一种生物质热炭气多联产系统技术方案

本发明专利技术提供了一种生物质热炭气多联产系统，包括生物质热炭油气联产子系统、余热回收利用供热子系统。余热回收利用供热子系统能够回收利用生物质热炭油气联产子系统产生的烟气和工艺循环水余热，并对外提供蒸汽和高温热水，从而实现生物质能源梯级利用，提高能源利用效率，取得良好的技术和节能效果。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质热炭气多联产系统
本专利技术涉及一种生物质能源综合利用

技术介绍
生物质是农作物秸秆、树木枝等自然有机物质，也是富含碳氢元素和热能的原料，是一种可再生能源。国内外也致力于开发高效无污染的生物质能源利用技术，生物质能的利用对可持续发展有重要意义。目前市场上常见的利用生物质能的设备多为生物质锅炉、生物质发电机组和户用生物质取暖炉等，这些设备的燃料为生物质成型颗粒。生物质成型颗粒的加工过程包括对秸秆、树木枝等原料进行干燥、压缩的环节，因此生产加工的耗能及成本很高。另外，近年来新兴的技术还有将生物质加热升温分解成焦炭、焦油、木醋液和热解气的联合生产技术。例如，中国专利技术专利申请CN104861996公开了一种生物质热解炭气油多联产系统，并披露了一种连续的生物质热解工艺流程。该流程利用生物质燃烧排放的烟气加热干燥原料，在一定程度上回收了余热，余热回收利用不彻底，生物质热解各工艺环节中仍存在有大量余热未被回收利用，系统的节能潜力没有被充分挖掘。由此可知，目前利用生物质供热的技术与生物质热解技术是独立存在的，现有技术中缺少一种生物质热解联产炭、油、气的同时实现生物质能供热的技术。
技术实现思路
针对现有技术中存在的生物质热解过程中余热不能完全回收利用、生物质供热技术独立存在等问题，本专利技术提供一种生物质热炭气多联产系统，所述系统包括生物质热炭油气联产子系统和余热回收利用供热子系统；所述生物质热炭油气联产子系统将生物质原料热解为木炭和/或木焦油和/或木醋液和/或热解气；所述余热回收利用供热子系统回收所述生物质热炭油气联产子系统的余热并对外供热；所述余热回收利用供热子系统回收的余热包括所述生物质热炭油气联产子系统的烟气余热和/或工艺循环水余热。进一步的，所述生物质热炭油气联产子系统包括烘焙炉、燃烧炉、热解炉、螺旋出料机、旋风分离器、空冷塔、水冷塔、洗涤塔、净化塔、储气柜、水封罐、除尘器、冷却水池、醋液池、碱液池。进一步的，所述余热回收利用供热子系统包括燃气热源、第一换热器、第二换热器、热泵机组、空预器、水预器、蒸汽热用户和采暖热用户。进一步的，所述生物质热炭油气联产子系统产生的热解气通过管路输送至余热回收利用供热子系统的燃气热源，作为燃料提供动力；所述燃气热源产生的烟气与所述生物质热炭油气联产子系统产生的烟气混合，再分为两路，一路进入所述空预器加热来自外界的空气，被加热的空气通过管路输送至所述燃气热源助燃；另一路进入所述水预器加热第一冷媒，所述第一冷媒为燃气热源补给用水；所述燃气热源向外部输送蒸汽和/或高温热水；所述蒸汽通过管路输送至蒸汽热用户；所述高温热水通过管路输送至采暖热用户，在所述采暖热用户处释放热量后的低温回水通过管路输送至所述热泵机组。进一步的，所述热泵机组用于将来自所述洗涤塔的喷淋液中的热量提取和传递至采暖热用户的回水中，使之进行第一次温升；所述热泵机组通过管路与第二换热器相连，采暖热用户的回水从所述热泵机组得到第一次升温后，通过此管路进入第二换热器；所述来自洗涤塔的喷淋液在经过所述热泵机组后回到所述碱液池。进一步的，所述第二换热器用于采暖热用户的回水与来自所述水冷塔的喷淋液进行热量交换，实现对水冷塔喷淋液的余热回收，使所述采暖热用户的回水进行第二次加热升温；所述第二换热器与所述燃气热源的热网循环水入口相连，第二次升温后的采暖热用户的回水输送至燃气热源继续加热；来自水冷塔的喷淋液在经过所述第二换热器后进入所述冷却水池。进一步的，所述热泵机组的蒸汽入口通过管路与所述燃气热源的蒸汽出口相连，蒸汽作为高温动力回收喷淋液中的余热。