機制炭煙氣發電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型是一種機制炭煙氣發電系統,屬于發電工程領域。
【背景技術】
[0002]我國的生物質如稻殼、花生殼、棉殼、玉米芯、玉米桿、高粱桿等資源豐富,利用生物質進行發電,不僅可以解決秸桿浪費和由于秸桿焚燒引起的環境污染問題,還可以實現節能減排。
[0003]生物質發電技術主要為生物質焚燒發電,如申請號為201510061433.2公開了一種生物質發電裝置及方法,通過將生物質原粒粉碎、成型后再進行燃燒,將燃燒過程中產生的煙氣進行處理后收集,收集后的氣體用以發電。存在的問題是,生物質燃燒發電過程中生物質被充分燃燒成灰,生物質利用效率低。
【實用新型內容】
[0004]針對現有技術存在的不足,本實用新型目的是提供一種機制炭煙氣發電系統,能夠將生物質用來發電的同時可以生物質充分利用。
[0005]就發電方法而言,本實用新型的機制炭煙氣發電方法包括如下步驟:
[0006]S1)篩選,對生物質原料通過篩分裝置進行篩選;
[0007]S2)烘干,通過烘干爐將原料中多余的水分去除;
[0008]S3)冷卻,將烘干后的原料冷卻;
[0009]S4)制棒,通過制棒機將原料擠壓成有機棒;
[0010]S5)炭化,將機制棒在炭化爐內炭化;
[0011]S6)氣體收集,將有機棒在炭化爐內炭化過程中產生的氣體進行收集,收集后的氣體用于發電;
[0012]所述有機棒在炭化爐內炭化過程中產生的氣體依次經過S6.1)凈化池凈化、S6.2)高壓靜電除焦、S6.3)液相分離、S6.4)活性炭凈化和S6.5)增壓后再進行收集。
[0013]該工藝將生物質炭化過程中產生的煙氣通過除塵、除焦等步驟凈化后用于發電,與此同時,由生物質原料制成的炭化產品,可以用于其他燃料用,生物質原料能源被充分利用。
[0014]進一步地,所述S5)炭化分為三個階段,依次為:S5.1)干燥階段,從點火開始,至爐溫上升到160°C,機制棒所含的水分主要依靠外加熱量和本身燃燒所產生的熱量進行蒸發,機制棒的化學組成幾乎沒變。
[0015]S5.2)炭化初始階段,此階段主要靠棒自身的燃燒產生熱量,使爐溫上升到160?280°C之間,此時,木質材料發生熱分解反應,其組成開始發生了變化。
[0016]S5.3)全面炭化階段,此階段的溫度為300?650°C,木質材料急劇地進行熱分解,同時生成了醋酸、甲醇和木焦油等液體產物和可燃性氣體,可燃性氣體在爐內燃燒,木質材料的熱分解和可燃性氣體燃燒產生的熱量使爐溫升高,木質材料在此高溫下干餾成炭。
[0017]進一步地,所述S2)烘干溫度為70°C?100°C,烘干后的原料含水量小于10%。
[0018]就發電系統而言,本實用新型的機制炭煙氣發電系統,包括依次連接的篩選機、烘干機、冷卻器、制棒機、炭化爐和儲氣罐,還包括位于炭化爐與儲氣罐之間的依次連接的粗脫焦裝置、高壓靜電除焦器、液相分離器、活性炭凈化塔、和壓縮機。
[0019]進一步地,所述烘干機包括同軸套設的內爐體和外爐體,所述內爐體的內部空間為燃燒室,所述內爐體與外爐體之間的空間為烘干室,所述烘干室設有由下至上設有第一盤管和第二盤管,所述第一盤管與第二盤管均為圓柱螺旋線狀,所述第一盤管的上端與篩選機的出口連通,所述第一盤管的下端通過第一風機與第一排濕桶的入口連通,所述第二盤管的下端與第一排濕桶的出口連接,所述第二盤管的上端通過第二風機與第二排濕桶連接,第一、二風機、分別將物料吸入第一、二排濕桶、內。
