環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及生物質(zhì)能源利用技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型公開了一種環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，包括氣化爐、換熱器、過濾器和氣體內(nèi)燃機發(fā)電機；上述氣化爐包括儲料倉、氣化室、催化裂解室。本實用新型的有益效果為：解決了生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)效率低、氣化爐燃氣焦油含量高、污染大的缺點；將燃氣的熱和氣體內(nèi)燃機發(fā)電機尾氣的余熱盡可能回收，能源利用效率明顯提高；無污染物排放，適合小資源收集區(qū)域的生物質(zhì)能源利用。
【專利說明】
環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及生物質(zhì)能源利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)是指直接或間接通過光合作用形成的各種有機體，包括動植物和微生物。生物質(zhì)能是太陽能以化學(xué)能形式儲存在生物質(zhì)中，以生物質(zhì)為載體的能量。生物質(zhì)能是重要的可再生能源，分布廣泛，數(shù)量巨大，同時又具有能量密度低，資源分散，收集難度大等不利因素，如何實現(xiàn)小規(guī)模資源收集條件下的生物質(zhì)能源高效利用，是能源日趨緊張的今天重要的能源技術(shù)發(fā)展方向。
[0003]我國生物質(zhì)資源豐富，發(fā)展?jié)摿薮?，發(fā)展空間廣闊。據(jù)估計目前農(nóng)業(yè)秸桿可開發(fā)量約6億噸，大量秸桿被廢棄或直接在田間地頭燒掉，浪費大量資源，造成嚴重的空氣污染，我國各地的霧霾高發(fā)期一般是農(nóng)作物收獲期。因此，便利高效的生物質(zhì)能利用技術(shù)既可為能源匱乏地區(qū)提供能源供應(yīng)又可解決秸桿焚燒帶來的污染問題。
[0004]目前的小規(guī)模生物質(zhì)能利用技術(shù)主要是生物質(zhì)氣化技術(shù)，雖然目前的氣化技術(shù)解決了有無問題，但利用效率很低，氣化生成的高溫燃氣顯熱及內(nèi)燃機發(fā)電尾氣的余熱都沒有利用，同時目前的氣化技術(shù)無法處理燃氣中的焦油，導(dǎo)致生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性低、維護費用高。這使得生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)難以商業(yè)應(yīng)用。
[0005]解決生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)推廣問題的出路在于提高氣化爐的熱效率和減少發(fā)電機組的余熱損失降低燃氣中的焦油含量。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，該環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、綠色環(huán)保、安全可靠并且轉(zhuǎn)化效率高。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0008]—種環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，包括氣化爐、換熱器、過濾器和氣體內(nèi)燃機發(fā)電機；
[0009]上述氣化爐包括儲料倉、氣化室、催化裂解室，上述儲料倉位于氣化爐頂部，催化裂解室位于氣化爐底部，氣化室位于儲料倉和催化裂解室之間，上述儲料倉與氣化室相連，上述氣化室與催化裂解室相連；
[0010]上述儲料倉設(shè)有進料口；
[0011 ]上述催化裂解室設(shè)有燃氣引出口 ；
