一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置及工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置及工藝。包括生物質上吸式氣化聯產裝置，所述生物質上吸式氣化聯產裝置燃氣出口連接燃氣增壓風機入口；所述燃氣增壓風機出口與循環流化床燃氣加熱爐相連；所述循環流化床燃氣加熱爐包括氣固分離器和返料器；所述循環流化床燃氣加熱爐上還連接有空氣鼓風機；所述氣固分離器出口與鍋爐相連；所述鍋爐的尾部連接有引風機；所述引風機出口與煙囪相連。本發明通過循環流化床燃氣加熱爐預熱生物質燃氣，先將生物質燃氣預熱至燃點以上再進行配風燃盡，相比于傳統燃燒器，降低了生物質燃氣溫度及熱值要求，擴大了可以利用于氣化的生物質種類及含水率；并且環保效果好。
【專利說明】
一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置及工藝
技術領域
[0001]本發明屬于生物質技術領域，特別是涉及一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置及工藝。
【背景技術】
[0002]地球上的生物質能資源較為豐富，地球每年經光合作用產生的物質有1730億噸，其中蘊含的能量相當于全世界能源消耗總量的10-20倍，但由于傳統利用方式生物質開發價值低，導致目前的利用率不到3%。
[0003]生物質氣化多聯產技術是實現生物質價值最大化最有前途的技術，主要分為固定床和流化床兩種爐型，其中由于生物質轉化效率高而廣泛使用。上吸式固定床多聯產裝置內生物質燃氣與原料在爐內為逆流式運動，存在燃氣出口溫度低、燃氣中焦油含量較多，生物質水分高造成了燃氣熱值低等問題。采用常規生物質燃氣燃燒器燃燒生物質燃氣存在諸多問題，如:堵塞噴口 ；燃燒溫度場不穩定，容易脫火;燃燒不徹底，NOx排放高等。因此，需要一種低排放燃燒技術，適應生物質燃氣的特性。
[0004]專利ZL201410786536.0《一種生物質氣化多聯產方法及其裝置》包括如下步驟:氣化爐產出的木炭采用間冷方式進行冷卻；氣化爐產出的生物燃氣冷卻過程中，將冷凝的木焦油進行收集;生物燃氣輸送過程中進行氣液分離，將分離出的木焦油進行收集;燃燒器中冷凝出的少許木焦油進行收集;將分離出來的生物燃氣供鍋爐燃燒;收集的木焦油保持在100?120°C的溫度。氣化風經過風冷器預熱，提高了生物質氣化爐的熱效率;所產木炭為低水分木炭，木炭水分小于15%，不需要另外消耗能源對其進行烘干，極大的提高了所產木炭的經濟價值;所產木焦油由于有蒸汽加熱器進行保溫，保持很好的流動性，利于栗送;該方法及裝置是為了充分利用生物質，但是會產生大量的污染環境的氣體，如含S氣體和NOx的氣體排放。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置及工藝，通過采用上吸式氣化爐和燃氣預熱結合的方式，通過將生物質原料在生物質上吸式氣化聯產裝置中發生熱解、氣化反應產生生物質燃氣，解決了現有生物質氣化過程中存在燃氣出口溫度低、燃氣中焦油含量較多，生物質水分高造成了燃氣熱值低等問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]本發明為一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置，包括生物質上吸式氣化聯產裝置，所述生物質上吸式氣化聯產裝置燃氣出口連接燃氣增壓風機入口 ；所述燃氣增壓風機出口與循環流化床燃氣加熱爐相連;所述循環流化床燃氣加熱爐包括氣固分離器和返料器;所述循環流化床燃氣加熱爐上還連接有空氣鼓風機;所述氣固分離器出口與鍋爐相連；所述鍋爐的尾部連接有引風機;所述引風機出口與煙囪相連。
[0008]進一步地，所述循環流化床燃氣加熱爐的底部和返料器上均設有風帽。
[0009]進一步地，所述鍋爐包括鍋爐燃燒爐、受熱面、空氣預熱器和省煤器。
