用于分布式能源工艺的综合中试系统的制作方法

本实用新型涉及能源梯级利用，具体涉及一种用于分布式能源工艺的综合中试系统。

背景技术：

分布式能源所涉及的领域众多，技术工艺路线千差万别，相关技术繁杂，为了更好的研究相关技术及应用工艺流程，我们在理论推理和试验室小试的基础上建立其工艺流程系统中试装置，研究解决相关产业化推广的工艺技术问题,中试是产业化过程中的重要一环，忽略中试环节将会为产业化带来极大的技术风险和商业风险。通常的做法是一种新的应用工艺就建设一套中试装置。

然而，分布式能源技术应用工艺路线众多，每一种工艺路线的推广都需建立中试装置，投资大，不可避免的出现重复建设、重复投资的情况出现。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于分布式能源工艺的综合中试系统，解决现有的分布式能源技术中试装置重复建设、重复投资的问题。

为此，本实用新型采用如下技术手段：

一种用于分布式能源工艺的综合中试系统，该中试系统综合了工业废渣余热回收利用、废液气化利用以及生物质气化利用的中试；

该中试系统依次包括原料处理系统、物质能量转换系统、能量回收利用系统以及废弃物处理系统；

所述原料处理系统用于对工业废渣、废液以及生物质分别进行初级处理；

所述物质能量转换系统用于通过物理或化学手段分别转换出经初级处理后的工业废渣、废液以及生物质中所含的能量；

所述能量回收利用系统用于通过物理或化学手段对物质能量转换系统产生的所有能量进行综合利用，其中，工业废渣、废液以及生物质共用能量回收利用系统；

所述废弃物处理系统用于工业废渣、废液以及生物质经能量回收利用后剩余的废渣、废气以及废液分别进行无害化处理或排放。

具体的，所述原料处理系统包括独立的工业废渣处理系统、废液处理系统以及生物质处理系统；

所述工业废渣处理系统包括预热装置；

所述废液处理系统包括储液罐以及浓缩装置；

所述生物质处理系统包括储存罐；

其中，工业废渣、废液以及生物质分别进入工业废渣处理系统、废液处理系统以及生物质处理系统进行初级处理。

具体的，所述物质能量转换系统包括独立的工业废渣能量转换系统、废液能量转换系统、生物质能量转换系统；

工业废渣能量转换系统包括粒化装置和换热装置；

废液能量转换系统包括汽化炉、洗涤塔和换热装置；

生物质能量转换系统包括汽化炉、裂解塔和洗涤塔；

其中，经初级处理后的工业废渣、废液以及生物质分别进入工业废渣能量转换系统、废液能量转换系统、生物质能量转换系统进行能量转换。

更具体的，所述能量回收利用系统包括燃气轮机、汽轮机、余热锅炉、发电机中的一种或多种；

其中，经能量转换后的工业废渣、废液以及生物质产生的所有能量全部统一进入所述的能量回收利用系统。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益的技术效果：

本实用新型的中试系统，包括原料来源(简单的一次处理)、物质能量的转换或置换、能量转换回收利用、相对的无害化废弃物处理四大部分，可以将工业废渣余热回收利用、废液气化利用以及生物质气化利用建立在一个分布式能源中试基地中，尤其是在能量转换回收利用环节，各工艺路线重复使用的系统和设备可相互借用，避免重复建设和投资。

附图说明

图1为本实用新型中试系统示意图。

图2为实施例1中试系统具体实施方案示意图。

其中：1为电炉，2为粒化器，3为竖式换热器、4为浓缩罐，5为黑液气化炉，6为预热器，7为洗涤塔，8为汽化炉，9为分离器，10为裂解塔，11为过热器，12为预热器，13为洗涤塔，14为储气罐，15为燃气轮机，16为汽轮机，17为余热锅炉。

以下结合附图以及实施例对本实用新型的方案进一步进行说明。

具体实施方式

工业废渣以高炉渣为例，废液以造纸黑液为例，生物质以农作物秸秆为例，高炉渣干法处理余热回收技术，整个流程中依次会用到高炉渣、预热电炉等，粒化装置，换热装置等，余热锅炉、汽轮机、发电机、风机等，废渣处理、废气处理等装置。而造纸黑液气化利用中会用到黑液、储液罐、浓缩系统等；气化炉、洗涤塔、换热器等；余热锅炉、燃气轮机、汽轮机、发电机等以及废液处理装置；生物质气化利用中会用到储存室，气化炉、裂解塔、洗涤塔、储气罐，余热锅炉、燃气轮机、汽轮机、发电机、风机废水处理、固废处理等。

