一种气炭联产生物质气化燃烧系统的制作方法

本实用新型用于生物质气化设备技术领域，特别是涉及一种气炭联产生物质气化燃烧系统。

背景技术：

根据现在市场的要求，炭的综合利用非常广泛，如：制造蚊香、烧烤机制炭等等。大部分生物质气化炉气化后的副产品炭渣含炭量极低，一般在60-70%之间，综合利用价值不高，并且炭和渣的分选难度又较大，分选成本较高，所以无法满足市场上的大量需求，并且大部分炭渣无法处理，一般就地掩埋，这样就造成环境的二次污染。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种气炭联产生物质气化燃烧系统，其既可满足市场上的需求，又能缓解环保压力，造福社会。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气炭联产生物质气化燃烧系统，包括气化炉、锅炉和软水箱，所述气化炉的顶部设有入料口和生物质燃气出口，气化炉的底部设有排料口，气化炉底部于排料口的上方设有转动炉排，所述转动炉排包括若干并排设置的转动辊筒，相邻转动辊筒之间留有下料间隔，所述转动辊筒内具有通过第一循环水管与所述软水箱相连的冷却水腔，所述锅炉具有炉腔、燃烧器和锅炉水箱，所述锅炉水箱具有蒸汽出口和与软水箱相连的软水进口，所述生物质燃气出口与燃烧器连接，所述生物质燃气出口与燃烧器之间设有油水分离装置。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，还包括余热利用系统，所述余热利用系统包括设在第一循环水管上的换热器、可产生流经换热器的气流的冷风机、将流经换热器后的气流送入气化炉内的气化风机和将流经换热器后的气流送入锅炉内的燃烧风机。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述锅炉上设有排烟通道，沿所述排烟通道依次设有省煤器、布袋除尘器、引风机和烟囱，所述锅炉水箱通过设有锅炉给水泵并流经省煤器的锅炉水管与软水箱相连。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，各所述转动辊筒均倾斜设置并排成一排，各所述转动辊筒的筒壁上均设有拨料齿，还包括可驱动所述转动辊筒转动的动力机构，所述动力机构包括电机和同轴设在各所述转动辊筒端部的齿轮，相邻两转动辊筒通过齿轮啮合传动，所述电机可驱动任一转动辊筒转动。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，还包括斗式提升上料机，所述斗式提升上料机的底部设有上料机进料口，斗式提升上料机的顶部设有与所述入料口连接的上料机出料口。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，还包括螺旋给料机，所述螺旋给料机的进料端与所述上料机出料口对接，所述螺旋给料机的出料端与入料口对接，所述螺旋给料机的出料端与入料口之间设有第一密封卸料阀。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，还包括螺旋出料机和螺旋冷却出料机，所述螺旋出料机的进料端与排料口对接，所述螺旋冷却出料机的进料端与螺旋出料机的出料端对接，螺旋冷却出料机的进料端与螺旋出料机的出料端之间设有第二密封卸料阀，所述螺旋出料机和螺旋冷却出料机沿输送方向均设有与所述软水箱相连的水套，所述螺旋冷却出料机的出料端设有出料管，出料管上设有第三密封卸料阀，出料管的底部管口处设有皮带输送机。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述生物质燃气出口与燃烧器之间设有油水分离装置，所述油水分离装置包括油水分离器外层和油水分离器内层，所述油水分离器外层内部形成顶部封闭的一级燃气腔，油水分离器外层在一级燃气腔的底部形成油水出口，所述油水分离器内层由油水分离器外层的顶部插入所述一级燃气腔，油水分离器内层内部形成上下贯通的二级燃气腔，油水分离器内层的顶端形成伸出一级燃气腔外并与燃烧器连接的净化生物质燃气出口，油水分离器内层的底端于油水出口的上方形成净化生物质燃气进口，所述油水分离器外层上于净化生物质燃气进口的上方位置设有与生物质燃气出口连接的生物质燃气进口，所述油水分离器外层外部设有冷却水套，所述第一循环水管在冷却水腔和换热器之间串联所述冷却水套。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述油水分离器外层的底部具有呈锥形的缩口段，所述冷却水套包括设在所述缩口段外侧的锥形水套和设在所述油水分离器外层外侧的敞口水箱，所述油水分离器外层上设有至少一根放散管，所述放散管的一端与所述一级燃气腔导通，另一端向下弯曲并插入所述敞口水箱内。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述油水出口连接储油罐，储油罐通过供油管与锅炉的燃烧器连接，所述供油管上设有油泵。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过调整生物质气化系统的流程，可通过转动炉排控制排渣速度及通过冷却水腔调整炉底温度在400度左右，使生物质料在通过气化炉的气化时间进行缩短，使生物质料在未完全气化的情况下产生有机炭输送出来，同时产生的部分生物质低热值燃气(热值约在1200-1300kcal/m³)，又可通过燃烧器输送到锅炉内进行燃烧，生产出蒸汽用于工业生产。本实用新型既可满足市场上的需求，又能缓解环保压力，造福社会。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型工艺流程图；

