一种生物质气化装备的控制方法技术

本发明专利技术涉及一种生物质气化装备的控制方法，包括如下步骤：生物质填料控制；炉篦调整；除灰控制；炉内温控制；内外双旋风换热除尘器控制；冷却塔控制；惯性分离器控制；电捕焦器控制；除硫化氢喷淋器控制；气水分离器控制；蒸汽发生器控制；蒸汽、空气储存罐控制；风带及二次氧化区控制。本发明专利技术操作方法精确，自动化程度高，安全可控；大幅降低生产成本，适于在生物质气化领域广泛推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气化装备的控制方法，尤其涉及。
技术介绍
能源与环保是当今世界亟待解决的两大问题，现时绝大多数能源供应仍然依赖化石燃料，然而其燃烧时排放的各类污染物却让环保问题雪上加霜。讽刺的是，我们所使用的化石燃料，却来源于生物质，而生物质其实是一种100%可再生的清洁能源。广义上，生物质包括所有的植物，微生物，动物，以及它们产生的废弃物。生物质资源非常丰富，诸如城市固体垃圾(MSW)，林木，农业废弃物和其他富碳有机材料都是优良的生物质资源。每年地球上都因基于叶绿素的光合作用生成1400-1800亿吨生物质。储藏在这些生物质里面的化学能源是世界总能源消耗量的三倍以上，但是我们目前的利用率不足总量的3%。现有生物质气化流程操作方法存在诸多缺陷，如操作方法简陋，无法准确控制各反应阶段，运营成本高， 操作失误可能性大，安全性低，所产燃气成分不可控，排烟时间长，污染环境，产气不稳定， 产气焦油含量高造成输气管线阻塞，或者损害腐蚀终端应用设备。因此无法长期连续使用， 不便于储存运输或者大面积推广应用，也无法应用于现有燃气发电机组连续稳定发电。为解决上述问题，申请人提出一种新型的生物质气化装备和气化工艺，具体结构如下生物质气化装备，如图1所示，包括由输气管道依次连接的气化反应室1、空气缓冲罐2、蒸汽缓冲罐3、蒸汽换热器4、内外双旋风换热除尘器5、冷却塔6、电捕焦油器7、除硫化氢喷淋器8、气水分离器9和储气罐10 ；蒸汽换热器4，蒸汽缓冲罐3，气化反应室1通过蒸汽管道依次相连；鼓风机，内外双旋风换热除尘器5，空气缓冲罐2，气化反应室1通过空气管道依次相连；(燃气)储气罐 10则通过减压阀与用户端燃气应用设备或输气管网相连。所述气化反应室，为下吸式气化反应室，如图2、图3所示，自上而下包括自动上料装置101、自动整平装置102、初级气化区103、自动点火装置104、振动炉蓖105、二次气化区106、自动排渣装置107 ；以及分别位于初级气化区顶部和二次气化区顶部的两套炉内压力调节系统、均勻分布于初级气化区内的12个热电偶组成的炉温监测系统、由两个微波料位探测仪组成安装于初级气化区内的炉内料位监测系统、分别安装于气体进口输送管和出口管口处的进出口气体温度监测系统和气体进出口压力监测系统，以及位于点火器上方的火焰监测系统；所述自动上料装置101，位于气化反应室的顶部，如图4所示，包括两级气动偏心球阀1011和1013、一个料仓1012以及一个高低位料位监测器，所述料仓1012位于两级球阀1011和1013之间，高低位料位检测器位于其料仓1012内部；气化区由一体式的初级气化区103和二次气化区106组成，所述初级所化区103 在上，二次气化区106在下，两者之间设置振动炉蓖105 ；气化区的耐火层均由硅酸铝耐火混凝土浇筑形成，保温层由陶瓷纤维包裹而成；初级气化区103的混合气化介质进气口位于初级气化区顶部；二次气化区106的混合气化介质进气口位于二次气化区的上部，其燃气出气口位于二级气化区中部。所述振动炉蓖105，如图5所示，是上下两层分体结构；下层炉蓖1052是固定炉蓖，由多个梯型不锈钢齿条呈正梯型放置并通过其两端固定连接于下层炉蓖圈内侧形成， 所述固定炉蓖固定于所述气化反应室的耐火材料壁上；上层炉蓖1051是活动炉蓖，由多个梯型不锈钢齿条呈倒梯型放置并通过其两端固定连接于上层炉蓖圈内侧形成，所述上层炉蓖1051与液压动力装置2000连接并连动；所述下层炉蓖1052的齿条与上层炉蓖1051的齿条对应咬合，并设定相邻的上下两层炉蓖的齿条咬合处的横向间隙为5-80mm ；所述不锈钢齿条的上底宽约20mm，下底宽约40mm。