经过对上述工艺的分析，总结出，上述各个工艺技术一般依次包括原料一次处理、物质能量转换置换、能量回收利用及无害化废弃物处理四个阶段，加表1，由于各不同工艺流程中原料处理和废弃物相对简单，比较容易处理，因此独立进行原料初级处理。又由于不同工艺物质能量转换系统差异较大因此作为单独模块建设，而能量回收利用系统相对而言重复率高，共同使用，因此集中为一个模块建设。最终得出，该中试系统将高炉渣余热回收利用、黑液气化利用以及生物质气化利用三个工艺流程综合到一个中试平台上，而将能量回收利用系统作为一个共有的系统。

表1

原料处理系统的原料是含有一定有利用价值的能量但该能量又不能被简单直接利用的物质。例如：含有一定能量的工业废气、废液、废渣等；有机垃圾；农作物秸秆；废弃轮胎；低品质的煤、气、油等。

物质能量转换系统是通过物理、化学等手段将原料中所含的不能直接利用的能量转换或置换成能够比较方便利用的能量或含有能量的物质的装置。例如：气化炉、热解炉、蒸馏塔、分离器、燃烧炉、特殊的换热器等装置或相关联的处理系统。

能量回收利用系统是通过物理、化学等手段将能量回收利用或转换成我们所需要的能量形式或含有一定能量的物质输送到下一环节的装置。例如：燃气轮机、汽轮机、余热锅炉、发电机、换热器等装置或相关联的系统。

废弃物处理系统是经能量转换利用后所残留或产生的无能量利用价值的物质，有些是无害的可直接排放或处理的物质，有些是有害但在国家相关排放标准要求范围内的物质，有些是可以转送到下一环节进行进一步处理利用的物质。

实施例1：

作为本方案的中试系统，本实施例提供一种具体的方案，该中试系统综合了工业废渣余热回收利用、废液气化利用以及生物质气化利用的中试；

该中试系统依次包括原料处理系统、物质能量转换系统、能量回收利用系统以及废弃物处理系统；

所述原料处理系统用于对工业废渣、废液以及生物质分别进行初级处理；

所述物质能量转换系统用于通过物理或化学手段分别转换出经初级处理后的工业废渣、废液以及生物质中所含的能量；

所述能量回收利用系统用于通过物理或化学手段对物质能量转换系统产生的所有能量进行综合利用，其中，工业废渣、废液以及生物质共用能量回收利用系统；

所述废弃物处理系统用于工业废渣、废液以及生物质经能量回收利用后剩余的废渣、废气以及废液分别进行无害化处理或排放。

以下就高炉渣干法处理余热回收技术、造纸黑液气化利用工艺技术、生物质气化利用技术为例说明综合中试系统的建设。

高炉渣干法处理余热回收系统，炉渣依次经过电炉1、粒化器2、竖式换热器3、余热锅炉以及造粒设备。其中产生蒸汽被余热锅炉，废渣被造粒设备造粒再利用，上述中的电炉属于中试系统中的原料处理系统，粒化器属于物质能量转换置换系统，余热锅炉属于能量回收利用系统，造粒设备属于废弃物处理系统。

造纸黑液气化利用工艺，造纸黑液依次经过浓缩罐4、黑液气化炉5、预热器6、洗涤塔7、燃气轮机、汽轮机和余热锅炉。生物质气化利用，秸秆依次经过汽化炉8、分离器9、裂解塔10、过热器11、预热器12、洗涤塔13、储气罐14、燃气轮机15、汽轮机16和余热锅炉17。在能量回收利用系统中，高炉渣工艺产生的蒸汽直接被造纸黑液工艺的燃气轮机、汽轮机和余热锅炉利用，也就是说，在能量回收利用系统中，这三个工艺所产生的蒸汽等能力可以综合使用同一个余热锅炉或者汽轮机等，高炉渣干法处理余热回收系统中经由竖式换热器后的蒸汽直接进入生物质气化利用工艺的汽轮机等，而造纸黑液气化利用系统中经由洗涤塔的蒸汽也直接进入生物质气化利用工艺的汽轮机等。最终三个系统产生的废弃物再分别进行无害化处理排放。