生物质炭气联产系统及工作方法技术方案

本发明专利技术提供了一种生物质炭气联产系统及工作方法，所述炭气联产系统包括热解气化炉、进风口，所述进风口设置在热解气化炉的上部；进一步包括：燃气出口，所述燃气出口设置在所述热解气化炉的积炭还原层和燃烧层之间；切换部件，所述切换部件用于使燃气出口选择性地连通至少二路焦油去除装置中的任一路；至少二路焦油去除装置，每一路焦油去除装置包括：焦油净化器，所述焦油争化器具有内部扩张的腔室，焦油净化器内设置过滤部件；第一压力检测部件和第二压力检测部件，分别设置在所述焦油净化器的上游和下游；阀门，所述阀门设置在所述焦油净化器的下游。本发明专利技术具有高效利用生物质资源、产气品质高、结构简单、炭气比例可调节等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种，所述炭气联产系统包括热解气化炉、进风口，所述进风口设置在热解气化炉的上部；进一步包括：燃气出口，所述燃气出口设置在所述热解气化炉的积炭还原层和燃烧层之间；切换部件，所述切换部件用于使燃气出口选择性地连通至少二路焦油去除装置中的任一路；至少二路焦油去除装置，每一路焦油去除装置包括：焦油净化器，所述焦油争化器具有内部扩张的腔室，焦油净化器内设置过滤部件；第一压力检测部件和第二压力检测部件，分别设置在所述焦油净化器的上游和下游；阀门，所述阀门设置在所述焦油净化器的下游。本专利技术具有高效利用生物质资源、产气品质高、结构简单、炭气比例可调节等优点。【专利说明】
本专利技术涉及生物质利用，特别涉及生物质利用的炭气联产系统及工作方法。
技术介绍
随着作为主要能源来源的常规化石燃料在迅速地减少，人类对低热值燃料利用的关注将日益增加，如生物质燃料、煤泥、城市固废等，尤其是生物质燃料，因为它是植物通过光合作用生成的有机物，它的最初来源是太阳能，同时是可再生的、且来源丰富、广泛。目前，生物质的利用主要分为:制炭、制燃气、直燃供热或发电，这些利用方式都是相对独立的工艺过程。而现有的生物质制炭、制燃气的生产工艺参数较固定，经常出现制炭和制燃气不可兼得，并且难以根据实际用户用气负荷和炭的市场需求自行调节产炭与燃气的比例。此外，现有的生物质制炭或制燃气的气化工艺，采用上吸式燃气收集方式，其燃气中焦油含量较高，焦油会腐蚀设备、影响燃气品质、堵塞管道，容易产生二次污染，严重影响可燃气体的后续利用，也降低了气化炉的使用寿命。目前采用气化炉外去除焦油，通常的去除方式为:喷淋冷却、电捕焦、物理过滤、活性炭吸附等。这些炉外去除焦油的方式都具有不足，如:运行成本高、可靠性低、焦油本身蕴含的能量未能利用且造成二次污染。因此，如何高效利用生物质并实现可调节的炭气联产是本领域急需解决的技术难题。
技术实现思路
为了解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种炭气比例可调节、高效利用生物质资源、出产燃气`品质高、可连续作业的生物质炭气联产系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种生物质炭气联产系统，所述炭气联产系统包括热解气化炉、进风口，所述进风口设置在热解气化炉的上部；所述炭气联产系统进一步包括:燃气出口，所述燃气出口设置在所述热解气化炉的积炭还原层和燃烧层之间；切换部件，所述切换部件用于使燃气出口选择性地连通至少二路焦油去除装置中的任一路；至少二路焦油去除装置，每一路焦油去除装置包括；焦油净化器，所述焦油净化器具有内部扩张的腔室，焦油净化器内设置过滤部件；第一压力检测部件和第二压力检测部件，分别设置在所述焦油净化器的上游和下游；阀门，所述阀门设置在所述焦油净化器的下游。根据上述的炭气联产系统，可选地，所述炭气联产系统进一步包括蒸汽提供装置，所述蒸汽提供装置包括:锅炉，所述锅炉的蒸汽出口连通所述扩张的腔室；空气进口和燃料入口设置在所述锅炉的燃烧室上；所述扩张的腔室上具有催化剂进口。