[0012]上述換熱器為間壁式換熱器，包括第一管道和第二管道，第一管道和第二管道之間可進行換熱，第一管道設(shè)有第一管道入口和第一管道出口，
[0013]上述燃氣引出口連接上述過濾器，上述過濾器連接上述第一管道入口，上述第一管道出口連接上述氣體內(nèi)燃機發(fā)電機，
[0014]上述第二管道設(shè)有第二管道入口和第二管道出口，上述第二管道入口連接有空氣源，上述第二管道出口通過第一配風管連接上述氣化室，上述第二管道出口通過第二配風管連接上述催化裂解室。
[0015]優(yōu)選地，上述第一配風管設(shè)有環(huán)形出風口，該環(huán)形出風口設(shè)于氣化室內(nèi)壁。
[0016]優(yōu)選地，上述第二配風管的出風口插入上述催化裂解室的炭層。
[0017]優(yōu)選地，上述過濾器的數(shù)量為2組。
[0018]優(yōu)選地，上述氣化室設(shè)有還原段，該還原段的高度大于等于400mm。
[0019]優(yōu)選地，上述催化裂解室的高度大于等于600mm。
[0020]優(yōu)選地，上述氣體內(nèi)燃機發(fā)電機設(shè)有尾氣出口，該尾氣出口連接有干燥機，該干燥機用于干燥破碎處理后的生物質(zhì)，上述干燥機通過物料傳輸裝置連接上述進料口。
[0021]優(yōu)選地，上述第一管道套設(shè)于第二管道外側(cè)。
[0022]優(yōu)選地，氣化室與催化裂解室采用縮口擴口連接。
[0023]優(yōu)選地，上述催化裂解室設(shè)有焦炭加入口，上述催化裂解室連接有灰渣冷卻室，該灰渣冷卻室設(shè)有出炭口。
[0024]本實用新型的工作原理為:
[0025]氣化室還原段高度不低于400mm，催化裂解室高度不低于600mm，合成氣內(nèi)焦油含量將降低到0.5g/Nm3，燃氣中生成的焦油90%被裂解。
[0026]氣化室與催化裂解室之間采用縮口擴口連接，保證物料均勻穩(wěn)定流動。
[0027]過濾器數(shù)量為2組，采用兩組交互運行，定期將內(nèi)部的炭取出至于催化裂解室內(nèi)處理。
[0028]灰渣冷卻室室采用水冷，將生物質(zhì)炭冷卻后排出。
[0029]燃氣的過流程為:氣化爐接收干燥機傳輸?shù)纳镔|(zhì)，生物質(zhì)儲存在氣化爐頂部的儲料倉內(nèi)，氣化爐中部為氣化室，經(jīng)換熱器加熱后的空氣從氣化室上部送入，氣化后的燃氣及生物質(zhì)炭向下運動到催化裂解室，催化裂解室中部補充一股空氣，此處焦炭溫度保證燃點以上，燃燒部分焦炭和少量燃氣將催化裂解室溫度提高至1100°C，燃氣繼續(xù)下行，在下行過程中燃氣內(nèi)的焦炭進一步被裂解。
[0030]出爐后較清潔的燃氣進入生物質(zhì)過濾器，焦油在過濾器中進一步裂解并被生物質(zhì)炭吸附，清潔后的燃氣進入換熱器把熱交換給空氣，降低溫度后的燃氣進入氣體內(nèi)燃機發(fā)電機，氣體內(nèi)燃機發(fā)電機出來的尾氣溫度大約在400°C左右，進入干燥機，尾氣干燥生物質(zhì)后直接排空。
[0031]生物質(zhì)及焦炭流程為:生物質(zhì)經(jīng)破碎處理后送入干燥機，干燥后的生物質(zhì)送入氣化爐頂部的儲料倉內(nèi)，儲料倉內(nèi)的生物質(zhì)隨生產(chǎn)過程自動下行進入氣化爐中部氣化室，在氣化室中經(jīng)過干燥、裂解、氧化、還原等過程后產(chǎn)生生物質(zhì)炭和燃氣，氣化室所需空氣在上部通過環(huán)形進氣口均勻送入。焦炭進一步下行至催化裂解室，催化裂解室上部設(shè)置焦炭加入口，將過濾器中吸附的焦炭補充進來處理，中部設(shè)置助燃空氣進口，該處助燃空氣集中進入以減少燃氣的燒損，焦炭在催化裂解室下行后經(jīng)冷卻到燃點后直接排出，排出的焦炭一部分供應(yīng)過濾器使用，其余部分成為商品進入倉庫。
[0032]本實用新型的有益效果為:解決了生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)效率低、氣化爐燃氣焦油含量高、污染大的缺點;將燃氣的熱和氣體內(nèi)燃機發(fā)電機尾氣的余熱盡可能回收，能源利用效率明顯提高;無污染物排放，適合小資源收集區(qū)域的生物質(zhì)能源利用。
【附圖說明】
