一种生物质燃料制作系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种生物质燃料制作系统，该系统包括依次连接的生物质预加热装置、加工加药装置、升温装置、反应装置和后处理装置；所述的加工加药装置由切碎机(6)、过滤器(7)和加药罐(8)依次连接构成；所述的升温装置由低压预热器(11)、进料罐(12)、高压泵(13)、高压预热器(14)和高压加热器(15)依次连接组成，低压预热器(11)处的加热温度为第一预热温度，高压预热器处(14)的加热温度为第二预热温度；或者，所述的升温装置由低压预热器(11)、进料罐(12)、高压泵(13)和高压加热器(15)依次连接组成，低压预热器(11)处的加热温度为第二预热温度。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有成本低、效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质燃料制作系统
本技术涉及一种工业加工方法，尤其是涉及一种生物质燃料制作系统。
技术介绍
随着全世界化石能源的日益枯竭，可再生生物质能源日益受到重视。传统的生物质能源生产是将生物质发酵，使之产生具有一定热能的沼气加以利用。最新的生物质能源生产技术采用的是热化学方法，即将生物质固体加温加压，使生物质内部的细胞结构破解，生物质被液化，再用液化的生物质生产出与石油和煤炭类似的产品。将生物质固体加温加压，使生物质内部的细胞结构破解，生物质的形态由原来的固体转化为可流动的液体，这是当前生物质燃料热化学方法生产的主要步骤之一。生物质低温碳化、生物质气化等技术中均包含有这一工艺过程。这种工艺的主要流程是：首先，通过加水等方法将形似固体的生物质变成可以流动的液体，然后切碎、过滤，形成适合连续处理的物料，再经过加压、预热、加热、反应等步骤，使生物质中的细胞破解，被生物细胞束缚的水被释放，生物质由固态转变为液态，液态生物质再经过降温和减压后，即可进入生物质燃料的制造工艺。与其他生物质能源生产工艺比较，生物质液化工艺有很大的优势。首先，由于在加温时同时加压，整个工艺系统没有蒸发发生，生物质中绝大部分的热值得以保留；另外，由于回收了已经液化的液化生物质中的能源对原始物料预热，可以大大节省工艺中的能耗。但上述工艺也存在缺陷，为了增加生物质的流动性，在处理前需要向生物质中大量加水，生物质总量会大幅度提高，从而导致了生物质液化成本的大幅度提高；另外，物料进入高压泵后，后续所有工艺设备均为高压，整体液化设备的制造成本大幅度提高，运行和维护难度也相应提高。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生物质燃料制作系统。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种生物质燃料制作系统，该系统包括依次连接的生物质预加热装置、加工加药装置、升温装置、反应装置和后处理装置；所述的加工加药装置由切碎机、过滤器和加药罐依次连接构成；所述的升温装置由低压预热器、高压泵、高压预热器和高压加热器依次连接组成，低压预热器处的加热温度为第一预热温度，高压预热器处的加热温度为第二预热温度；或者，所述的升温装置由低压预热器、高压泵和高压加热器依次连接组成，低压预热器处的加热温度为第二预热温度。进一步地，所述的生物质预加热装置使用独立热源或使用回收热源；所述的独立热源为电、热水或过热蒸汽；所述的回收热源是从已经液化的高温生物质中回收的热能，热能回收通过一个间接式热能回收器中的传热媒质。进一步地，所述的独立热源或回收热源加热生物质固体时使用的加热设备中有带搅拌功能和切碎功能的辅助设备。进一步地，所述的切碎机将较大的颗粒或生物质固体物料中所包含的纤维切断；所述的过滤器是将颗粒大于限定尺寸的物料过滤，限定尺寸的范围为1—2mm；所述的加药罐连接药剂制备和药剂输送设备，并通过低压泵连接低压预热器。