一種流化床生物質熱燃氣和生物質炭聯產設備及生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物質利用技術領域，具體涉及一種流化床生物質熱燃氣和生物質炭聯產設備及生產工藝。
【背景技術】
[0002]人類社會正面臨著巨大的能源壓力和環境壓力，生物質能作為一種清潔無污染的可再生能源，其綜合開發利用已引起世界各國關注。相較于直接燃燒，生物質氣化可以獲得生物質燃氣和生物質炭兩種產品，通過合理控制反應過程可以得到高品質的生物質炭，進而大大提尚廣品附加值。
[0003]常規的生物質氣化聯產生物質炭工藝，由于生物質在氣化爐內的停留時間無法隨氣化爐的負荷變化而變化，導致氣化爐在偏離額定負荷時，生產出的生物質炭品質較低。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種產品品質高的流化床生物質熱燃氣和生物質炭聯產設備及生產工藝。
[0005]—種流化床生物質熱燃氣和生物質炭聯產設備，包括氣化爐本體，所述氣化爐本體從上至下包括依次連通的上爐體、中爐體及下爐體，上爐體上設有蒸汽發生器，蒸汽發生器通過汽包與蒸汽加熱器連接，蒸汽加熱器出口經管道分別與下爐體、中爐體和上爐體相連接，上爐體側壁上自下而上依次安裝第一出口管、第二出口管、第三出口管和第四出口管，第一出口管、第二出口管、第三出口管和第四出口管上均安裝調節閥，第一出口管、第二出口管、第三出口管和第四出口管經管道匯合后與一級旋風分離器相連接，一級旋風分離器后部依次安裝二級旋風分離器和燃氣引風機，燃氣引風機出口通過第一管道、第二管道、第三管道與第四管道，分別與熱用戶、風室、設置在下爐體外側的加熱盤管和中爐體相連接，中爐體上設有生物質給料器及空氣預熱器，空氣預熱器經管道分別與風室和中爐體相連接，并通過第三管道與加熱盤管相接，下爐體上設有床料給料器。
[0006]作為上述技術方案的進一步描述:
[0007]所述空氣預熱器處管路連接有鼓風機。
[0008]—種流化床生物質熱燃氣和生物質炭聯產的生產工藝，采用一種流化床生物質熱燃氣和生物質炭聯產設備進行生產，包括以下步驟:
[0009](1)、通過床料給料器往下爐體內加入床料；
[0010](2)、通過生物質給料器往中爐體內加入生物質，生物質在床料輔助流化下吸收熱量后發生熱解反應，生成熱解氣和生物炭；
[0011](3)、運行蒸汽發生器，軟水通過上爐體上安裝的蒸汽發生器生成蒸汽，蒸汽經汽包進入蒸汽加熱器加熱成過熱蒸汽，過熱蒸汽分成三路，分別從上爐體、中爐體及下爐體加入氣化爐本體中，來控制氣化爐本體溫度以及進行生物炭調質；
[0012](4)、運行空氣預熱器，空氣經空氣預熱器預熱后分成兩路，一路經風室進入下爐體，用以調整氣化爐本體內的氣流速度，從而控制生物質炭在爐內的停留時間，另一路與第三管道高溫燃氣混合后燃燒，燃燒產生的熱煙氣通過下爐體外部的加熱盤管加熱生物質，調整生物炭的產率和比表面積；
[0013](5)、開啟調節閥，生物炭被高溫燃氣攜帶依次穿過下爐體、中爐體、上爐體和第一出口管、第二出口管、第三出口管與第四出口管；
[0014]￠)、運行一級旋風分離器和二級旋風分離器與燃氣引風機，生物炭被高溫燃氣攜帶進入第一出口管、第二出口管、第三出口管與第四出口管，經匯總后，進入一級旋風分離器和二級旋風分離器實現生物質炭和高溫燃氣的分離，高溫燃氣通過燃氣引風機加壓后分為第一管道、第二管道、第三管道與第四管道四路，第一管道的高溫燃氣用于后續熱用戶，第二管道的高溫燃氣從中爐體進入氣化爐本體，第三管道的高溫燃氣與預熱后的空氣混合燃燒，第四管道的高溫燃氣由風室進入下爐體；
[0015](7)、步驟(2)中部分熱解氣和第四管道中高溫燃氣與風室進入的空氣進行反應，產生的高溫燃氣實現生物質及床料的流化。
[0016]作為上述技術方案的進一步描述:
[0017]所述下爐體內氣流速度為2?4m/s，溫度300?650°C ;中爐體內氣流速度為0.5?lm/s，溫度450?600 °C ;上爐體內氣流速度為3?6m/s，溫度400?500 °C。
[0018]作為上述技術方案的進一步描述:
[0019]所述氣化爐本體產氣量負荷分為0?25%、25?50%、50?75%、75?100%四級，當負荷為0?25%時，高溫燃氣自第四出口管進入一級旋風分離器；當負荷為25?50%時，高溫燃氣自第三出口管進入一級旋風分離器；當負荷為50?75%時，高溫燃氣自第二出口管進入一級旋風分離器；當負荷為75?100 %時，高溫燃氣自第一出口管進入一級旋風分離器。
[0020]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0021]1、通過調整氣化爐本體在不同負荷狀態下氣化爐爐內流速，從而控制生物質炭的品質，大大提尚生物質炭的含碳率和孔隙率，生廣出的生物質炭品質尚。
