一种设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统技术方案

技术编号:33615883 阅读:21 留言:0更新日期:2022-06-02 00:30
本发明专利技术提供一种设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统,涉及生物质综合利用设备技术领域,包括独立设置的氧化炉和气化炉,所述氧化炉和所述气化炉通过烟气管连接,所述烟气管上设有烟气管阀门,所述烟气管还与烟气循环管的一端连接,所述烟气循环管的另一端与所述氧化炉的氧化腔室连通,所述烟气循环管上分别设有烟气循环阀和烟气循环风机,所述烟气管在所述烟气管阀门与所述氧化炉之间的管路上分别设有氧气检测装置、温度传感器和流量计。本发明专利技术氧化炉独立设置,氧化过程(燃烧)独立进行,独立控制,可以很容易控制反应强度,通过对氧化炉反应强度控制,可以方便、宽范围、快速地调节、控制生物质气化生产过程,实现了高质量的气炭联产。的气炭联产。的气炭联产。

【技术实现步骤摘要】
一种设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统


[0001]本专利技术属于生物质综合利用设备
,尤其涉及生物质经裂解气化后同时生产可燃气和生物质炭一种设有独立氧化炉的生物质气化热炭联产系统。

技术介绍

[0002]生物质气化,从产物残渣分,可以分为产炭和不产炭,前者对生物质利用率低,后者生物质利用率高;从生物质料在气化过程中的运动形态,可以分为移动床和固定床,前者气化效率高,但是产炭的品质最低,后者气化效率低,但是产炭品质高于前者。
[0003]在建设要求产炭的生物质气化系统时,固定床是主导技术方案。
[0004]固定床生物质气化,根据产气与生物质料的移动方向,可以分为上吸式和下吸式,其区别是,气化过程中,生物质均为自上向下移动,上吸式固定床气体全部自下向上抽吸、排出,而下吸式固定床气体自上向下抽吸、排出。
[0005]从反应机理上,上吸式固定床生物质气化自上而下分为预热、裂解、还原、氧化过程,下吸式固定床自上而下分为预热、裂解、氧化、还原过程。其中氧化过程放热,其他过程均吸热,没有氧化过程释放的热量,其他过程将难以完成,氧化过程提供的热量多少,是决定气化速率的主要因素。
[0006]目前国内热炭联产采用的常规技术,无论是哪种床型,四个反应过程全部在一个容器内完成,四个反应过程无法独立控制,因此调节、控制范围窄、调节速度慢,同时,氧化产物(灰分)掺杂在产品炭中,产炭率低、产炭品质差。
[0007]由于其反应机理的限制,下吸式固定床产生的可燃气热值高,但是只有颗粒度较细、可氧化性较好、可气化性较好的生物质才能采用下吸式,且调节范围最窄、调节速度最慢;上吸式固定床虽然可控性好于下吸式固定床,但因为料层中水分不参与反应,因此产气热值低于下吸式,同时,如果颗粒大、氧化性差,或调节超出允许范围,还有可能导致气化过程难以连续生产。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于解决现有技术中生物质气化裂解效率低、可调节性差、生物质炭品质差的技术问题,提出一种设有独立氧化炉的生物质气化热炭联产系统。
[0009]本专利技术提供的技术方案如下:
[0010]一种设有独立氧化炉的生物质气化热炭联产系统,其特征在于,包括独立设置的氧化炉和气化炉,所述氧化炉和所述气化炉通过烟气管连接,所述烟气管上设有烟气管阀门,所述烟气管还与烟气循环管的一端连接,所述烟气循环管的另一端与所述氧化炉的氧化腔室连通,所述烟气循环管上分别设有烟气循环阀和烟气循环风机,所述烟气管在所述烟气管阀门与所述氧化炉之间的管路上分别设有氧气检测装置、温度传感器和流量计。
[0011]优选的,所述气化炉为上吸式固定床气化炉。上吸式固定床可控性好,对生物质颗粒度、可氧化性、可气化要求低。
[0012]优选的,所述气化炉底部设有第一炉排,所述第一炉排将所述气化炉分为上腔体和下腔体,所述上腔体内固定有布气装置,所述烟气管穿过所述气化炉炉壁通入至所述布气装置内部,所述烟气管出口设有布气板。布气板使烟气进入布气装置前先实现一级布气,烟气通过布气装置与生物质反应,实现二级布气,进一步增加烟气与气化炉内生物质的接触面积,提高烟气热能利用效率,加快反应速度。
[0013]优选的,所述布气装置为多层宝塔形状,每一层设有若干布气孔,所述布气装置底部为封闭结构,所述布气装置通过钢筋固定在所述气化炉内壁。宝塔形状增加的布气装置的布气面积,即增加了布气孔的数量。
[0014]优选的,第一炉排底部设置有出料斗,所述第一炉排与出料斗之间的空间形成所述下腔体,所述出料斗外壁设有空心水冷壁,所述空心水冷壁分别设有进水口和出水口。空心水冷壁内进入冷水出料漏斗内的炭料进行降温,防止烫伤。
[0015]优选的,所述出水口与设置在所述氧化炉外壁的水管入口相连,所述水管具有第一支管和第二支管,所述第一支管与热用户连接,所述第二支管与所述烟气管连通,所述第一支管与第二支管上分别设有水管阀。出水口的流出的水吸收了出料斗传递的热量,在氧化炉外壁进一步吸收热量,产生的热水一方面用于热用户使用,另一方面可用于烟气管内水汽化产生水蒸汽参与后级反应。
[0016]优选的,所述出料斗底部设有出料阀,所述出料阀下方设有螺旋输送机,所述气化炉上部设有气化料进料斗,所述气化炉顶部盖板分别设有超声波料位计、旋转电动刮板和抽出风管,所述抽出风管上设有引风机。气化料从气化料漏斗进入气化炉反应腔内,旋转电动刮板将其表面刮平,通过超声波料位计检测料位高度,决定是否进料,反应生成的炭进入出料漏斗后,打开出料阀,在螺旋输送机的作用下从炭料出口排出;反应生成的炭燃气在引风机的作用下从抽出风管抽出。