[0033]圖1是本實用新型的不意圖。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0035]本實用新型具體實施的技術(shù)方案是:
[0036]—種環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，包括氣化爐1、換熱器2、過濾器3和氣體內(nèi)燃機發(fā)電機4;
[0037]上述氣化爐I包括儲料倉11、氣化室12、催化裂解室13，上述儲料倉11位于氣化爐I頂部，催化裂解室13位于氣化爐I底部，氣化室12位于儲料倉11和催化裂解室13之間，上述儲料倉11與氣化室12相連，上述氣化室12與催化裂解室13相連；
[0038]上述儲料倉11設(shè)有進料口；
[0039]上述催化裂解室13設(shè)有燃氣引出口；
[0040]上述換熱器2為間壁式換熱器2，包括第一管道和第二管道，第一管道和第二管道之間可進行換熱，第一管道設(shè)有第一管道入口和第一管道出口，
[0041 ] 上述燃氣引出口連接上述過濾器3，上述過濾器3連接上述第一管道入口，上述第一管道出口連接上述氣體內(nèi)燃機發(fā)電機4，
[0042]上述第二管道設(shè)有第二管道入口和第二管道出口，上述第二管道入口連接有空氣源，上述第二管道出口通過第一配風管連接上述氣化室12，上述第二管道出口通過第二配風管連接上述催化裂解室13。
[0043]上述第一配風管設(shè)有環(huán)形出風口，該環(huán)形出風口設(shè)于氣化室12內(nèi)壁。
[0044]上述第二配風管的出風口插入上述催化裂解室13的炭層。
[0045]上述過濾器3的數(shù)量為2組。
[0046]上述氣化室12設(shè)有還原段，該還原段的高度大于等于400mm。
[0047]上述催化裂解室13的高度大于等于600mm。
[0048]上述氣體內(nèi)燃機發(fā)電機4設(shè)有尾氣出口，該尾氣出口連接有干燥機5，該干燥機5用于干燥破碎處理后的生物質(zhì)，上述干燥機5通過物料傳輸裝置連接上述進料口。
[0049]上述第一管道套設(shè)于第二管道外側(cè)。
[0050]氣化室12與催化裂解室13采用縮口擴口連接。
[0051]上述催化裂解室13設(shè)有焦炭加入口，上述催化裂解室13連接有灰渣冷卻室，該灰渣冷卻室設(shè)有出炭口。
[0052]本實用新型的工作原理為:
[0053]氣化室12還原段高度不低于400mm，催化裂解室13高度不低于600mm，合成氣內(nèi)焦油含量將降低到0.5g/Nm3，燃氣中生成的焦油90%被裂解。
[0054]氣化室12與催化裂解室13之間采用縮口擴口連接，保證物料均勻穩(wěn)定流動。
[0055]過濾器3數(shù)量為2組，采用兩組交互運行，定期將內(nèi)部的炭取出至于催化裂解室13內(nèi)處理。
[0056]灰渣冷卻室室采用水冷，將生物質(zhì)炭冷卻后排出。
[0057]燃氣的過流程為:氣化爐I接收干燥機5傳輸?shù)纳镔|(zhì)，生物質(zhì)儲存在氣化爐I頂部的儲料倉11內(nèi)，氣化爐I中部為氣化室12，經(jīng)換熱器2加熱后的空氣從氣化室12上部送入，氣化后的燃氣及生物質(zhì)炭向下運動到催化裂解室13，催化裂解室13中部補充一股空氣，此處焦炭溫度保證燃點以上，燃燒部分焦炭和少量燃氣將催化裂解室13溫度提高至1100°C，燃氣繼續(xù)下行，在下行過程中燃氣內(nèi)的焦炭進一步被裂解。
[0058]出爐后較清潔的燃氣進入生物質(zhì)過濾器3，焦油在過濾器3中進一步裂解并被生物質(zhì)炭吸附，清潔后的燃氣進入換熱器2把熱交換給空氣，降低溫度后的燃氣進入氣體內(nèi)燃機發(fā)電機4，氣體內(nèi)燃機發(fā)電機4出來的尾氣溫度大約在400°C左右，進入干燥機5，尾氣干燥生物質(zhì)后直接排空。