[0022]2、通過外加熱方式實現生物質原料的熱解和氣化，燃氣燃燒后的煙氣不與氣化爐生成的燃氣混合，從而大大提高了生物質燃氣的熱值，增大了生物質氣化聯產生物質炭的范圍。
[0023]3、采用分級燃氣出口方式實現氣化爐的整體調整，進一步控制了生物質炭的品質。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明中流化床生物質熱燃氣和生物質炭聯產設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025]參見圖1，一種流化床生物質熱燃氣和生物質炭聯產設備，包括氣化爐本體1，氣化爐本體1從上至下包括依次連通的上爐體11、中爐體12及下爐體13，上爐體11上設有蒸汽發生器112，蒸汽發生器112通過汽包113與蒸汽加熱器111連接，蒸汽加熱器111出口經管道分別與下爐體13、中爐體12和上爐體11相連接，上爐體11側壁上自下而上依次安裝第一出口管114、第二出口管115、第三出口管116和第四出口管117，第一出口管114、第二出口管115、第三出口管116和第四出口管117上均安裝調節閥118，第一出口管114、第二出口管115、第三出口管116和第四出口管117經管道匯合后與一級旋風分離器2相連接，一級旋風分離器2后部依次安裝二級旋風分離器3和燃氣引風機4，燃氣引風機4出口通過第一管道41、第二管道42、第三管道43與第四管道44，分別與熱用戶5、風室6、設置在下爐體13外側的加熱盤管7和中爐體12相連接，中爐體12上設有生物質給料器8及空氣預熱器9，空氣預熱器9經管道分別與風室6和中爐體12相連接，并通過第三管道43與加熱盤管7相接，下爐體13上設有床料給料器10。
[0026]其工作過程為:
[0027]軟水通過上爐體11上安裝的蒸汽發生器112生成蒸汽，蒸汽經汽包113進入蒸汽加熱器111加熱成過熱蒸汽，過熱蒸汽分成三路，分別從上爐體11、中爐體12及下爐體13加入氣化爐本體中，來控制氣化爐本體溫度以及進行生物炭調質。
[0028]空氣經空氣預熱器9預熱后分成兩路，一路經風室6進入下爐體13，用以調整氣化爐本體內的氣流速度，從而控制生物質炭在爐內的停留時間，另一路與第三管道43高溫燃氣混合后燃燒，燃燒產生的熱煙氣通過下爐體13外部的加熱盤管7加熱生物質，調整生物炭的產率和比表面積。
[0029]生物質由生物質給料器8從中爐體12加入，床料由床料給料器10從下爐體13給入，生物質在床料輔助流化下吸收熱量后發生熱解反應，生成熱解氣和生物炭，部分熱解氣和第四管道44高溫燃氣與風室6進入的空氣進行反應，產生的高溫燃氣實現生物質及床料的流化，生物炭被高溫燃氣攜帶依次穿過下爐體13、中爐體12、上爐體11和出口管后，進入一級旋風分離器2和二級旋風分離器3實現生物質炭和高溫燃氣的分離，高溫燃氣通過燃氣引風機4加壓后分為第一管道41、第二管道42、第三管道43與第四管道44四路，第一管道41的高溫燃氣用于后續熱用戶，第二管道42的高溫燃氣從中爐體12進入氣化爐本體，第三管道43的高溫燃氣與預熱后的空氣混合燃燒，第四管道44的高溫燃氣由風室6進入下爐體13。
[0030]本實施例中，空氣預熱器9處管路連接有鼓風機91。目的在于，操作控制方便，并且便于對設備進行檢修維護。
[0031]采用本設備對流化床生物質熱燃氣和生物質炭進行生產，包括以下步驟:
[0032](1)、通過床料給料器10往下爐體13內加入床料；
[0033](2)、通過生物質給料器8往中爐體12內加入生物質，生物質在床料輔助流化下吸收熱量后發生熱解反應，生成熱解氣和生物炭；
[0034](3)、運行蒸汽發生器112，軟水通過上爐體11上安裝的蒸汽發生器112生成蒸汽，蒸汽經汽包113進入蒸汽加熱器111加熱成過熱蒸汽，過熱蒸汽分成三路，分別從上爐體11、中爐體12及下爐體13加入氣化爐本體中，來控制氣化爐本體溫度以及進行生物炭調質；
[0035](4)、運行空氣預熱器9，空氣經空氣預熱器9預熱后分成兩路，一路經風室6進入下爐體13，用以調整氣化爐本體內的氣流速度，從而控制生物質炭在爐內的停留時間，另一路與第三管道43高溫燃氣混合后燃燒，燃燒產生的熱煙氣通過下爐體13外部的加熱盤管7加熱生物質，調整生物炭的產率和比表面積；
[0036](5)、開啟調節閥118，生物炭被高溫燃氣攜帶依次穿過下爐體13、中爐體12、上爐體11和第一出口管114、第二出口管115、第三出口管116與第四出口管117 ；
[0037](6)、運行一級旋風分離器2和二級旋風分離器3與燃氣引風機4，生物炭被高溫燃氣攜帶進入第一出口管114、第二出口管115