图2是本实用新型余热利用系统结构示意图；

图3是本实用新型气化炉结构主视图；

图4是本实用新型气化炉结构侧视图；

图5是本实用新型油水分离装置结构示意图；

图6是本实用新型储油罐、锅炉结构示意图。

具体实施方式

参照图1至图6，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本实用新型各部件的结构特点。

参见图1，本实用新型提供了一种气炭联产生物质气化燃烧系统，包括气化炉1、锅炉2和软水箱3，所述气化炉1的顶部设有入料口11和生物质燃气出口12，经过削片、破碎及烘干处理后的块状生物质原料可通过入料口11进入气化炉1中，气化炉1的底部设有排料口10，生物质料在未完全气化后通过排料口10排出，气化炉1底部于排料口10的上方设有转动炉排，所述转动炉排包括若干并排设置的转动辊筒13，相邻转动辊筒13之间留有下料间隔，下料间隔供生物质料穿过，所述转动辊筒13内具有通过第一循环水管与所述软水箱3相连的冷却水腔，所述锅炉2具有炉腔21、燃烧器22和锅炉水箱，所述锅炉水箱具有蒸汽出口23和与软水箱3相连的软水进口，所述生物质燃气出口12与燃烧器22连接。本实用新型通过调整生物质气化系统的流程，可通过转动炉排控制排渣速度及通过冷却水腔调整炉底温度在400度左右，使生物质料在通过气化炉1的气化时间进行缩短，使生物质料在未完全气化的情况下产生有机炭输送出来，同时产生的部分生物质低热值燃气(热值约在1200-1300kcal/m³)，又可通过燃烧器输送到锅炉2内进行燃烧，生产出蒸汽用于工业生产。本实用新型既可满足市场上的需求，又能缓解环保压力，造福社会。

参见图2，还包括余热利用系统，所述余热利用系统包括设在第一循环水管上的换热器41、可产生流经换热器41的气流的冷风机42、将流经换热器41后的气流送入气化炉1内的气化风机43和将流经换热器41后的气流送入锅炉2内的燃烧风机44。所述换热器41为水/气换热器，本实用新型利用一种换热器代替冷却塔，利用原来在冷却塔被带走的热量加热空气，一分部热空气送回气化炉1进行气化反应，提高反应温度，提高气化炉1运行稳定性。另一部分热空气送去燃烧器参与燃烧，提高燃烧温度及燃烧效率。既能充分利用余热，多方面提高系统的热效率，又可以使生物质气化燃烧系统稳定高效运行。

参见图1，所述锅炉2上设有排烟通道，沿所述排烟通道依次设有省煤器24、布袋除尘器25、引风机26和烟囱27，所述锅炉水箱通过设有锅炉给水泵28并流经省煤器24的锅炉水管与软水箱3相连，锅炉2产生的烟气通过省煤器24后经布袋除尘器25除尘达标后经引风机26、烟囱27排出。软水箱3内的水通过锅炉给水泵28流经省煤器24，在于流经省煤器24的烟气换热后形成预热软水，其间回收烟气中的热量，预热软水进入锅炉水箱进行气化蒸发。

参见图3、图4，各所述转动辊筒13均倾斜设置并排成一排，各所述转动辊筒13的筒壁上均设有拨料齿，拨料齿为焊接在转动辊筒外壁上的钢片或钢齿，拨料齿一方面增加翻滚和下料的效果，另一方面也提高了转动辊筒13的强度。还包括可驱动所述转动辊筒13转动的动力机构，所述动力机构包括电机14和同轴设在各所述转动辊筒13端部的齿轮15，相邻两转动辊筒13通过齿轮15啮合传动，所述电机14可驱动任一转动辊筒13转动。而且相邻两转动辊筒13通过齿轮15啮合传动，可实现反向转动，提高翻滚和下料效果。

还包括斗式提升上料机51，所述斗式提升上料机51的底部设有上料机进料口52，斗式提升上料机51的顶部设有与所述入料口11连接的上料机出料口53。还包括螺旋给料机54，所述螺旋给料机54的进料端与所述上料机出料口53对接，所述螺旋给料机54的出料端与入料口11对接，所述螺旋给料机54的出料端与入料口11之间设有第一密封卸料阀55。经过削片、破碎及烘干处理后的块状生物质原料（含水率要求低于30%）通过斗式提升上料机51、螺旋给料机53和第一密封卸料阀55先送入到上吸式气化炉内进行气化，气化后的燃气经过管道输送到燃烧器供燃气锅炉生产饱和蒸汽。