根据上述的炭气联产系统，可选地，每一路焦油去除装置进一步包括:膨胀腔，所述膨胀腔设置在切换部件和第一压力检测部件之间；第一进口，所述第一进口设置在所述膨胀腔上，所述锅炉的蒸汽出口连通第一进n ；第二进口，所述第二进口设置在所述膨胀腔上。根据上述的炭气联产系统，可选地，所述至少二路焦油去除装置的输出端连通储气罐。根据上述的炭气联产系统，优选地，所述过滤部件的填料采用多孔炭。本专利技术的目的还在于提供了一种炭气比例可调的、高效利用生物质资源、出产燃气品质高、可连续作业 的生物质炭气联产方法，也即上述炭气联产系统的工作方法；该专利技术目的通过以下技术方案的得以实现:生物质炭气联产系统的工作方法，所述工作方法包括以下步骤:(Al)生物质从热解气化炉的投料口进入，依次经过干燥层、热解层、积炭还原层、燃烧层，制得的炭从底部排出；(A2)经切换部件切换，燃气出口连通至少二路焦油去除装置中的一路；进入焦油净化器内的携带有焦油的燃气膨胀，一部分粘附在腔内壁上，另一部分焦油被过滤部件截留；(A3)根据所需的炭气产量比例而确定所述切换部件的切换频率:所述炭气产量比例越高，切换频率越低；所述切换部件按照所述切换频率工作；(A4)清理过滤部件上的焦油，使焦油发生裂解反应，生成可燃气体。根据上述的工作方法，优选地，所述过滤部件的填料采用多孔炭，来源于所述热解气化炉制得的炭。根据上述的工作方法，优选地，所述切换部件的工作方式为:检测通入燃气的焦油净化器下游、上游的压力差:若所述压力差不大于阈值，该路焦油去除装置继续工作；若所述压力差大于阈值，表明过滤部件堵塞，通过所述切换部件的切换以及焦油争化器下游阀门的开闭，所述燃气出口连通其它路焦油去除装置中的一路，由该路焦油去除装置继续去除燃气中的焦油，并进入下一步骤；所述切换频率越高，所述阈值越低。根据上述的工作方法，优选地，所述清理的方式为:水蒸气进入所述焦油争化器内，催化剂被喷入所述焦油净化器内，水蒸气与焦油、多孔炭同时发生反应，生成可燃气体。根据上述的工作方法，可选地，在步骤(A2)中，携带有焦油的燃气在进入所述焦油净化器之前，燃气进入膨胀腔内膨胀，一部分焦油粘附在膨胀腔内壁上，另一部分随着燃气进入所述焦油净化器内。根据上述的工作方法，优选地，在步骤(A4)中，所述膨胀腔的清理方式为:水蒸气进入所述膨胀腔内，在喷入的催化剂作用下，与膨胀腔内壁的焦油发生裂解反应，生成可燃气体。根据上述的工作方法，优选地，所述水蒸气的来源为:被加工成粉末状的生物质被喷入锅炉燃烧室内燃烧，锅炉产生水蒸气。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为:1、可调节炭气的生产比例，如希望多产炭时，低频率地切换，也即等过滤部件堵塞后使用高温水蒸气清理，水蒸气同时与焦油、多孔炭进行反应产生燃气；如希望多产气，高频率地切换，使用更多的高温水蒸气清理，消耗更多的由热解气化炉制得的多孔炭，从而产生更多的可燃气体；焦油与水蒸气发生反应，从而去除燃气中的焦油，提高了燃气品质；2、采用至少二路焦油去除装置，使得至少一路去除焦油的同时，另外至少一路做清理工作，保证了可连续作业；3、将秸杆等低品质生物质原料粉碎成粉末状，并喷入燃烧室进行燃烧，能产生1200°C的高温，有助于快速提高锅炉内水蒸气的温度，从而使得水蒸气进入焦油净化器或膨胀腔后，使得多孔炭与水蒸气发生反应，焦油发生裂解，生成可燃气体； 4、分质利用生物质，能够使生物质资源得到更加高效、优化的利用:高品质生物质通过投料口进入热解气化炉，低品质生物质磨成粉末状后被喷入燃烧室内。【专利附图】【附图说明】参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中:图1为本专利技术的生物质炭气联产系统的结构示意图。【具体实施方式】图1和以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛守飞，周峻，梁涛，
申请(专利权)人：葛守飞，周峻，梁涛，
类型：发明
国别省市：