一種生物質氣化供氣聯產電、炭、熱、肥的工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及的是一種生物質氣化供氣聯產電、炭、熱、肥的工藝方法，屬于生物質能源領域。
【背景技術】
[0002]在能源和環境的雙重壓力下，大力開發清潔的可再生能源已成為擺在世界各國政府面前的一個非常緊迫的世界性課題。生物質能和其他新能源相比，具有可再生、污染少、可運輸和儲存、與現在能源工業最具相容性等特點，因而特別受到關注。中國是一個農業大國，農林生物質資源豐富、數量巨大、品種多樣性。在利好的政策背景下，生物質資源化利用在中國獲得了長足的發展，但同時也產生工藝、裝備上的很多問題。
[0003]生物質氣化作為生物質資源化利用中一種熱化學轉化的方法，在國內多所高校進行了深入研究。人們相續開發了很多氣化發電工藝及裝備。縱觀當前生物質資源化利用氣化發電工藝及裝備:產品單一，經濟效益低；采用濕式凈化系統，產生水污染；由于凈化不徹底采用內燃機及燃氣輪機發電系統穩定性差。如林源科技開發有限公司的韓文科等人開發的專利《規模化固定床生物質氣化發電工藝及成套設備》、臺灣黃家笙等人開發的專利《一種生物質能循環發電工藝及發電系統》、昆明電研新能源科技有限公司《生物質能源氣化發電裝置》:產品單一，采用濕式凈化熱損失多同時增加深度水處理工藝，采用內燃機發電，穩定性差。
[0004]現階段國內所上秸桿氣化發電項目，使用如下工藝:生物質原料預處理(削片、干燥到含水率20%以下)+固定床或者流化床+氣體凈化裝置+內燃機發電(燃氣輪機)。這些氣化發電工藝只有發電沒有炭產品；這些運行過程中氣化爐產出的可燃氣中含有粉塵和焦油，用于內燃機發電必須對可燃氣進行深度凈化，目前較好的可燃氣凈化方式是水洗加電捕焦，電捕焦對燃氣中氧含量有要求，如超標可能會發生安全事故，這導致電捕焦法無法推廣使用。可燃氣經過水洗凈化，確實去除了幾乎全部的粉塵和可燃氣，但還留有少量焦油，這部分少量焦油嚴重影響了內燃發電機的運行，使得內燃發電機穩定性、效率下降及維護費用提高，特別規模化上網發電無法穩定運行難以推廣應用；這種工藝產品單一，經濟效益差。
【發明內容】
[0005]本發明提出的是一種生物質氣化供氣聯產電、炭、熱、肥的工藝方法，其目的旨在解決現有技術存在的上述缺陷，無需對生物質爐外干燥，可生產多樣化產品，提高經濟效益，系統穩定、環保，滿足適應規模化推廣使用的要求。
[0006]本發明技術解決方案:一種生物質氣化供氣聯產電、炭、熱、肥的工藝方法，利用自干燥、噴動式多聯產氣化裝置，氣化制得的熱燃氣作為鍋爐的燃料，鍋爐產生的蒸汽推動汽輪機發電，同時得到電、炭、熱、粗肥四項產品，具體工藝步驟包括如下:
1)生物質原料的收集、削片至5cm左右； 2)生物質原料在皮帶輸送、提升機作用下，被送入自干燥、噴動式多
聯產氣化裝置內，生物質原料在600-800 °C條件氣化產生可燃氣，可燃氣熱值為1100-1300Kcal，溫度 300°C左右；
3)溫度300°C左右的熱燃氣通過粗肥收集器，肥料醋液被截留在粗肥收集器內；所述的粗肥收集器是一種迷宮沉降器；
4)熱燃氣快速通過粗肥收集器后，直接送入燃燒器供燃氣鍋爐，燃氣在鍋爐內燃燒產生中溫中壓蒸汽，中溫中壓蒸汽(435°C、3.43Mpa)，推動蒸汽輪機發電，蒸汽輪機排出蒸汽余熱用來供暖；
5)炭冷卻收集后，皮帶輸送至成型機，通過成型機機加工成燒烤炭、工業炭等；
6)鍋爐余熱通過空氣預熱器對空氣加熱，熱空氣由鼓風機送入氣化爐。
[0007]本發明的優點:
1)本工藝生產電、炭、熱、肥四項產品，多樣性產品，提高了經濟效益。
[0008]2)采用氣化裝置設有原料自干燥系統，對于含水率50%左右的原料，不需要對原料干燥，可以利用氣化裝置反應室熱量進行自干燥，原料適應性更廣。
[0009]3)噴動式氣化系統，使得可燃氣管路無風機，氣化爐安全性提高、維修率降低、操作簡單。
[0010]4)采用熱燃氣燒鍋爐，熱效率大大提高。
[0011]5)發電系統由燃氣鍋爐提供蒸汽推動汽輪機發電，設備穩定大大提高，利于規模化生產。
【附圖說明】
[0012]附圖1是生物質氣化供氣聯產電、炭、熱、肥的工藝流程圖附圖2是自干燥、噴動式多聯產氣化裝置的結構示意圖。
[0013]附圖3是粗肥收集器結構示意圖。
[0014]對照附圖1
生物質氣化供氣聯產電、炭、熱、肥的工藝流程圖中，1是預處理(切片、提升機)、2是自干燥、噴動式多聯產氣化裝置、3是炭冷卻收集系統、4是干式粗肥收集器(也是一種重力沉降器)、5是鼓風機、6是熱燃氣燃燒器、7是燃燒器供空氣風機、8是燃氣鍋爐、9是省煤器、10是空氣預熱器、11是煙氣抽風機、12是排氣筒、13是蒸汽汽輪機、14是發電機、15是料斗、16上氣動閥、17是過渡料筒(帶料位計)、18是下氣動閥、19是螺旋前料倉、20是一級進料螺旋、21是二級立式插入裝置內部進料螺旋、22是蓄熱體(陶瓷等)、23是上檢修人孔、24是反應腔、25是燃氣出口、26是壓力變送器、27是料位計、28是熱電偶(根據需要布置相對數量的)、29是下檢修人孔、30是點火口、31是干燥水汽排出口、32是鼓風機、33是爐排、34是爐排支撐旋轉結構、35是爐排旋轉動力裝置、36是出炭口(設有出炭冷卻螺旋與關風機，保證出炭密封)、37是燃氣進口、38是燃氣出口、39是中間隔離板、40是打滿直徑20mm的孔間距30mm的迷宮板、41是積液槽。
【具體實施方式】
[0015]對照附圖1，以木材原料為例:經過切片的原料經過預處理1 (用鼓式切片機切片至6CM左右)、提升機進入氣化裝置2中在600-800°C發生氧化-還原反應，鼓風機5從氣化裝置2鼓入來自空氣預熱器10的熱空氣和來自于爐內干燥的水汽，氣化后產生熱燃氣(熱燃氣溫度200-300°C含有提取液、焦油、粉塵)，在鼓風機5的正壓下經過原料層實現氣體中粉塵的初步過濾，然后在粗肥收集器4經過初步重力沉降，將重質焦油和提取液截留在粗肥收集器中，氣化裝置2下部產生的生物質炭經過常規設備內軸和外殼通水的螺旋冷卻收集后打包入庫，最終熱燃氣通過熱燃氣燃燒器6送入燃氣鍋爐8中燃燒，鍋爐8產生中