还包括螺旋出料机56和螺旋冷却出料机57，所述螺旋出料机56的进料端与排料口对接，所述螺旋冷却出料机57的进料端与螺旋出料机56的出料端对接，螺旋冷却出料机57的进料端与螺旋出料机56的出料端之间设有第二密封卸料阀58，所述螺旋出料机56和螺旋冷却出料机57沿输送方向均设有与所述软水箱3相连的水套，所述螺旋冷却出料机57的出料端设有出料管，出料管上设有第三密封卸料阀59，出料管的底部管口处设有皮带输送机50。生物质料在未完全气化后所排出的碳渣经过螺旋出料机56、螺旋冷却出料机57、第二密封卸料阀58及第三密封卸料阀59，最终输送到皮带输送机50上进行收集包装。螺旋冷却出料机57在气化炉1出料尾部形成排渣冷却装置，使生物质炭在通过排渣装置过程降温，达到可装袋的温度，提高生产效率。

所述生物质燃气出口12与燃烧器22之间设有油水分离装置6，参见图5，所述油水分离装置6包括油水分离器外层61和油水分离器内层62，所述油水分离器外层61内部形成顶部封闭的一级燃气腔，油水分离器外层61在一级燃气腔的底部形成油水出口63，所述油水分离器内层62由油水分离器外层61的顶部插入所述一级燃气腔，油水分离器内层62内部形成上下贯通的二级燃气腔，油水分离器内层62的顶端形成伸出一级燃气腔外并与燃烧器22连接的净化生物质燃气出口64，油水分离器内层62的底端于油水出口63的上方形成净化生物质燃气进口65，所述油水分离器外层61上于净化生物质燃气进口65的上方位置设有与生物质燃气出口12连接的生物质燃气进口66，所述油水分离器外层61外部设有冷却水套，所述第一循环水管在冷却水腔和换热器41之间串联所述冷却水套。待净化的生物质燃气通过生物质燃气进口66进入一级燃烧腔内，由于一级燃烧腔顶部封闭，其向下流动，在绕后油水分离器内层62的底端后，由净化生物质燃气进口65进入二级燃烧腔内，并最终由净化生物质燃气出口64排出。由于油水分离器外层61外侧设有冷却水套，生物质燃气在输送中再次降温会析出大量的水和焦油，水和焦油在重力的作用下由油水出口63排出。

为了避免生物质燃气经底部的油水出口溢出，所述油水分离器外层61的底部具有呈锥形的缩口段，所述冷却水套包括设在所述缩口段外侧的锥形水套67和设在所述油水分离器外层61外侧的敞口水箱68，所述油水分离器外层61上设有至少一根放散管69，所述放散管69的一端与所述一级燃气腔导通，另一端向下弯曲并插入所述敞口水箱68内，放散管69增加泄压放散装置起到安全保护作用，避免燃气内爆现象的发生。

参见图6，所述油水出口63连接储油罐7，储油罐7接收油水出口产生的焦油，然后通过供油管71与锅炉2的燃烧器22连接，所述供油管71上设有油泵72。通过加压油泵送到燃烧器22和锅炉2内生产蒸汽进行充分利用。本实用新型通过上述油水分离装置使焦油分离效率可达到80%以上，这样就大大缓解了燃气在管道输送中析出焦油的问题，同时，增加放散管结构形式又起到燃气管道出口压力不稳的卸放缓冲作用。

经过削片、破碎及烘干处理后的块状生物质原料（含水率要求低于30%）通过水平输送皮带机、斗式提升上料机51、螺旋给料机54送入到气化炉1内进行气化，气化后的燃气经过油水分离净化系统，将燃气中的水和焦油充分分离收集利用，使管道输送出洁净和含水率低的生物质燃气；燃气再通过燃烧器供燃气锅炉产生出饱和蒸汽，用于工业生产需求。

生物质气化后排出的炭渣经过冷却输送系统输送到皮带输送机上进行收集利用，同时将换热系统部分吸收的热源再次用于燃烧配风和锅炉给水等方面的能源利用，大大提高了系统的综合利用能力。

同时，本实用新型将气化炉转动炉排、油水分离装置等加热后的软化水送往换热器中进行换热，经过换热器加热的空气作为燃烧器的燃烧配风，大大提高燃烧效率，然后将降温后的冷却软水再回到软水箱提供给锅炉、转动炉排冷却、炭渣出料冷却等用水循环系统。大大提高了整个系统的换热效率及水的利用率，其整个系统的热效率可达到95%以上，即节能又降耗。

此外，整个系统的操作全部采用信号收集及微机自动控制等进行，降低了整个系统运营的人工成本，通过这种工艺生产出来的炭渣，其碳含量经过检测在85%以上，完全可以作为加工蚊香、机制炭等含碳产品的原材料的标准要求。

总之，其整个系统工艺运行稳定、综合热效率高、产品多样化、经济效益好、可规模化生产应用，和以往常规性的生物质上吸式气化工艺系统相比，具有多功能、高效率的优越性。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。