生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统及方法技术方案

本发明专利技术是有关于一种生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统及方法，其系统中热解设备通过多功能热交换设备的气体通道与供气装置连接，还通过气动输送设备与碳粉收集设备连接；冷凝水通道经过热解设备的换热器与余温供热装置连接；其方法是生物质原料在热解设备内高温热解成含有可燃气体、焦油气、醋酸气的混合气体，并生成碳；混合汽体吸入多功能热交换设备热量交换后分离出可燃气、焦油醋酸混合液，水吸热后进入热解设备的换热器继续热交换，形成热水；热水和可燃气分别通过供气装置和余温供热装置给居民集中供气、供暖、供热水；醋酸作为叶面肥、生物杀菌剂或与碳混合作为生物肥料；焦油为工业原料；生物质废弃资源转化率近100％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工业有机固态废弃物、农业生物质废弃物等废弃资源的利用设备及方法，特别是涉及一种以农作物秸杆为主的生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用设备及方法，也是一种工有机固态废弃资源热解碳气化综合转化利用设备及方法。
技术介绍
我国是一个农业大国，在农业生产和农产品加工中产生了大量的农作物秸杆、慷渣等生物质资源。传统的利用方式主要用作家庭能源、饲料、肥料、工业原料和建筑材料。随着农业技术现代化和农业经济的快速发展，农村生活水平大幅的提高和生活生产方式的突变，农村家庭选择商品能源的比例在不断提高，将农作物秸杆用作能源的数量不断下降，商品能源(如煤、液化气等)已成为主要炊事用能。养殖所用以生物质秸杆，野草饲料被商品饲料替代，农业生产所需的生物质有机肥料被无机化肥替代，农民生活和农业生产所用秸杆急剧下降。同时，农作物秸杆产量随农作物，特别是粮食作物产量的增加而极速增加。农作物秸杆的供过于求导致秸杆被弃于田间地头、房屋院落，甚至在田间被直接焚烧。遗弃在房屋院落和田间的秸杆·会影响环境和引发火灾，导致水源污染。在露天焚烧秸杆会污染空气，危害人民健康，特别在机场、公路附近燃烧会影响交通安全，造成飞机停飞，高速公路汽车追尾相撞，行道树被烧毁等不良后果。尽管目前各地政府都已经出台了禁止秸杆露天焚烧的法规，但是露天焚烧农作物秸杆仍然屡禁不止，环境造成严重污染，给社会造成巨大经济损失。在秸杆等生物质资源被浪费的同时，我国工农业生产中使用的燃气、燃油、热能、煤炭、石油、等目前的主要石化能源正在日益减少，严重缺乏，能源危机已经成为世界和社会发展的瓶颈问题。是目前迫切需要解决的问题。我国人多地少、特别是农业的可耕地已接近红线在农业生产中为提高粮食需要大量的农药、无机化肥被长期使用，达到防治病虫害，提高粮食产量之目的。由于农药、无机化肥的长期使用，利用率低，导致在土壤和农作物中的残留。造成土壤、水源、粮食、蔬菜、水果污染。粮食、蔬菜、水果中的农药残留已经危害到了人身健康安全。影响着农村生活水平和质量的提闻。随着社会的快速发展，人们对于节能减排和生态环境保护越来越加重视，不断寻求使用新的能源，治理大气污染，节能减排，减少温室效应。以农作物秸杆、粪便、慷渣等生物质废弃资源综合转化为可利用资源的技术已引起政府各级部门的高度关注。生物质的热裂解是指生物质(包括锯木、木柴、野草、松针树叶、作物秸杆、食用菌渣)在完全缺氧或有限供氧的条件下的热降解，最终形成可燃气体、焦油、醋酸、和热量的过程。生物质的热裂解方法包括限氧气化热解法、限氧炭(气)化热解法、绝干馏热解法，根据反应条件和产物的不同，生物质热解设备又分为限氧的生物质热解气化炉、生物质热解炭(气)化炉和绝氧干馏热解炭(气)化炉等。生物质热解技术是目前比较成熟的生物质资源转化利用技术，但是现有的生物质热解气化装置中的热解转化物净化、分离、收集设备还不够完善，转化物收集利用率不高。例如现有的生物质热解气化装置中的热解转化物净化、分离、收集设备大都采用湿(洗淋)法净化分离。例如专利号为200720013160.5的中国专利，其中即采用内部装有水的冷却过滤器进行冷却和过滤，并且在在进入冷却过滤器之前还要经过净化器内喷淋器的淋洗。焦油、醋酸、随洗淋用水一同排放，既得不到有效利用，又导致了水源和土壤污染。