[0010]進一步地，所述鍋爐燃燒爐布置有一次風入口，二次風入口。
[0011]進一步地，所述受熱面布置在鍋爐燃燒爐上。
[0012]—種低排放的生物質氣化多聯產再燃工藝，包括如下步驟:
[0013]步驟一，原料加入生物質上吸式氣化聯產裝置氣化產生生物質燃氣和生物炭;生物炭從生物質上吸式氣化聯產裝置下部排出，生物質燃氣經過燃氣增壓風機加壓送入裝有耐磨床料的循環流化床燃氣加熱爐；
[0014]步驟二，循環流化床燃氣加熱爐內組織生物質燃氣與空氣的混合及燃燒，將燃氣加熱，高溫的燃氣經過氣固分離器將固體分離，并被送入鍋爐；
[0015]步驟三，高溫燃氣在鍋爐燃燒爐內與空氣分級配風燃燒，產生低NOx高溫煙氣；
[0016]步驟四，將步驟三的高溫煙氣經過受熱面、空氣預熱器和省煤器回收熱量后排放；
[0017]步驟五，空氣預熱器回收的熱量用來加熱空氣，并被分級送入鍋爐燃燒爐優化燃作
/9ti ο
[0018]進一步地，所述生物質含水率在I %-50%的范圍。
[0019]進一步地，所述生物質上吸式氣化聯產裝置生產的生物質燃氣溫度60_250°C，熱值450-1200kcal/Nm3。
[0020]進一步地，所述循環流化床燃氣加熱爐出口燃氣溫度500°C-900°C的范圍。
[0021]本發明的原理是:采用上吸式氣化爐和燃氣預熱結合的方式，通過將生物質原料在生物質上吸式氣化聯產裝置中發生熱解、氣化反應產生生物質燃氣。生物質燃氣溫度較低約為60-250°C，生物質焦油含量較高。生物質燃氣主要可燃成分為C0、H2、CH4、C2H4，其中CO的燃點為641?658°C，H2的燃點為400°C，CH4的燃點為650?750°C，C2H4的燃點為542?547°C。其混合的生物質燃氣燃點約在500°C。
[0022]低熱值低溫生物質燃氣增壓后送入循環流化床燃氣加熱爐，在低空氣系數下氧化燃燒，由于循環流化床具有極大的熱慣性和氣固劇烈摻混性，使燃氣溫度迅速提高至燃點溫度500°C以上，達到了熱力點火狀態，只要接觸空氣即可燃燒，生物質焦油在高溫下呈氣態。循環流化床燃氣加熱爐產生的高溫燃氣與高溫空氣在鍋爐燃燒爐內分級配風燃燒，通過調節混合高溫區域的還原性氣氛，降低局部高溫，并保證完全燃燒，利用布置受熱面進一步控制燃燒爐內溫度，抑制NOx生成，X包括I或2。
[0023]本發明具有以下有益效果:
[0024]1、本發明通過循環流化床燃氣加熱爐預熱生物質燃氣，先將生物質燃氣預熱至燃點以上再進行配風燃盡，相比于傳統燃燒器，降低了生物質燃氣溫度及熱值要求，擴大了可以利用于氣化的生物質種類及含水率。
[0025]2、本發明的多聯產再燃裝置燃燒穩定，避免了生物質燃氣波動造成的脫火、滅火現象。
[0026]3、本發明的多聯產再燃裝置在將生物質氣化時，將S元素固定在生物質炭中，有效降低生物質燃氣S元素含量。
[0027]4、本發明的多聯產再燃裝置能夠將氣化后的低溫低熱值的燃氣中的焦油在循環流化床燃氣加熱爐內完全裂解，避免了堵塞燃燒器的問題。
[0028]5、本發明的生物質氣化多聯產再燃工藝能夠大大降低NOx的排放，經燃燒組織后的NOx排放能夠控制在50mg/Nm3以內，提高燃料的環境保護過程。
[0029]當然，實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1為本發明的一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置的示意圖；
[0032]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0033]1-生物質上吸式氣化聯產裝置，2-循環流化床燃氣加熱爐，3-鍋爐，4-燃氣增壓風機，5-空氣鼓風機，6-引風機，7-煙囪，201-氣固分離器，202-返料器，203-燃煤倉，301-鍋爐燃燒爐，302-受熱面，303-空氣預熱器，304-省煤器。
【具體實施方式】