进一步的，所述热泵机组的驱动能源为蒸汽或外接电力。进一步的，所述第一换热器用于回收来自所述洗涤塔的喷淋液的余热；来自所述洗涤塔的喷淋液分为两路，一路进入所述热泵机组进行余热回收；另一路进入所述第一换热器，将热量传递至第一冷媒，升温后的第一冷媒与来自所述水预器的第一冷媒汇合成一路，进入所述燃气热源进行补水；两路来自洗涤塔的喷淋液合并后回到所述碱液池。进一步的，所述第一换热器和第二换热器均为间壁式换热器。进一步的，所述烘焙炉的原料出口与热解炉顶部的原料入口相连接，热解炉下端的出料口与螺旋出料机的进口相连接，热解炉上部的热解气出口与旋风分离器的进气口相连接，所述旋风分离器的出气口与空冷塔下部的进气口相连接，所述空冷塔上部的出气口与水冷塔下部的进气口相连接，所述水冷塔上部的出气口与洗涤塔下部的进气口相连接，所述洗涤塔上部的出气口与净化塔下部的进气口相连接，所述净化塔上部的出气口与储气柜的进气口相连接，所述旋风分离器、空冷塔、水冷塔和洗涤塔的下方分别设置有水封罐，旋风分离器、空冷塔、水冷塔和洗涤塔的液体出口分别与其下方的水封罐入口相连接；冷却水池的液体出口分为两路，一路与所述热解炉的液体入口相连，冷却液进入热解炉冷却热解产物木炭，再经由热解炉的液体出口进入所述螺旋出料机，对热解产物进行二次冷却，所述螺旋出料机的液体出口与水冷塔的第二液体入口相连，冷却液从螺旋出料机进入水冷塔；另一路直接进入水冷塔，在所述水冷塔中喷淋热解气，喷淋液吸收热解气的热量，使热解气降温分离，分离出的木醋液进入所述水冷塔下方的水封罐，进而汇集至醋液池；碱液池的液体通过管路输送至洗涤塔上部，对来自所述水冷塔的热解气进行喷淋，喷淋液中含有碱性试剂，对热解气体进行净化处理，同时也进一步将热解气的温度降低，使得热解气中含有的焦油冷却析出，进入所述洗涤塔下方的水封罐收集。进一步的，所述余热回收利用供热子系统包括燃气热源、第一换热器、第二换热器、空预器、水预器、蒸汽热用户；所述生物质热炭油气联产子系统产生的热解气通过管路输送至所述燃气热源，作为燃料提供动力；所述燃气热源向外部输送蒸汽，所述蒸汽输送至蒸汽热用户；所述生物质热炭油气联产子系统产生的烟气余热用于加热通过所述空预器的空气及通过所述水预器的第一冷媒；空气在空预器中被加热后进入燃气热源；来自水冷塔的喷淋液余热用于加热第二换热器中的第一冷媒；来自洗涤塔的喷淋液余热用于加热第一换热器中的第一冷媒；第一冷媒分成两路，第一路在水预器中被加热；第二路进入第一换热器并在被加热后进入第二换热器，在第二换热器中被加热后与第一路混合并进入燃气热源。本专利技术还提供一种生物质热炭气多联产系统的控制方法，所述控制方法为多参数控制调节方法，包括如下步骤：A.在所述系统的关键部位布置传感器，所述传感器包括温度传感器、流速传感器、压力传感器和水质监测传感器中的一种或多种；B.所述传感器将采集到的信息发送给控制中心，所述控制中心根据所述信息控制所述系统中的各种介质的热物学参数，并控制所述系统进行全年及各变工况运行。本专利技术提供的系统能够回收生物质热解工艺过程中的余热，并用以供热，将热解技术、余热回收、供热技术集合于一个系统中，达到深度节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质热炭气多联产系统，其特征在于，所述系统包括生物质热炭油气联产子系统和余热回收利用供热子系统；/n所述生物质热炭油气联产子系统将生物质原料热解为木炭和/或木焦油和/或木醋液和/或热解气；/n所述余热回收利用供热子系统回收所述生物质热炭油气联产子系统的余热并对外供热；/n所述余热回收利用供热子系统回收的余热包括所述生物质热炭油气联产子系统的烟气余热和/或工艺循环水余热。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物质热炭气多联产系统，其特征在于，所述系统包括生物质热炭油气联产子系统和余热回收利用供热子系统；
所述生物质热炭油气联产子系统将生物质原料热解为木炭和/或木焦油和/或木醋液和/或热解气；