在生物质热解的同时，伴随着大量热量的产生，携带热量的高温可燃气体需要降温后才能使用，在洗淋降温过程中，热量往往随洗淋用水一同排放，得不到有效利用而被浪费掉了。因此，设计一种全新的生物质废弃资源热解碳气化综合利用系统及方法，代替传统的能源利用模式，是目前所要研究的课题。由此可见，上述现有的生物质废弃资源热解碳气化转化利用系统及方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有农业废弃物转换利用所存在的缺陷和弊端，提供一种能够完全、 充分利用工业有机固态废弃物、农业生物质废弃物资源的热解碳气化综合转化利用系统及方法，具有转化利用完全、成本低、效果好的优点。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是:生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统，包括供气装置、多功能热交换设备、余温供热装置和至少一个热解设备。在多功能热交换设备内设有气体通道和冷凝水通道，多功能热交换设备中的气体通道进口与热解设备的燃气输出管连接，气体通道出口经过引风设备连接至供气装置；在气体通道进口与热解设备的燃气输出管的连接管路上设有固气分离装置；在多功能热交换设备底部设有凝结混合液出口，气体通道通过凝结混合液出口与静置分离装置连接。在固气分离装置和多功能热交换设备的外部均设有保温隔热层；在热解设备的下部设有换热器，余温供热装置包括蓄水缓冲罐、锅炉和供热管网。多功能热交换设备中的冷凝水通道出口与换热器、蓄水缓冲罐、锅炉、供热管网和多功能热交换设备中的冷凝水通道进口依次串接构成水循环通路。在水循环通路上设有管道泵I，供热管网与冷凝水通道进口的连接管路上设有控制阀B，冷凝水通道进口还通过控制阀A与蓄水缓冲罐连接；热解设备的下部通过气动输送设备与碳粉收集设备连接。所述的静置分离装置包括静置分离室，在静置分离室上，由下至上依次设有重质油出口、醋酸出口和轻质油出口。所述的醋酸出口和碳粉收集设备分别与制肥设备连接。 所述的多功能热交换设备由一组多功能热交换器构成，或者由两组以上多功能热交换器并联构成；其中每组多功能热交换器均由一个多功能热交换器或两个以上串联的多功能热交换器组成；串联方式为:前一个多功能热交换器的气体通道出口连接后一个多功能热交换器的气体通道进口，前一个多功能热交换器的冷凝水通道进口连接后一个多功能热交换器的冷凝水通道出口 ；并联方式为:各组第一个多功能热交换器中的气体通道进口和冷凝水通道出口分别并接，各组最后一个多功能热交换器中的气体通道出口和冷凝水通道进口分别并接。所述的多功能热交换器，其冷凝水通道进口设置在下部，冷凝水通道出口设置在上部。还设有二级冷凝装置，多功能热交换设备的气体通道出口经过二级冷凝装置的气体通道与引风设备连接，二级冷凝装置的冷凝水通道进口通过管道泵II与水源连接，二级冷凝装置的冷凝水通道出口连接至水源。所述的引风设备与供气装置的连接管路上还设有净化提纯设备。所述的引风设备，其出风管道和进风管道间通过带有调节阀门的气流回馈管道连接，气流回馈管道上设有试火器。所述的引风设备，其出风管道还通过阀门与气体排空组件连接，气体排空组件的顶部设有放空管，在气体排空组件内设有淋水喷头。采用生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统进行资源综合利用的方法，包括如下步骤: 步骤一、首先将生物质原料送入热解设备并点燃，利用引风设备在多功能热交换设备和热解设备中产生的负压将空气吸入热解设备以提供反应所需的气化剂，生物质原料在热解设备内利用氧化形成的高温热解产生含有可燃气体、焦油气、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统，包括供气装置(2)、多功能热交换设备(3)、余温供热装置和至少一个热解设备(1)；在多功能热交换设备(3)内设有气体通道和冷凝水通道，多功能热交换设备(3)中的气体通道进口(6)与热解设备(1)的燃气输出管连接，气体通道出口(7)经过引风设备(11)连接至供气装置(2)；在气体通道进口(6)与热解设备(1)的燃气输出管的连接管路上设有固气分离装置(19)；在多功能热交换设备(3)底部设有凝结混合液出口(10)，气体通道通过凝结混合液出