[0020]進一步地,所述烘干室內還設有位于第二盤管上方呈圓柱螺旋線狀的第三盤管,所述第三盤管的下端與第二排濕桶的出口與連通,所述第三盤管的上端通過第三風機與第三排濕桶連接,所述第三風機將第三盤管內的物料引入第三排濕桶內。
[0021]進一步地,所述粗脫焦裝置包括脫焦塔和冷凝塔,所述脫焦塔包括冷凝箱和位于冷凝箱內的兩列上下錯開的凝焦板,兩列凝焦板分別位于冷凝箱的豎向中心面的兩側,每個凝焦板均由冷凝箱的內壁至豎向中心面向下傾斜,所述冷凝箱的底部為排焦口,所述冷凝箱側壁上靠近底部位置設有氣體出口,所述氣體出口通過支管與炭化爐的燃燒室連通。
[0022]進一步地,所述冷凝塔包括脫焦室,所述脫焦室內設有一組進氣管和一組出氣管,所述進氣管和出氣管內為冷卻循環水,所述脫焦室的頂部對應進氣管和出氣管的上方分別設有進氣口和出氣口,所述脫焦室的底部為焦油排出口,所述焦油排出口上設有閘門所述閘門通過銷軸與焦油排出口鉸接,所述銷軸外套設有扭簧,所述扭簧兩端分別與閘門和焦油排出口連接,自然狀態下,在扭簧作用下閘門處于關閉狀態,當閘門上的焦油重量達到設定值時,閘門克服扭簧阻力向下擺動以使焦油排出口打開。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的機制炭煙氣發電系統的總圖;
[0024]圖2為本實用新型的機制炭煙氣發電系統中的烘干機2的結構示意圖;
[0025]圖3為本實用新型的機制炭煙氣發電系統中的炭化爐5和粗脫焦裝置6的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]實施例1
[0027]—種機制炭煙氣發電方法,包括如下步驟:
[0028]S1)篩選,對生物質原料通過篩分裝置進行篩選,篩選出顆粒大小符合的粉料;
[0029]S2)烘干,通過烘干爐將原料中多余的水分去除;
[0030]S3)冷卻,將烘干后的原料冷卻;
[0031]S4)制棒,通過制棒機將原料擠壓成有機棒;
[0032]S5)炭化,將機制棒在炭化爐內炭化;
[0033]S6)氣體收集,將有機棒在炭化爐內炭化過程中產生的氣體進行收集,收集后的氣體用于發電;
[0034]所述有機棒在炭化爐內炭化過程中產生的氣體依次經過S6.1)凈化池凈化、S6.2)高壓靜電除焦、S6.3)液相分離、S6.4)活性炭凈化和S6.5)增壓后再進行收集。S5)炭化過程中產生的煙氣經過S6.1)-S6.9)后煙氣中的粉塵、硫化物、焦油等有害物質被去除,凈化后的氣體可以用于燃氣發電。
[0035]S5)炭化分為三個階段,依次為:S5.1)干燥階段,從點火開始,至爐溫上升到160°C,機制棒所含的水分主要依靠外加熱量和本身燃燒所產生的熱量進行蒸發,機制棒的化學組成幾乎沒變。
[0036]S5.2)炭化初始階段,此階段主要靠棒自身的燃燒產生熱量,使爐溫上升到160?280°C之間,此時,木質材料發生熱分解反應,其組成開始發生了變化。
[0037]S5.3)全面炭化階段,此階段的溫度為300?650°C,木質材料急劇地進行熱分解,同時生成了醋酸、甲醇和木焦油等液體產物和可燃性氣體,可燃性氣體在爐內燃燒,木質材料的熱分解和可燃性氣體燃燒產生的熱量使爐溫升高,木質材料在此高溫下干餾成炭。
