專利名稱：一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國生物質(zhì)燃料資源豐富，大力開發(fā)生物質(zhì)燃料資源，有助于改善我國以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)，既能減少硫化物和氮氧化物的排放，又可緩解溫室效應(yīng)。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)具有發(fā)電方式靈活、投資較少、小規(guī)模時(shí)效率高等優(yōu)點(diǎn)。但是現(xiàn)有生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)中，系統(tǒng)整體能量利用效率低，對(duì)燃料要求苛刻等問題，因此提高系統(tǒng)能量利用率和燃料適應(yīng)性能有效提高生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用范圍和效益。中國發(fā)明專利200910071440. 5公開了一種生物質(zhì)高溫?zé)峤鈿饣l(fā)電系統(tǒng)，運(yùn)行時(shí)被高溫生物質(zhì)氣的預(yù)熱加熱的空氣和生物質(zhì)氣在高速氣體燃料燃燒器內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫低氧煙氣，并噴入生物質(zhì)旋風(fēng)高溫?zé)峤鈿饣癄t，與爐內(nèi)的生物質(zhì)物料混合、使其發(fā)生熱解氣化，生成1600°C以上的低焦油含量的生物質(zhì)氣，然后利用以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的發(fā)電機(jī)發(fā)電。其優(yōu)點(diǎn)是可以大幅度降低燃?xì)庵械慕褂秃浚酂崂貌煌耆?，整體氣化效率不高。中國發(fā)明專利201010251310. 2提供了一種規(guī)?；潭ù采镔|(zhì)氣化發(fā)電生產(chǎn)工藝及成套設(shè)備， 主要包括原料預(yù)處理、生物質(zhì)固定床氣化、氣體凈化和燃?xì)獍l(fā)電等部分。采用兩段水噴淋凈化，電捕的方法除焦，用干法脫除氣體中微量的氯、硫組分，內(nèi)燃機(jī)發(fā)電。其優(yōu)點(diǎn)是燃?xì)獠缓泻怏w，且氧含量低，熱值高。但缺點(diǎn)是預(yù)熱回收不完全，能耗大，整體氣化效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，主要包括生物質(zhì)經(jīng)破碎、 干燥后進(jìn)入氣化爐，經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱的空氣從氣化爐底部加入氣化爐，與生物質(zhì)反應(yīng)后生成高溫燃?xì)?，產(chǎn)物進(jìn)行氣固分離，未反應(yīng)的殘?zhí)勘皇占聛?，通過返料裝置回到氣化爐進(jìn)一步反應(yīng)。分離后的高溫燃?xì)饨?jīng)過旋風(fēng)除塵器、燃?xì)?煙氣換熱器和凈化裝置進(jìn)行除塵、降溫和除焦后送入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)電，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組排出的高溫?zé)煔饨?jīng)過空氣預(yù)熱器和余熱鍋爐分別預(yù)熱空氣和產(chǎn)生蒸汽，然后經(jīng)過燃?xì)?煙氣換熱器再熱進(jìn)入干燥機(jī)干燥生物質(zhì)原料。所述的氣化爐產(chǎn)生的燃?xì)獾牧鹘?jīng)順序依次為燃?xì)?煙氣換熱器、凈化裝置、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組。所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組出口煙氣的流經(jīng)順序依次為空氣預(yù)熱器和余熱鍋爐(二者并聯(lián))、燃?xì)?煙氣換熱器、干燥機(jī)。所述燃?xì)?煙氣換熱器出口處的燃?xì)鉁囟炔坏陀?50°C。所述高溫預(yù)熱空氣采用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組排煙預(yù)熱空氣的方式產(chǎn)生，預(yù)熱溫度范圍為 300 400"C。所述一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其中，加入的生物質(zhì)原料水分低于50%。
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所述一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其中，返料裝置返料風(fēng)采用降溫后的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組煙氣。所述干燥和破碎后的生物質(zhì)原料應(yīng)達(dá)到粒徑小于10cm，水分小于25%。本發(fā)明特點(diǎn)在于①高溫燃?xì)夂蜔煔庵酗@熱均被回收利用，提高了系統(tǒng)的能量利用率；②采用低含氧量煙氣回收燃?xì)怙@熱，在燃?xì)?煙氣換熱器發(fā)生泄漏時(shí)可以避免爆炸危險(xiǎn)，提高系統(tǒng)安全性；③采用再熱煙氣來干燥生物質(zhì)原料，可以采用高水分生物質(zhì)原料，提高了原料適應(yīng)性；④內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組煙氣余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽可以外供。