口(10)与静置分离装置(13)连接，在固气分离装置(19)和多功能热交换设备(3)的外部均设有保温隔热层，其特征在于：在热解设备(1)的下部设有换热器(28)，余温供热装置包括蓄水缓冲罐(12)、锅炉(15)和供热管网(16)，多功能热交换设备(3)中的冷凝水通道出口(9)与换热器(28)、蓄水缓冲罐(12)、锅炉(15)、供热管网(16)和多功能热交换设备(3)中的冷凝水通道进口(8)依次串接构成水循环通路；在水循环通路上设有管道泵I(14)，供热管网(16)与冷凝水通道进口(8)的连接管路上设有控制阀B(24)，冷凝水通道进口(8)还通过控制阀A(23)与蓄水缓冲罐(12)连接；热解设备(1)的下部通过气动输送设备(29)与碳粉收集设备(30)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统，包括供气装置(2)、多功能热交换设备(3)、余温供热装置和至少一个热解设备(I);在多功能热交换设备(3)内设有气体通道和冷凝水通道，多功能热交换设备(3)中的气体通道进口(6)与热解设备(I)的燃气输出管连接，气体通道出口(7)经过引风设备(11)连接至供气装置(2);在气体通道进口(6)与热解设备(I)的燃气输出管的连接管路上设有固气分离装置(19);在多功能热交换设备(3)底部设有凝结混合液出口(10)，气体通道通过凝结混合液出口(10)与静置分离装置(13)连接，在固气分离装置(19)和多功能热交换设备(3)的外部均设有保温隔热层，其特征在于:在热解设备(I)的下部设有换热器(28)，余温供热装置包括蓄水缓冲罐(12)、锅炉(15)和供热管网(16)，多功能热交换设备(3)中的冷凝水通道出口(9)与换热器(28)、蓄水缓冲罐(12)、锅炉(15)、供热管网(16)和多功能热交换设备(3)中的冷凝水通道进口(8)依次串接构成水循环通路；在水循环通路上设有管道泵I (14)，供热管网(16)与冷凝水通道进口(8)的连接管路上设有控制阀B(24)，冷凝水通道进口(8)还通过控制阀A(23)与蓄水缓冲罐(12)连接；热解设备(I)的下部通过气动输送设备(29)与碳粉收集设备(30)连接。2.如权利要求1所述的生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统，其特征在于:所述的静置分离装置(13)包括静置分离室(131)，在静置分离室(131)上，由下至上依次设有重质油出口(132)、醋酸出口(133)和轻质油出口(134)。3.如权利要求2所述的生物·质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统，其特征在于:所述的醋酸出口(133)和碳粉收集设备(30)分别与制肥设备(27)连接。4.如权利要求1所述的生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统，其特征在于:所述的多功能热交换设备(3)由一组多功能热交换器构成，或者由两组以上多功能热交换器并联构成；其中每组多功能热交换器均由一个多功能热交换器(4)或两个以上串联的多功能热交换器(4)组成；串联方式为:前一个多功能热交换器的气体通道出口连接后一个多功能热交换器的气体通道进口，前一个多功能热交换器的冷凝水通道进口连接后一个多功能热交换器的冷凝水通道出口 ；并联方式为:各组第一个多功能热交换器中的气体通道进口和冷凝水通道出口分别并接，各组最后一个多功能热交换器中的气体通道出口和冷凝水通道进口分别并接。5.如权利要求4所述的生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统，其特征在于:所述的多功能热交换器(4)，其冷凝水通道进口(8)设置在下部，冷凝水通道出口(9)设置在上部。6.如权利要求1所述的生物质废弃资源热解碳气化综合转化利用系统，其特征在于:还设有二级冷凝装置(5)，多功能热交换设备(3)的气体通道出口经过二级冷凝装置(5)的气体通道与引风设备(11)连接，二级冷凝装置(5)的冷凝水通...

【专利技术属性】
技术研发人员：周仁福，周强，陶然，王韵涵，
申请(专利权)人：洛阳骏腾能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：