[0034]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0035]請參閱圖1所示，本發明為一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置，包括生物質上吸式氣化聯產裝置I，生物質上吸式氣化聯產裝置I燃氣出口連接燃氣增壓風機4入口；燃氣增壓風機4出口與循環流化床燃氣加熱爐2相連;其中，循環流化床燃氣加熱爐2包括氣固分離器201和返料器202其中，循環流化床燃氣加熱爐2上還連接有空氣鼓風機5;氣固分離器201出口與鍋爐3相連;鍋爐3的尾部連接有引風機6;引風機6出口與煙囪7相連。
[0036]其中，循環流化床燃氣加熱爐2的底部和返料器202上均設有風帽；循環流化床燃氣加熱爐2—側的燃煤倉203提供熱量的供應。
[0037]其中，鍋爐3包括鍋爐燃燒爐301、受熱面302、空氣預熱器303和省煤器304。
[0038]其中，鍋爐燃燒爐301布置有一次風入口，二次風入口；目的在于，降低局部高溫抑制熱力型NOx產生，并保證混合充分，完全燃燒。
[0039]其中，受熱面302布置在鍋爐燃燒爐301上，目的在于，進一步控制生物質燃氣燃燒溫度，控制NOx生產。
[0040]—種低排放的生物質氣化多聯產再燃工藝，包括如下步驟:
[0041 ]步驟一，原料加入生物質上吸式氣化聯產裝置I氣化產生生物質燃氣和生物炭;生物炭從生物質上吸式氣化聯產裝置I下部排出，生物質燃氣經過燃氣增壓風機4加壓送入裝有耐磨床料的循環流化床燃氣加熱爐2;
[0042]步驟二，循環流化床燃氣加熱爐2內組織生物質燃氣與空氣的混合及燃燒，將燃氣加熱，高溫的燃氣經過氣固分離器201將固體分離，并被送入鍋爐3;
[0043]步驟三，高溫燃氣在鍋爐燃燒爐301內與空氣分級配風燃燒，產生低NOx高溫煙氣；
[0044]步驟四，將步驟三的高溫煙氣經過受熱面302、空氣預熱器303和省煤器304回收熱量后排放；
[0045]步驟五，空氣預熱器303回收的熱量用來加熱空氣，并被分級送入鍋爐燃燒爐優化燃燒。
[0046]其中，生物質含水率在1%-50%的范圍。
[0047]其中，生物質上吸式氣化聯產裝置生產的生物質燃氣溫度60_250°C，熱值450-1200kcal/Nm3。
[0048]其中，循環流化床燃氣加熱爐2出口燃氣溫度5000C-900°C的范圍。
[0049]實施例1
[0050]原料為竹片5cm，含水量35%，循環流化床燃氣加熱爐2加入耐磨床料，生物質上吸式氣化聯產裝置I氣化產生生物質燃氣，燃氣溫度約60°C，熱值680kcal/Nm3，生物質燃氣經過燃氣增壓風機4加壓送入裝有耐磨床料的循環流化床燃氣加熱爐2。循環流化床燃氣加熱爐2內組織生物質燃氣與空氣的混合及燃燒，將燃氣加熱至750 °C。高溫的燃氣被送入鍋爐3，在鍋爐燃燒爐301內與預熱的高溫空氣分級配風燃燒。燃燒產生的高溫煙氣經過受熱面302、空氣預熱器303、省煤器304回收熱量后排放，排放尾氣中NOx含量為45mg/Nm3。
[0051 ] 實施例2
[0052]原料為生物質顆粒料，含水量15%，循環流化床燃氣加熱爐2加入耐磨床料，生物質上吸式氣化聯產裝置I氣化產生生物質燃氣和生物炭，燃氣溫度約250 °C，熱值1200kcal/Nm3，生物質燃氣經過燃氣增壓風機4加壓送入裝有耐磨床料的循環流化床燃氣加熱爐2。循環流化床燃氣加熱爐2內組織生物質燃氣與空氣的混合及燃燒，將燃氣加熱至900 0C ο高溫的燃氣被送入鍋爐3，在鍋爐燃燒爐301內與預熱的高溫空氣分級配風燃燒。燃燒產生的高溫煙氣經過受熱面302、空氣預熱器303、省煤器304回收熱量后排放，排放尾氣中NOx含量為40mg/Nm3。
[0053]實施例3
[0054]原料為秸桿，含水量30%，循環流化床燃氣加熱爐2加入耐磨床料，生物質上吸式氣化聯產裝置I氣化產生生物質燃氣和生物炭，燃氣溫度約140°C，熱值450kcal/Nm3，生物質燃氣經過燃氣增壓風機4加壓送入裝有耐磨床料的循環流化床燃氣加熱爐2。循環流化床燃氣加熱爐2內組織生物質燃氣與空氣的混合及燃燒，將燃氣加熱至500°C。高溫的燃氣被送入鍋爐3，在鍋爐燃燒爐301內與預熱的高溫空氣分級配風燃燒。燃燒產生的高溫煙氣經過受熱面302、空氣預熱器303、省煤器304回收熱量后排放，排放尾氣中NOx含量為38mg/Nm30
