的净化处理效果。在本技术中，所述燃气发电单元包括：多个燃气发电机组，所述多个燃气发电机组分别与所述储气柜相连。由此，可以进一步可燃气提高发电效率。在本技术中，所述燃气发电单元还包括：余热锅炉，所述余热锅炉具有烟气出口，所述余热锅炉与所述燃气发电机组的烟气出口相连；排烟装置，所述排烟装置与所述余热锅炉的烟气出口相连。由此，可以有效利用燃气发电机组排出的热烟气作为余热锅炉的热源，提高能源的利用率。附图说明图1是根据本技术一个实施例的生物质气化发电系统的结构示意图。图2是根据本技术一个实施例的生物质气化发电系统中膜分离式氮气产生器的结构示意图。图3是根据本技术一个实施例的膜分离式氮气产生器中的中空纤维膜的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种生物质气化发电系统，如图1所示，包括：气化炉100、粗可燃气预处理单元200、储气罐300、增压泵400、膜分离式氮气产生器500、储气柜600和燃气发电单元700。其中，气化炉100具有生物质入口110、粗可燃气出口120；粗可燃气预处理单元200具有粗可燃气入口210和预处理可燃气出口220，粗可燃气入口210与粗可燃气出口120相连；储气罐300与预处理可燃气出口220相连；增压泵400具有预处理可燃气入口410和加压可燃气出口420，预处理可燃气入口410与储气罐300相连；膜分离式氮气产生器500具有加压可燃气入口510、提纯可燃气出口520和氮气出口530，加压可燃气入口510与加压可燃气出口相连420；储气柜600与提纯可燃气出口520相连；燃气发电单元700与储气柜600相连。本技术上述实施例的生物质气化发电系统，首先通过粗可燃气预处理单元200对气化炉100输出的粗可燃气进行预处理，得到预处理可燃气并储存于储气罐300中，然后通过增压泵400对预处理可燃气进行加压处理，再利用膜分离式氮气产生器500对加压可燃气进行进一步提纯，有效分离出氮气，最后将提纯可燃气收集到储气柜600中并用于燃气发电单元700。由此，可以有效分离出可燃气中的氮气，显著提高可燃气体的纯度，进而显著提高可燃气的发电效率和经济效益。下面参图1-3对本技术实施例的生物质气化发电系统进行详细描述。根据本技术的具体实施例，如图2和图3所示，膜分离式氮气产生器500内可以包括中空纤维膜540。中空纤维膜540为分离制氮的膜组件，是一个圆筒状的高分子材料制成的中空纤维束，每束列管式热换器包含上百万根中空纤维，以提供最大限度的分离面积，每根纤维直径约几十微米。高压气体由纤维束的一端541进入，气体分子在压力作用下，首先在膜的高压侧接触，然后是吸附﹑溶解﹑扩散﹑脱溶﹑逸出。由于每种气体有不同的选择性渗透和扩散的特性，由此将生物质可燃气通过膜分离式氮气产生器500，可以有效分离出氮气。具体地，预处理可燃气中的O2和CO2等气体的渗透速率比较“快”，可以由高压内侧纤维壁向低压外侧渗出，由膜组件一侧的542排出；渗透速率较小的“慢气”-氮气则被富集在高压内侧，由膜组件的另一端543排出，实现氮气的分离。根据本技术实施例的生物质气化发电系统巧妙地将膜分离式氮气产生器500用于可燃气的氮气纯化，可分离出可燃气中50％的氮气，进而显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质气化发电系统，其特征在于，包括：气化炉，所述气化炉具有生物质入口、粗可燃气出口；粗可燃气预处理单元，所述粗可燃气预处理单元具有粗可燃气入口和预处理可燃气出口，所述粗可燃气入口与所述粗可燃气出口相连；储气罐，所述储气罐与所述预处理可燃气出口相连；增压泵，所述增压泵具有预处理可燃气入口和加压可燃气出口，所述预处理可燃气入口与所述储气罐相连；膜分离式氮气产生器，所述膜分离式氮气产生器具有加压可燃气入口、提纯可燃气出口和氮气出口，所述加压可燃气入口与所述加压可燃气出口相连；储气柜，所述储气柜与所述提纯可燃气出口相连；燃气发电单元，所述燃气发电单元与所述储气柜相连。

【技术特征摘要】
1.一种生物质气化发电系统，其特征在于，包括：气化炉，所述气化炉具有生物质入口、粗可燃气出口；粗可燃气预处理单元，所述粗可燃气预处理单元具有粗可燃气入口和预处理可燃气出口，所述粗可燃气入口与所述粗可燃气出口相连；储气罐，所述储气罐与所述预处理可燃气出口相连；增压泵，所述增压泵具有预处理可燃气入口和加压可燃气出口，所述预处理可燃气入口与所述储气罐相连；膜分离式氮气产生器，所述膜分离式氮气产生器具有加压可燃气入口、提纯可燃气出口和氮气出口，所述加压可燃气入口与所述加压可燃气出口相连；储气柜，所述储气柜与所述提纯可燃气出口相连；燃气发电单元，所述燃气发电单元与所述储气柜相连。2.根据权利要求1所述的生物质气化发电系统，其特征在于，进一步包括：氮气储罐，所述氮气储罐与所述膜分离式氮气产生器的氮气出口相连。3.根据权利要求2所述的生物质气化发电系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王元圆，
申请(专利权)人：仟亿达集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11