[0017]优选的,所述氧化炉包括氧化腔室,所述氧化腔室上部侧璧设有氧化料进口和烟气出口,所述烟气出口与所述烟气管连接,所述氧化腔室内部下方设有第二炉排,所述第二炉排与排渣口连接,所述氧化腔室底部外壁设有进风机,所述氧化腔室上还设有压力表。氧化料从氧化料进口进入到氧化炉的氧化腔室中,开启进风机通入空气,氧化料燃烧后产生的烟气经烟气管计入气化炉,反应燃烧产生的残渣通过第二炉排从排渣口排出。
[0018]一种设有独立氧化炉的生物质气化热炭联产系统的工作方法,包括如下步骤:
[0019]将生物质在氧化炉氧化燃烧后,以烟气形式产生大量热和二氧化碳,烟气经烟气管进入气化炉;
[0020]通过调节氧化炉的进气量、进料量、排渣速度,及烟气管上氧气检测装置、温度传感器、流量计上读数,可以调节进入气化炉的热量和二氧化碳量,从而调节气化炉内后级气化的强度和反应程度;
[0021]当烟气温度未达到后级反应温度时,,开启烟气循环阀和烟气循环风机,使得部分烟气经烟气循环管回流至氧化炉被再次加热后,被用于后级反应。
[0022]优选的,一种设有独立氧化炉的生物质气化热炭联产系统的工作方法,包括如下步骤:
[0023]A:启动时,氧化炉内少量进气、维持最低燃烧状态,并通过温度传感器监督烟气保持温度低于气化炉内生物质裂解温度、通过流量计累计烟气流量,直至烟气将气化炉内全
部空气替代时,再逐步加大氧化炉进气量;
[0024]B:正常运行时,维持氧化炉进气量低于氧化炉内燃料充分燃烧所需要的进气量,通过氧气检测装置监控烟气中不含或含微量氧气,调节氧化炉进气量以调整烟气的温度和流量,以使得烟气的热量满足后级生物质气化过程的需要;
[0025]在使用过程中,当燃烧过程达到最大设定值,仍不能满足后级生物质气
[0026]化所需热量时,通过如下任意一种或几种方式调节:
[0027]改用热值更高的生物质作为氧化燃料;
[0028]在气化炉允许进气量范围内,增加氧化炉进气量,使得气化炉内底部的生物质也能部分氧化,即气化炉内也有氧化放热过程发生,进而提高整个装置的生物质可燃气产气量;
[0029]开启烟气循环管,使得部分烟气再循环被加热,被用于后级反应;
[0030]在烟气温度超过一定温度的条件下,可以向烟气中喷入一本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统,其特征在于,包括独立设置的氧化炉(1)和气化炉(6),所述氧化炉(1)和所述气化炉(6)通过烟气管(2)连接,所述烟气管(2)上设有烟气管阀门(17),所述烟气管(2)还与烟气循环管(109)的一端连接,所述烟气循环管(109)的另一端与所述氧化炉(1)的氧化腔室(101)连通,所述烟气循环管(109)上分别设有烟气循环阀(111)和烟气循环风机(110),所述烟气管(2)在所述烟气管阀门(17)与所述氧化炉(1)之间的管路上分别设有氧气检测装置(3)、温度传感器(4)和流量计(5)。2.根据权利要求1所述的设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统,其特征在于,所述气化炉(6)为上吸式固定床气化炉。3.根据权利要求2所述的设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统,其特征在于,所述气化炉(6)底部设有第一炉排(8),所述第一炉排(8)将所述气化炉分为上腔体和下腔体,所述上腔体内固定有布气装置(7),所述烟气管(2)穿过所述气化炉(6)炉壁通入至所述布气装置(7)内部,所述烟气管(2)出口设有布气板(702)。4.根据权利要求3所述的设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统,其特征在于,所述布气装置(7)为多层宝塔形状,每一层设有若干布气孔(701),所述布气装置(7)底部为封闭结构,所述布气装置(7)通过钢筋(703)固定在所述气化炉(6)内壁。5.根据权利要求3所述的设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统,其特征在于,第一炉排(8)底部设置有出料斗(9),所述第一炉排(8)与出料斗(9)之间的空间形成所述下腔体,所述出料斗(9)外壁设有空心水冷壁(901),所述空心水冷壁(901)分别设有进水口(901

1)和出水口(901

2)。6.根据权利要求5所述的设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统,其特征在于,所述出水口(901

2)与设置在所述氧化炉(1)外壁的水管(108)入口相连,所述水管(108)具有第一支管(108

1)和第二支管(108

2),所述第一支管(108

1)与热用户连接,所述第二支管(108

2)与所述烟气管(2)连通,所述第一支管(108

1)与第二支管(108

2)上分别设有水管阀(108

3)。7.根据权利要求5所述的设有独立氧化室的生物质气化热炭联产系统,其特征在于,所述出料斗(9)底部设有出料阀(902),所述出料阀(902)下方设有螺旋输送机(10),所述气化炉(6)上部设有气化料进料斗(11),所述气化炉顶部盖板分别设有超声波料位计(14)、旋转电动刮板(13)和抽出风管(15),所述抽出风...

【专利技术属性】
技术研发人员:周谷平陈玉伟张有余
申请(专利权)人:江苏嘉林新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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