[0059]生物質(zhì)及焦炭流程為:生物質(zhì)經(jīng)破碎處理后送入干燥機5，干燥后的生物質(zhì)送入氣化爐I頂部的儲料倉11內(nèi)，儲料倉11內(nèi)的生物質(zhì)隨生產(chǎn)過程自動下行進入氣化爐I中部氣化室12，在氣化室12中經(jīng)過干燥、裂解、氧化、還原等過程后產(chǎn)生生物質(zhì)炭和燃氣，氣化室12所需空氣在上部通過環(huán)形進氣口均勻送入。焦炭進一步下行至催化裂解室13，催化裂解室13上部設(shè)置焦炭加入口，將過濾器3中吸附的焦炭補充進來處理，中部設(shè)置助燃空氣進口，該處助燃空氣集中進入以減少燃氣的燒損，焦炭在催化裂解室13下行后經(jīng)冷卻到燃點后直接排出，排出的焦炭一部分供應(yīng)過濾器3使用，其余部分成為商品進入倉庫。
[0060]本實用新型的有益效果為:解決了生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)效率低、氣化爐I燃氣焦油含量高、污染大的缺點；將燃氣的熱和氣體內(nèi)燃機發(fā)電機4尾氣的余熱盡可能回收，能源利用效率明顯提高;無污染物排放，適合小資源收集區(qū)域的生物質(zhì)能源利用。
[0061]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括氣化爐、換熱器、過濾器和氣體內(nèi)燃機發(fā)電機； 上述氣化爐包括儲料倉、氣化室、催化裂解室，上述儲料倉位于氣化爐頂部，催化裂解室位于氣化爐底部，氣化室位于儲料倉和催化裂解室之間，上述儲料倉與氣化室相連，上述氣化室與催化裂解室相連； 上述儲料倉設(shè)有進料口 ； 上述催化裂解室設(shè)有燃氣引出口 ； 上述換熱器為間壁式換熱器，包括第一管道和第二管道，第一管道和第二管道之間可進行換熱，第一管道設(shè)有第一管道入口和第一管道出口， 上述燃氣引出口連接上述過濾器，上述過濾器連接上述第一管道入口，上述第一管道出口連接上述氣體內(nèi)燃機發(fā)電機， 上述第二管道設(shè)有第二管道入口和第二管道出口，上述第二管道入口連接有空氣源，上述第二管道出口通過第一配風管連接上述氣化室，上述第二管道出口通過第二配風管連接上述催化裂解室。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，上述第一配風管設(shè)有環(huán)形出風口，該環(huán)形出風口設(shè)于氣化室內(nèi)壁。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，上述第二配風管的出風口插入上述催化裂解室的炭層。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，上述過濾器的數(shù)量為2組。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，上述氣化室設(shè)有還原段，該還原段的高度大于等于400mm。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，上述催化裂解室的高度大于等于600mm。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，上述氣體內(nèi)燃機發(fā)電機設(shè)有尾氣出口，該尾氣出口連接有干燥機，該干燥機用于干燥破碎處理后的生物質(zhì)，上述干燥機通過物料傳輸裝置連接上述進料口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，上述第一管道套設(shè)于第二管道外側(cè)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，氣化室與催化裂解室采用縮口擴口連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)保生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，上述催化裂解室設(shè)有焦炭加入口，上述催化裂解室連接有灰渣冷卻室，該灰渣冷卻室設(shè)有出炭口。
【文檔編號】F02G5/02GK205473609SQ201620090094
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年1月29日
【發(fā)明人】劉鴻
【申請人】江蘇中科重工股份有限公司