采用加药装置接收从加药设备输送来的药剂，使得药剂与生物质固体物料充分混合，同时，加药装置中还具有吸附和沉淀功能，去除生物质固体物料中的有害金属，防止这些有害金属对设备的损坏。所述的加药设备包括加药罐、药剂制备装置和计量泵。进一步地，所述的低压泵将物料泵入低压预热器的管程，低压预热器还通过高压预热器热流输出管连接高压预热器，回收高压预热器的热能。进一步地，所述的低压预热器与高压泵之间还设有常压进料罐。所述的低压预热器预热后的物料温度仅达到第一预热温度时，从低压预热器输出的物料首先进入一个常压进料罐，然后进入高压泵的进料口；当要求低压预热器预热后的物料温度达到第二预热温度时，从低压预热器输出的物料首先进入一个压力进料罐，然后进入高压泵的进料口。压力进料罐内的压力可动态调节，罐内压力始终大于第二预热温度所对应的水的饱和蒸汽压力。进一步地，所述的高压泵经过高压预热器后连接高压加热器；或者高压泵直接连接高压加热器；当要求低压预热器预热后的物料温度仅达到第一预热温度时，高压泵的输出物料首先进入高压预热器，高压预热器的热源为步骤S4的回收热源，高压预热器输出的物料进入高压加热器；当要求低压预热器预热后的物料温度达到第二预热温度时，高压泵的输出物料直接进入高压加热器。高压泵的输出压力满足物料在达到反应釜时的剩余压力大于生物质液化温度对应的水的饱和蒸汽压力。其中，高压预热器通过热能回收器热流输出管连接热能回收器，回收热源。进一步地，所述的高压加热器利用外部热源对物料加热，生物质物料在经过高压加热器加热后，其温度大于或等于生物质液化所需的温度，高压加热器通过加热媒质对生物质物料间接加热；高压加热器使用的外部热源是高温导热油、高温熔盐或高温蒸汽。进一步地，所述的反应装置包括反应釜，反应釜中安装有加热装置和过滤沉淀装置。反应釜还可安装加热装置，也可以不安装加热装置，其条件是要保证物料在反应釜停留时的温度始终大于或等于生物质液化所需要的温度。反应釜中设有过滤沉淀装置，使得金属被沉淀并过滤，不进入后续的工艺，以防止其对后续工艺设备的损坏。所述的反应釜中液化的生物质流入热能回收器对已经液化的生物质中的热量进行回收，热能回收器通过热媒质间接回收热能，回收能量后的热媒质流入或高压预热器的壳程，和/或低压预热器的壳程，和/或生物质固体液化前的预加热设备，对其中的生物质固体物料间接加热。所述的热能回收器包括高压换热器、媒质加压泵、媒质膨胀器等主要设备；热能回收器中使用耐高温的低压传热媒质，如导热油。进一步地，所述的后处理装置由热能回收器、保安冷却器、汇流排、储液池、正位移泵B，脱水机、输送机、风干机和造粒机依次连接组成；所述的热能回收器连接于反应釜的后端，所述的汇流排与储液池之间设有多个减压阀，所述的正位移泵B与脱水机之间设有药剂投加设备，所述的造粒机后还连接生物质导热油锅炉；所述的储液池通过一溢出气体输送泵直接连接生物质导热油锅炉；所述的脱水机通过脱水液提升泵连接膜生物反应器。减压阀为连续工作，且安装多台，所有减压装置并联安装，并联系统中安装有自动切换装置，通过自动检测和自动控制，保证并联减压装置中永远有一台减压装置正常工作。采用上述系统处理生物质的方法以下步骤：S1，生物质固体物料预加热；生物质固体液化前的加温是以大幅度降低生物质固体的粘稠度为目的。S2，将预加热后的生物质固体物料进入正位移泵，在正位移泵的驱动下经过切碎、过滤和加药处理后，送入低压泵，低压泵将物料输入至低压预热器；S3，低压预热器将物料加温至第一预热温度后送入高压泵，高压泵将物料再加压后送入高压预热器，高压预热器将物料加温至第二预热温度后再进入高压加热器；或者，低压预热器将物料直接加温至第二预热温度后送入高压泵，高压泵将物料再加压，物料进入高压加热器；所述的低压泵的压力选择根据后续工艺的实际流程确定，当要求低压预热器预热后的物料温度仅达到第一预热温度时，低压泵要求的输出压力较低；当要求低压预热器预热后的物料温度达到第二预热温度时，低压泵要求的输出压力较高。