圖1是本發(fā)明生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)示意圖。圖中組件符號(hào)說明破碎機(jī)1，干燥機(jī)2，料倉3，氣化爐4，旋風(fēng)分離器5，返料裝置6，旋風(fēng)除塵器7，燃?xì)?煙氣換熱器8，凈化裝置9，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組10，余熱鍋爐11，空氣預(yù)熱器12。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以生物質(zhì)為原料，生物質(zhì)原料含水量低于50%，生物質(zhì)經(jīng)破碎、干燥達(dá)到粒徑小于10cm，水分小于25%后通過加料裝置從氣化爐4底部密相區(qū)加入，空氣經(jīng)預(yù)熱器12 預(yù)熱到300 400°C，然后從氣化爐4底部加入氣化爐4，生物質(zhì)在氣化爐4返混過程中與高溫空氣發(fā)生高效氣化反應(yīng)，生成高溫燃?xì)?，高溫的預(yù)熱空氣利用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組10排煙的顯熱產(chǎn)生。與常溫的空氣相比，經(jīng)過預(yù)熱的空氣與返料裝置6返回的高溫半焦的反應(yīng)速率更快，反應(yīng)更完全；另外預(yù)熱空氣帶入了更多的顯熱，從系統(tǒng)熱平衡的角度考慮，在相同氣化空氣量的條件下，空氣預(yù)熱后系統(tǒng)的燃燒份額減小，氣化份額增大，燃?xì)庵械腃O2濃度減小，可燃成分濃度增大，燃?xì)鉄嶂堤岣摺Ｈ細(xì)膺M(jìn)行氣固分離，未反應(yīng)的殘?zhí)勘皇占聛?，通過返料裝置回到氣化爐4進(jìn)一步反應(yīng)。分離后的高溫燃?xì)膺M(jìn)入旋風(fēng)除塵器7進(jìn)行除塵，然后進(jìn)入燃?xì)?煙氣換熱器8進(jìn)行顯熱回收，提高系統(tǒng)的能量利用率，降溫后的燃?xì)獠荒艿陀?50°C，采用煙氣進(jìn)行能量回收能夠防止在燃?xì)?煙氣換熱器8泄漏時(shí)發(fā)生爆炸，燃?xì)饨?jīng)過凈化裝置9除焦、除塵和進(jìn)一步降溫后送入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組10發(fā)電，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組10排出的高溫?zé)煔庖徊糠诌M(jìn)入空氣預(yù)熱器12預(yù)熱空氣，一部分進(jìn)入余熱鍋爐11產(chǎn)生蒸汽，充分利用煙氣的余熱。從空氣預(yù)熱器12和余熱鍋爐11出來的低溫?zé)煔庖徊糠钟脕碜鳛榉盗涎b置的流化風(fēng)，用氧含量低的煙氣作為返料風(fēng)可以避免使用與旋風(fēng)分離器5收集下來的殘?zhí)糠磻?yīng)發(fā)生結(jié)渣，其他的進(jìn)入燃?xì)?煙氣換熱器8進(jìn)行加熱，加熱后的煙氣進(jìn)入干燥機(jī)2干燥生物質(zhì)原料。實(shí)施例1生物質(zhì)原料采用水量40%左右的木片，經(jīng)破碎、干燥后粒徑為6cm，水分為15%， 加入氣化爐4，經(jīng)空氣預(yù)熱器12預(yù)熱的350°C空氣，從氣化爐4底部加入氣化爐4，高溫空氣與生物質(zhì)發(fā)生高效氣化反應(yīng)，生成高溫燃?xì)?，產(chǎn)物進(jìn)行氣固分離，未反應(yīng)的殘?zhí)勘皇占聛?，通過返料裝置回到氣化爐4進(jìn)一步反應(yīng)。分離后的高溫燃?xì)膺M(jìn)入旋風(fēng)除塵器7除塵， 經(jīng)過燃?xì)?煙氣換熱器8降溫后的燃?xì)膺_(dá)到400°C，采用煙氣進(jìn)行能量回收能夠防止在燃?xì)?煙氣換熱器8泄漏時(shí)發(fā)生爆炸，燃?xì)饨?jīng)過凈化裝置9除焦、除塵和進(jìn)一步降溫后送入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組10發(fā)電，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組10排出的高溫?zé)煔?0%進(jìn)入空氣預(yù)熱器12預(yù)熱空氣， 其余進(jìn)入余熱鍋爐11產(chǎn)生蒸汽，從空氣預(yù)熱器12和余熱鍋爐11出來的低溫?zé)煔?0%用來作為返料裝置的流化風(fēng)，其他的進(jìn)入燃?xì)?煙氣換熱器8進(jìn)行加熱，加熱后的煙氣進(jìn)入干燥機(jī)2干燥生物質(zhì)原料。系統(tǒng)發(fā)電效率達(dá)到23%。實(shí)施例2生物質(zhì)原料采用水量45 %左右的玉米秸，經(jīng)破碎、干燥后粒徑為如m，水分為 20%，加入氣化爐4，經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱12的300°C空氣，從氣化爐4底部加入氣化爐4，高溫空氣與生物質(zhì)發(fā)生高效氣化反應(yīng)，生成高溫燃?xì)?，產(chǎn)物進(jìn)行氣固分離，未反應(yīng)的殘?zhí)勘皇占聛恚ㄟ^返料裝置回到氣化爐4進(jìn)一步反應(yīng)。分離后的高溫燃?xì)膺M(jìn)入旋風(fēng)除塵器7除塵，經(jīng)過燃?xì)?煙氣換熱器8，降溫后的燃?xì)膺_(dá)到400°C，采用煙氣進(jìn)行能量回收能夠防止在燃?xì)?煙氣換熱器8泄漏時(shí)發(fā)生爆炸，燃?xì)饨?jīng)過凈化裝置9除焦、除塵和進(jìn)一步降溫后送入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組10發(fā)電，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組10排出的高溫?zé)煔?0%進(jìn)入空氣預(yù)熱器12預(yù)熱空氣，其余進(jìn)入余熱鍋爐11產(chǎn)生蒸汽。