所述余热回收利用供热子系统回收所述生物质热炭油气联产子系统的余热并对外供热；
所述余热回收利用供热子系统回收的余热包括所述生物质热炭油气联产子系统的烟气余热和/或工艺循环水余热。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述生物质热炭油气联产子系统包括烘焙炉(1)、燃烧炉(2)、热解炉(3)、螺旋出料机(4)、旋风分离器(5)、空冷塔(6)、水冷塔(7)、洗涤塔(8)、净化塔(9)、储气柜(14)、水封罐(10-13)、除尘器(18)、冷却水池(15)、醋液池(16)、碱液池(17)。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述余热回收利用供热子系统包括燃气热源(19)、第一换热器(25)、第二换热器(26)、热泵机组(24)、空预器(21)、水预器(20)、蒸汽热用户(22)和采暖热用户(23)。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述生物质热炭油气联产子系统产生的热解气通过管路输送至余热回收利用供热子系统的燃气热源(19)，作为燃料提供动力；
所述燃气热源(19)产生的烟气与所述生物质热炭油气联产子系统产生的烟气混合，再分为两路，一路进入所述空预器(21)加热来自外界的空气，被加热的空气通过管路输送至所述燃气热源(19)助燃；另一路进入所述水预器(20)加热第一冷媒，所述第一冷媒为燃气热源补给用水；
所述燃气热源(19)向外部输送蒸汽和/或高温热水；
所述蒸汽通过管路输送至蒸汽热用户(22)；
所述高温热水通过管路输送至采暖热用户(23)，在所述采暖热用户(23)处释放热量后的低温回水通过管路输送至所述热泵机组(24)。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述热泵机组(24)用于将来自所述洗涤塔(8)的喷淋液中的热量提取和传递至采暖热用户(23)的回水中，使之进行第一次温升；
所述热泵机组(24)通过管路与第二换热器(26)相连，采暖热用户(23)的回水从所述热泵机组(24)得到第一次升温后，通过此管路进入第二换热器(26)；
所述来自洗涤塔(8)的喷淋液在经过所述热泵机组(24)后回到所述碱液池(17)。


6.根据权利要求5所述系统，其特征在于，所述第二换热器(26)用于采暖热用户(23)的回水与来自所述水冷塔(7)的喷淋液进行热量交换，实现对水冷塔(7)喷淋液的余热回收，使所述采暖热用户(23)的回水进行第二次加热升温；
所述第二换热器(26)与所述燃气热源(19)的热网循环水入口相连，第二次升温后的采暖热用户(23)的回水输送至燃气热源(19)继续加热；
来自水冷塔(7)的喷淋液在经过所述第二换热器(26)后进入所述冷却水池(15)。


7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：
所述热泵机组(24)的蒸汽入口通过管路与所述燃气热源(19)的蒸汽出口相连，蒸汽作为高温动力回收喷淋液中的余热。


8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述热泵机组(24)的驱动能源为蒸汽或外接电力。


9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一换热器(25)用于回收来自所述洗涤塔(8)的喷淋液的余热；
来自所述洗涤塔的喷淋液分为两路，一路进入所述热泵机组(24)进行余热回收；另一路进入所述第一换热器(25...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊发，郑忠海，张雯，杨铁飚，
申请(专利权)人：临汾淼森能源工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14