所述的第一预热温度为60～100℃。此时，低压泵要求的输出压力较低；所述的第二预热温度为100～200℃，此时，低压泵要求的输出压力较高。S4，高压加热器将物料加热至液化温度，然后进入反应釜，从反应釜流出的物料依次进入热能回收器，冷却器，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质燃料制作系统，其特征在于，该系统包括依次连接的生物质预加热装置、加工加药装置、升温装置、反应装置和后处理装置；所述的生物质预加热装置由带加温功能的进料设备(4)，正位移泵A(5)依次连接构成；所述的加工加药装置由切碎机(6)、过滤器(7)和加药罐(8)依次连接构成；所述的升温装置由低压泵A(10)、低压预热器(11)、进料罐(12)、高压泵(13)、高压预热器(14)和高压加热器(15)依次连接组成，低压预热器(11)处的加热温度为第一预热温度，高压预热器(14)处的加热温度为第二预热温度；或者，所述的升温装置由低压预热器(11)、进料罐(12)、高压泵(13)和高压加热器(15)依次连接组成，低压预热器(11)处的加热温度为第二预热温度。

【技术特征摘要】
1.一种生物质燃料制作系统，其特征在于，该系统包括依次连接的生物质预加热装置、加工加药装置、升温装置、反应装置和后处理装置；所述的生物质预加热装置由带加温功能的进料设备(4)，正位移泵A(5)依次连接构成；所述的加工加药装置由切碎机(6)、过滤器(7)和加药罐(8)依次连接构成；所述的升温装置由低压泵A(10)、低压预热器(11)、进料罐(12)、高压泵(13)、高压预热器(14)和高压加热器(15)依次连接组成，低压预热器(11)处的加热温度为第一预热温度，高压预热器(14)处的加热温度为第二预热温度；或者，所述的升温装置由低压预热器(11)、进料罐(12)、高压泵(13)和高压加热器(15)依次连接组成，低压预热器(11)处的加热温度为第二预热温度。2.根据权利要求1所述的一种生物质燃料制作系统，其特征在于，所述的生物质预加热装置使用独立热源或使用回收热源；所述的独立热源为电、热水或过热蒸汽；所述的回收热源是从已经液化的高温生物质中回收的热能，热能回收通过一个间接式热能回收器中的传热媒质。3.根据权利要求2所述的一种生物质燃料制作系统，其特征在于，所述的独立热源或回收热源加热生物质固体时使用的加热设备中有带搅拌功能和切碎功能的辅助设备。4.根据权利要求1所述的一种生物质燃料制作系统，其特征在于，所述的过滤器(7)是将颗粒大于限定尺寸的物料过滤，限定尺寸的范围为1—2mm；所述的加药罐(8)连接药剂制备和药剂输送设备(9)，并通过低压泵A(10)连接低压预热器(11)。5.根据权利要求1所述的一种生物质燃料制作系统，其特征在于，所述的低压泵A(10)将物料泵入低压预热器(11)的管程，低压预热器的热能来自回收热能。6.根据权利要求1所述的一种生物质燃料制作系统，其特征在于，所述的第一预热温度为60～100℃；所述的第二预热温度为100～200℃。7.根据权利要求1所述的一种生物质燃料制作系统，其特征在于，所述的高压加热器(15)利用外部热源对物料加热，生物质物料在经过高压加热器(15)加热后，其温度大于或等于生物质液化所需的温度，高压加热器(15)通过加热媒质对生物质物料间接加热；高压加热器(15)使用的外部热源是高温导热油、高温熔盐或高温蒸汽。8.根据权利要求1所述的一种生物质燃料制作系统，其特征在于，所述的高压加热器(15)连接反应釜(17)，高压泵(13)的输出压力满足物料在达到反应釜(17)时的剩余压力大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：于洪江，
申请(专利权)人：上海锦泥环境技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31