從空氣預(yù)熱器12和余熱鍋爐11出來的低溫?zé)煔?5% 用來作為返料裝置的流化風(fēng)，其他的進(jìn)入燃?xì)?煙氣換熱器8進(jìn)行加熱，加熱后的煙氣進(jìn)入干燥機(jī)2干燥生物質(zhì)原料。系統(tǒng)發(fā)電效率達(dá)到21. 5%。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于生物質(zhì)經(jīng)破碎、干燥后進(jìn)入氣化爐，經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱的空氣從氣化爐底部加入氣化爐，與生物質(zhì)反應(yīng)后生成高溫燃?xì)?，產(chǎn)物進(jìn)行氣固分離，未反應(yīng)的殘?zhí)勘皇占聛?，通過返料裝置回到氣化爐進(jìn)一步反應(yīng)，分離后的高溫燃?xì)饨?jīng)過旋風(fēng)除塵器、燃?xì)?煙氣換熱器和凈化裝置進(jìn)行除塵、降溫和除焦后送入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)電，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組排出的高溫?zé)煔饨?jīng)過空氣預(yù)熱器和余熱鍋爐分別預(yù)熱空氣和產(chǎn)生蒸汽，然后經(jīng)過燃?xì)?煙氣換熱器再熱進(jìn)入干燥機(jī)干燥生物質(zhì)原料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化爐產(chǎn)生的燃?xì)獾牧鹘?jīng)順序依次為燃?xì)?煙氣換熱器、凈化裝置、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組。
3.權(quán)利要求1中所述內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組出口煙氣的流經(jīng)順序依次為空氣預(yù)熱器和余熱鍋爐(二者并聯(lián))、燃?xì)?煙氣換熱器、干燥機(jī)。
4.權(quán)利要求1中所述燃?xì)?煙氣換熱器出口處的燃?xì)鉁囟炔坏陀?50°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫預(yù)熱空氣采用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組排煙預(yù)熱空氣的方式產(chǎn)生，預(yù)熱溫度范圍為300 400°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其中，加入的生物質(zhì)原料水分低于 50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，其中，返料裝置返料風(fēng)采用降溫后的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組煙氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述干燥和破碎后的生物質(zhì)原料應(yīng)達(dá)到粒徑小于10cm，水分小于 25%。
全文摘要
一種生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)，生物質(zhì)經(jīng)破碎、干燥后進(jìn)入氣化爐，經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱的空氣從氣化爐底部加入氣化爐，與生物質(zhì)反應(yīng)后生成高溫燃?xì)猓a(chǎn)物進(jìn)行氣固分離，未反應(yīng)的殘?zhí)勘皇占聛恚ㄟ^返料裝置回到氣化爐進(jìn)一步反應(yīng)。分離后的高溫燃?xì)膺M(jìn)入旋風(fēng)除塵器除塵后進(jìn)入燃?xì)?煙氣換熱器，降溫后的燃?xì)饨?jīng)過凈化裝置除焦、除塵和進(jìn)一步降溫，經(jīng)過凈化裝置后的燃?xì)馑腿雰?nèi)燃發(fā)電機(jī)組發(fā)電，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組排出的高溫?zé)煔庖徊糠诌M(jìn)入空氣預(yù)熱器預(yù)熱空氣，一部分進(jìn)入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽。從空氣預(yù)熱器和余熱鍋爐出來的低溫?zé)煔庖徊糠钟脕碜鳛榉盗涎b置的流化風(fēng)，其余進(jìn)入燃?xì)?煙氣換熱器進(jìn)行加熱，加熱后的煙氣進(jìn)入干燥機(jī)干燥生物質(zhì)原料。本發(fā)明回收利用高溫燃?xì)獾娘@熱用來干燥生物質(zhì)原料，回收內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組排出煙氣的顯熱用來預(yù)熱空氣和產(chǎn)生蒸汽，實(shí)現(xiàn)能量充分利用；利用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組出口的煙氣作為返料裝置流化風(fēng)提高氣化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)C10J3/72GK102417831SQ20111029059
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者張守軍, 趙成武, 魯萬寶 申請(qǐng)人:合肥德博生物能源科技有限公司