[0055]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0056]以上公開的本發明優選實施例只是用于幫助闡述本發明。優選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權項】
1.一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置，包括生物質上吸式氣化聯產裝置(I)，其特征在于: 所述生物質上吸式氣化聯產裝置(I)燃氣出口連接燃氣增壓風機(4)入口； 所述燃氣增壓風機(4)出口與循環流化床燃氣加熱爐(2)相連； 其中，所述循環流化床燃氣加熱爐(2)包括氣固分離器(201)和返料器(202); 其中，所述循環流化床燃氣加熱爐(2)上還連接有空氣鼓風機(5); 所述氣固分離器(201)出口與鍋爐(3)相連； 所述鍋爐(3)的尾部連接有引風機(6); 所述引風機(6)出口與煙囪(7)相連。2.根據權利要求1所述的一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置，其特征在于，所述循環流化床燃氣加熱爐(2)的底部和返料器(202)上均設有風帽。3.根據權利要求1所述的一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置，其特征在于，所述鍋爐(3)包括鍋爐燃燒爐(301)、受熱面(302)、空氣預熱器(303)和省煤器(304)。4.根據權利要求3所述的一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置，其特征在于，所述鍋爐燃燒爐(301)布置有一次風入口，二次風入口。5.根據權利要求3所述的一種低排放的生物質氣化多聯產再燃裝置及工藝，其特征在于，所述受熱面(302)布置在鍋爐燃燒爐(301)上。6.一種低排放的生物質氣化多聯產再燃工藝，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一，原料加入生物質上吸式氣化聯產裝置(I)氣化產生生物質燃氣和生物炭;生物炭從生物質上吸式氣化聯產裝置(I)下部排出，生物質燃氣經過燃氣增壓風機(4)加壓送入裝有耐磨床料的循環流化床燃氣加熱爐(2); 步驟二，循環流化床燃氣加熱爐(2)內組織生物質燃氣與空氣的混合及燃燒，將燃氣加熱，高溫的燃氣經過氣固分離器(201)將固體分離，并被送入鍋爐(3); 步驟三，高溫燃氣在鍋爐燃燒爐(301)內與空氣分級配風燃燒，產生低NOx高溫煙氣； 步驟四，將步驟三的高溫煙氣經過受熱面(302)、空氣預熱器(303)和省煤器(304)回收熱量后排放； 步驟五，空氣預熱器(303)回收的熱量用來加熱空氣，并被分級送入鍋爐燃燒爐優化燃/9ti ο7.根據權利要求6所述的一種低排放的生物質氣化多聯產再燃工藝，其特征在于，所述生物質含水率不高于50%。8.根據權利要求6所述的一種低排放的生物質氣化多聯產再燃工藝，其特征在于，所述生物質上吸式氣化聯產裝置生產的生物質燃氣溫度60-250°C，熱值450-1200kcal/Nm3。9.根據權利要求6所述的一種低排放的生物質氣化多聯產再燃工藝，其特征在于，所述循環流化床燃氣加熱爐(2)出口燃氣溫度500°C-900°C。
【文檔編號】C10J3/84GK106047417SQ201610625468
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月1日
【發明人】張守軍, 范曉旭, 魯萬寶, 趙成武, 張守峰, 馮干, 李益瑞, 吳銀龍, 胡鵬
【申請人】合肥德博生物能源科技有限公司