本發(fā)明涉及一種資源回收系統(tǒng)，尤其是生物質(zhì)水洗-烘焙聯(lián)合預(yù)處理及鉀資源回收多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

生物質(zhì)能，就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，是一種可再生能源。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸，其中蘊含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10-20倍。為緩解日益嚴重的能源短缺和環(huán)境破壞問題，生物質(zhì)能作為一種儲存量巨大，可再生的清潔能源被人類社會廣泛關(guān)注。生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用途徑有直燃、氣化、熱解、液化等多種形式。

堿金屬是生物質(zhì)生長發(fā)育所必需的主要營養(yǎng)元素，實驗研究表明堿金屬多以離子的形式存于生物質(zhì)體內(nèi)。由于生物質(zhì)含有較多的灰分，其中主要由于灰分中堿金屬的存在，導(dǎo)致了現(xiàn)有形式的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化與利用過程中出現(xiàn)很多問題，如在生物質(zhì)直燃、氣化等生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用過程中出現(xiàn)堿金屬誘發(fā)的管壁的沉積腐蝕問題，降低鍋爐的傳熱效率并威脅到系統(tǒng)的安全運行。大量實驗研究表明，由于堿金屬在生物質(zhì)體內(nèi)多以水溶態(tài)形式存在，實驗室條件下利用水洗的方式對生物質(zhì)進行預(yù)處理便能洗掉生物質(zhì)中70％左右的堿金屬，理論上來說水洗預(yù)處理能有效緩解堿金屬誘發(fā)的一系列問題。然而，在實際生產(chǎn)過程中由于企業(yè)從經(jīng)濟效益的角度還需考慮水洗預(yù)處理后生物質(zhì)烘干等多重成本，導(dǎo)致水洗預(yù)處理并沒有在實際生產(chǎn)過程中得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。另一方面，水洗預(yù)處理后生物質(zhì)中大部分鉀離子進入水洗液中，如果對我國年產(chǎn)8億噸的秸稈進行水洗預(yù)處理，水洗液中鉀的總量高達1000萬噸左右，這些鉀資源如果能得到回收利用，將能大幅提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

因此在考慮對生物質(zhì)水洗預(yù)處理的同時，如果能利用水洗液中的鉀離子提取制備農(nóng)業(yè)用鉀肥，既能有效緩解生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用過程中因堿金屬誘發(fā)的一系列問題，又能實現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)從而大幅提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供生物質(zhì)水洗-烘焙聯(lián)合預(yù)處理及鉀資源回收多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，既能夠通過大幅降低生物質(zhì)灰分從而有效緩解生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用過程中堿金屬誘發(fā)的管壁腐蝕結(jié)渣問題，又能在實現(xiàn)煙氣余熱綜合利用對水洗后生物質(zhì)進行烘焙的同時，對水洗液中生物質(zhì)被洗出的鉀元素進行資源回收，通過化學(xué)工藝提取制備高純度農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用鉀肥從而提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：生物質(zhì)水洗-烘焙聯(lián)合預(yù)處理及鉀資源回收多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中包括：

生物質(zhì)水洗預(yù)處理系統(tǒng)；

煙氣余熱烘焙生物質(zhì)系統(tǒng)；

水洗液鉀資源回收系統(tǒng)；

進一步優(yōu)化：所述生物質(zhì)水洗預(yù)處理系統(tǒng)包括水洗容器、水泵、淋洗塔和固液分離機，在所述水洗容器與水泵之間設(shè)有閥門，通過生物質(zhì)水洗預(yù)處理系統(tǒng)將生物質(zhì)中的鉀、鈉等離子洗凈，其中固液分離機實現(xiàn)水洗液與水洗后生物質(zhì)的分離，將分離后的生物質(zhì)放入烘焙室內(nèi)，水洗液則進入蒸餾塔內(nèi)。

進一步優(yōu)化：所述煙氣余熱烘焙生物質(zhì)系統(tǒng)包括烘焙室、水循環(huán)系統(tǒng)、換熱器和智能控制模塊，所述換熱器包括設(shè)置在煙氣通道內(nèi)的第一換熱器和設(shè)置在烘焙室內(nèi)的第二換熱器，水在進入第一換熱器時，通過煙氣通道內(nèi)的熱量將水加熱，接著水進入第二換熱器，從而對烘焙室內(nèi)的生物質(zhì)進行烘焙。

進一步優(yōu)化：所述水循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻塔、循環(huán)水容器和循環(huán)泵，所述循環(huán)泵通過第一換熱器與所述第二換熱器連接，在所述循環(huán)水容器與循環(huán)泵之間設(shè)有止回閥，所述循環(huán)泵與所述智能控制模塊連接。

進一步優(yōu)化：為了實現(xiàn)對整個生物質(zhì)水洗預(yù)處理系統(tǒng)的智能控制，因此在煙氣管道內(nèi)分別設(shè)有溫度傳感器和濕度傳感器，在所述第一換熱器與第二換熱器之間設(shè)有截止閥和流量傳感器，所述溫度傳感器、濕度傳感器、流量傳感器和截止閥均與所述智能控制模塊連接，所述智能控制模塊為PLC控制器。

進一步優(yōu)化：所述水洗液鉀資源回收系統(tǒng)包括蒸餾塔和操作間，所述蒸餾塔與固液分離機連接。

本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明在對生物質(zhì)進行水洗預(yù)處理后利用煙氣余熱對水洗后的生物質(zhì)進行烘焙，同時對水洗液中生物質(zhì)被洗出的鉀元素進行資源回收，提取制備高純度農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用鉀肥，實現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)，從而極大地提高企業(yè)經(jīng)濟效益，具體而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1)本發(fā)明利用水洗預(yù)處理大幅降低生物質(zhì)灰分從而有效緩解生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用過程中堿金屬誘發(fā)的管壁腐蝕結(jié)渣問題。