[0038]所述S2)烘干溫度為70V?100°C,烘干后的原料含水量小于10%,便于后續制棒。
[0039]實施例2
[0040]一種機制炭煙氣發電系統,如圖1所示,包括依次連接的篩選機1、烘干機2、冷卻器3、制棒機4、炭化爐5和儲氣罐11,還包括位于炭化爐與儲氣罐之間的依次連接的粗脫焦裝置6、高壓靜電除焦器7、液相分離器8、活性炭凈化塔9和壓縮機10。圖1中的實心箭頭為生物質物料的物流方向,線型箭頭為煙氣的物流方向。生物質粉料經篩選機1篩選、烘干機2烘干、冷卻器3冷卻后進入制棒機4,由制棒機4制成棒材,然后將棒材送入炭化爐5內炭化,炭化后的棒材可以用于燃料。棒材在炭化爐5內炭化過程產生的煙氣經粗脫焦裝置6粗除塵除焦、高壓靜電除焦塔7精除塵除焦、液相分離器8分離液體、活性炭凈化塔9吸附有害物質,最后經壓縮機10增壓后達到發電要求并儲存在儲氣罐11內,儲氣罐11內的氣體通入燃氣發電機內進行發電。
[0041]如圖2所示,烘干機2包括同軸套設的內爐體21和外爐體22,所述內爐體21的內部空間為燃燒室23,所述內爐體21與外爐體22之間的空間為烘干室24,所述烘干室24設有由下至上設有第一盤管25和第二盤管26,所述第一盤管25與第二盤管26均為圓柱螺旋線狀,所述第一盤管25的上端與篩選機1的出口連通,所述第一盤管25的下端通過第一風機27與第一排濕桶28的入口連通,所述第二盤管26的下端與第一排濕桶28的出口連接,所述第二盤管26的上端通過第二風機29與第二排濕桶210連接,第一、二風機27、29分別將物料吸入第一、二排濕桶28、210內。燃燒室23內產生的熱量經內爐體21傳遞至烘干室24內,從而對第一、二盤管內的物料即生物質粉末進行加熱烘干。物料經篩選機1進入第一盤管25的頂端,第一風機25產生的吸風力使物料在第一盤管25內內螺旋向下運行,運行阻力相比由下至上運行時要小,在第一盤管內的運行過程中物料被一次烘干,一次烘干后的物料進入第一排濕桶28,隨物料進入第一排濕桶28內的濕氣由下至上經第一排濕桶28頂部的第一排濕管排出第一排濕桶28,而物料則從第一排濕桶28底部的出口進入第二盤管26的底部,此時,物料經過一次烘干后,濕氣減少,然后第二風機29的吸風力使物料進入第二盤管26并沿第二盤管26由下至上螺旋上升,由下至上螺旋上升相比由上至下運行可使物料與第二盤管的接觸時間增加,且運行阻力相比物料第一次進入烘干室直接由下至上運行時的阻力要小。物料經第二風機29進入第二排濕桶210后,濕氣由下至上經第二排濕桶210頂部的第二排濕管排出第二排濕桶210,而物料則從第二排濕桶210的底部出口排出。物料在第一盤管由上至下、在第二盤管由下至上的運行方式,既保證了物料的運行時間、同時又保證了物料的烘干效果,也就是保證了物料的烘干效率。燃燒室23內產生的煙氣一部分通入烘干機2內進行熱量回收利用,另一部則通入粗脫焦裝置6內并進行后續處理,直至存入儲存罐11內用于發電。
[0042]所述烘干室24內還設有位于第二盤管上方呈圓柱螺旋線狀的第三盤管211,所述第三盤管211的下端與第二排濕桶210的出口與連通,所述第三盤管211的上端通過第三風機212與第三排濕桶213連接,所述第三風機212將第三盤管內的物料引入第三排濕桶213內。同理,物料由第三風機212進入第三盤管211,使物料第三次被烘干,烘干效果更佳,物