通过PLC自动控制系统控制所述液压动力装置带动所述上层炉蓖以不大于200次/分钟的频率振动；所述自动整平装置101包括动力部分1021和十字型整平转臂1022 ；所述动力部分1021位于初级气化区103的顶部，由液压推动装置和减速电机组成；所述整平转臂1022 位于初级气化区103内部，套装固定于中心轴1023上；所述液压推动装置的缸头与减速电机相连接，减速电机的输出端与中心轴1023相连接，所述中心轴1023、减速电机的输出轴及缸头的中心线与所述气化区的中心线重合；自动整平装置102的所述液压推动装置的行程为50-500mm，所述减速电机的转速为5_20rpm。所述自动点火装置104，位于所述初级气化区103下端的反应室侧壁处，包括3套油枪、点火器和推进系统；所述自动排渣装置107，与所述二次气化区106底部的排渣通道相连接，包括两级气动偏心球阀、一个料仓以及一个高低位料位监测器，所述料仓位于两级球阀之间，高低位料位检测器位于其料仓内部；所述蒸汽换热器4通过输气管路与二次气化区106的燃气出气管路连接；所述蒸汽缓冲罐3通过输气管路分别连接至蒸汽换热器4的蒸汽出气管路和气化区的蒸汽进气管路；所述蒸汽换热器上，装有液位计与压力表，用于监测蒸汽换热器内部压力与水位；同时有温度计，用于监测所产生的蒸汽温度，并配有安全阀，用于压力过大时泄压；所述蒸汽缓冲罐，在其蒸汽入口处配有温度计，出口处配有压力表与流量计，并于出口处设置调节阀加以控制。所述内外双旋风换热除尘器为5内外双层立式筒状的一体结构，上部为圆筒状， 下部为倒圆台筒状，里层为旋风分离仓501，外层为旋风换热仓502 ；所述旋风分离仓501自下而上分为集液区、旋风分离区和净化区，其燃气进气口 5011和出气口 5012分别经输气管道与蒸汽换热器4的出气口及冷却塔6的入气口相连接；所述旋风换热仓502设置导流板 5021，所述导流板5021为不锈钢板呈螺旋状焊接于所述旋风换热仓502的内壁上，其水平宽度与所述换热仓502的宽度相当；所述旋风换热仓502下部设置冷空气进气口 5022，上部设置热空气出气口 5023，所述出气口 5023通过空气缓冲罐3与所述气化反应室1的进气管路相连接；所述内外双旋风换热除尘器5底部，配有变频鼓风机，用于向其外层的旋风换热仓送入常温空气，在其内部还配有液位计用于监测底部排渣出口处液位。惯性分离器的启动控制、排渣系统与内外双旋风换热除尘器完全相同；通过惯性将气体中的木焦油，木醋液，灰分分离出来，在底部对其进行监测和通过双球阀控制排放， 排废液步骤与内外双旋风换热除尘器相同；在所述冷却塔6气体出口处，装有气体温度计，用于监测燃气温度。在冷却塔6内部，装有水温度计，用于监测冷却塔中水温，并配有调频水泵，用于控制冷却塔循环水。在底部排渣出口上端，另装有液位计，用于监测底部液位。在所述电捕焦油器7进气口位置，配有氧分析仪200，用于监测进入电捕焦油器的燃气中氧含量。底部排渣出口上端，配有液位计，用于监测底部排渣出口出液位。在所述除硫化氢喷淋器8中，盛放按一定比例配比的氢氧化钠水溶液，装有液位计，用于监测除硫化氢喷淋器中水溶液液位。同时配有水泵控制其中水溶液的循环。在所述气水分离器9出气口处，装有气体分析仪100，用于监测最终所产燃气成分。所述蒸汽换热器3、内外双旋风换热除尘器5、冷却塔6的排渣出口，均设置与所述气化反应室相同的自动排渣装置，即为双球阀结构，使用时，一级球阀先开启，废渣落入排渣仓，第一级球阀关闭后，第二级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建超，张瑜，姜晨旭，唐旻，张建国，
申请(专利权)人：张建超，
类型：发明
国别省市：