2)本發(fā)明有效利用了生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用過程如直燃、氣化時鍋爐尾部煙氣余熱，進一步降低排煙溫度以減少對周圍環(huán)境的熱污染，并提高系統(tǒng)熱效率。

3)本發(fā)明對水洗液中生物質(zhì)被洗出的鉀元素進行資源回收，提取制備高純度農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用鉀肥，在生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用的同時實現(xiàn)多聯(lián)產(chǎn)，從而極大地提高企業(yè)經(jīng)濟效益。

4)本發(fā)明的循環(huán)水系統(tǒng)中作為熱量傳輸工質(zhì)的凝結(jié)水始終循環(huán)使用，節(jié)約了水資源。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明做以下詳細說明。

如圖所示，生物質(zhì)水洗-烘焙聯(lián)合預(yù)處理及鉀資源回收多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其中包括：

生物質(zhì)水洗預(yù)處理系統(tǒng)1；

煙氣余熱烘焙生物質(zhì)系統(tǒng)7；

水洗液鉀資源回收系統(tǒng)21；

所述生物質(zhì)水洗預(yù)處理系統(tǒng)包括水洗容器2、水泵4、淋洗塔5和固液分離機6，在所述水洗容器2與水泵4之間設(shè)有閥門3，通過生物質(zhì)水洗預(yù)處理系統(tǒng)1將生物質(zhì)中的鉀、鈉等離子洗凈，其中淋洗塔5，實現(xiàn)生物質(zhì)水洗預(yù)處理；水洗容器2給淋洗塔5提供水源頭；水泵4為水洗容器2內(nèi)的提供動力，將水洗容器2內(nèi)的水抽到淋洗塔5內(nèi)；固液分離機6對水洗液與水洗后的生物質(zhì)完成分離，將分離后的生物質(zhì)放入烘焙室19內(nèi)，水洗液則進入蒸餾塔23內(nèi)。

所述煙氣余熱烘焙生物質(zhì)系統(tǒng)7包括烘焙室19、水循環(huán)系統(tǒng)、換熱器和智能控制模塊71，所述換熱器包括設(shè)置在煙氣通道14內(nèi)的第一換熱器15和設(shè)置在烘焙室19內(nèi)的第二換熱器20，水在進入第一換熱器15時，通過煙氣通道14內(nèi)的熱量將水加熱，接著水進入第二換熱器20，從而對烘焙室19內(nèi)的生物質(zhì)進行烘焙。

所述水循環(huán)系統(tǒng)包括冷卻塔8、循環(huán)水容器9和循環(huán)泵11，所述循環(huán)泵11通過第一換熱器15與所述第二換熱器19連接，在所述循環(huán)水容器9與循環(huán)泵11之間設(shè)有止回閥10，所述循環(huán)泵11與所述智能控制模塊71連接。

為了實現(xiàn)對整個生物質(zhì)水洗預(yù)處理系統(tǒng)的智能控制，因此在煙氣管道14內(nèi)分別設(shè)有溫度傳感器12和濕度傳感器13，在所述第一換熱器15與第二換熱器20之間設(shè)有截止閥16和流量傳感器17，所述溫度傳感器12、濕度傳感器13、流量傳感器17和截止閥16均與所述智能控制模塊71連接，所述智能控制模塊71為PLC控制器，其中溫度傳感器12和濕度傳感器13分別用于采集煙氣管道14末端的溫度和濕度，而流量傳感器17則用于檢測水循環(huán)系統(tǒng)中的水流量，檢測的數(shù)據(jù)傳到PLC控制器，經(jīng)過處理后，PLC控制器將控制循環(huán)泵11的工作。

所述水洗液鉀資源回收系統(tǒng)21包括蒸餾塔23和操作間22，所述蒸餾塔23與固液分離機6連接。

其工作原理是：首先將生物質(zhì)放入淋洗塔5內(nèi)，然后通過水泵4將水洗容器2內(nèi)的水抽到淋洗塔5內(nèi)，在對生物質(zhì)進行清洗結(jié)束后，通過固液分離機6將水洗液與生物質(zhì)進行分離，分離出的水洗液進入蒸餾塔23內(nèi)，經(jīng)過蒸餾后提高溶液的濃度，然后輸運到操作間21中利用相關(guān)化學(xué)工藝完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用鉀肥的制備，分離出的生物質(zhì)則進入烘焙室19內(nèi)，通過第二換熱器19對生物質(zhì)進行烘焙，在此過程中溫度傳感器12和濕度傳感器13將時刻檢測煙氣通道14內(nèi)的溫度和濕度的變化，并將檢測的數(shù)值傳到PLC控制器中，當(dāng)煙氣管道14末端煙氣溫度低于煙氣露點溫度時，通過控制截止閥16關(guān)小來減少循環(huán)水流量以提高末端煙氣溫度，使得排煙溫度升高至露點溫度以上，當(dāng)煙氣管道14末端煙氣溫度高于煙氣露點溫度時，通過控制截止閥16開大來增大循環(huán)水流量以降低末端煙氣溫度，使排煙溫度接近露點溫度，以此來確保烘焙室內(nèi)溫度的恒定，對生物質(zhì)進行烘焙。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。