一种生物质清洁利用系统及工艺的制作方法

本发明涉及生物质清洁领域，具体涉及一种生物质清洁利用系统及工艺。

背景技术：

随着人类社会的发展，能源与环境问题越来越突出。当前，我国已成为能源需求和消费大国，同样面临着能源与环境问题的严峻挑战。我国生物质资源丰富，拥有十分丰富的生物质资源和生物质能，生物质能利用潜力巨大。生物质气化技术不仅可以清洁高效的利用生物质能源，还可以减少生物质垃圾存量，减少生物质不当处理带来的的大气污染。

目前，生物质利用技术主要包括生物质发酵以及生物质气化技术。但是，存在技术难点，转化利用率低，难以规模化，原料处理能力小以及污染物纷杂难以处理等问题。

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种生物质清洁利用系统和工艺，不仅可以回收生物质利用过程中高温合成气的显热，还具有生物质处理量大、生物质转化率高、导出合成气干净的技术优势。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种生物质清洁利用系统，包括生物质料仓、生物质发料仓、生物质反应器、排灰斗以及湿洗净化器，所述生物质反应器顶部设有氧气进气管路，所述生物质反应器内设有蒸汽发生器，所述蒸汽发生器内上部设有内部集渣料斗，下部设有高温洗涤腔，所述内部集渣料斗底部设有向高温洗涤腔延伸的导气管，所述生物质发料仓与生物质料仓连接，并通过生物质发料管路与生物质反应器顶部的氧气进气管路连接，所述排灰斗连接于生物质反应器底部，所述湿洗净化器通过喉管洗涤器与生物质反应器的高温洗涤腔连接。

优选地，所述生物质料仓、生物质发料仓的数量为1个或多个，且一一对应连接，每个生物质发料仓均设有一生物质发料管路。

优选地，所述排灰斗底部设有外排管，所述外排管上设有排灰阀门。

优选地，所述内部集渣料斗及排灰斗均设有锥形底部。

优选地，所述喉管洗涤器为缩放喉管结构。

优选地，所述湿洗净化器顶部设有生物质外送气管路及净化水进入管路，所述湿洗净化器底部设有高固外排废水管路。

优选地，实现工艺，包括以下步骤：

(1)生物质料仓与生物质发料仓连接，生物质发料仓通过氧气进气管路从生物质发料仓向上发送生物质原料，进入生物质反应器，并在在生物质反应器内进行高温带压氧化还原反应，反应产生生物质粗合成气；

(2)通过生物质反应器内的内部集渣料斗进行高温渣导流，内部集渣料斗底部锥口与反应器导气管相连，将生物质合成气导入下部高温洗涤腔内，进行初步净化合成气；

(3)生物质反应器内腔设置生物质反应器蒸汽发生器用于产生>1000℃的高温，进而热合成气显热回收，同时副产蒸汽，维持反应温度场平衡；

(4)外输的合成气经过喉管洗涤器充分润湿后，进入到湿洗净化器，通过湿洗净化器净化水进水管路补充净化水，对生物合成气进行充分洗涤；

(5)洗涤后的洁净生物质合成气通过生物质外送气管路外送至下游用户，而洗除杂质的废水通过高固外排废水管路进行外排循环处理。

采用以上方案后，本发明具有如下优点：本发明通具有多级进料功能，发料仓与生物质反应器通过输料管道相连，连接口设在生物质反应器上方，同时通过上方的氧气(或富氧气)，在反应器腔室内1000℃以上的温度条件下进行氧化还原反应，生成生物质粗合成气，同时通过内部集渣锥斗进行高温渣导流，锥口与导气管相连，将生物质合成气导入下部高温洗涤腔内，起到初步净化合成气的作用，并可以回收生物质清洁利用系统和工艺中高温合成气的显热，副产蒸汽，提高系统能量效率；本发明不仅生物质处理量大、生物质转化率高、导出合成气干净，而且设置了热回收系统，可以回收高温合成气中的显热，副产大量蒸汽，提高了整个系统的能量效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明一种生物质清洁利用系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

一种生物质清洁利用系统，包括生物质料仓1、生物质发料仓2、生物质反应器3、排灰斗4以及湿洗净化器5，所述生物质反应器3顶部设有氧气进气管路6，所述生物质反应器3内设有蒸汽发生器7，所述蒸汽发生器7内上部设有内部集渣料斗8，下部设有高温洗涤腔9，所述内部集渣料8斗底部设有向高温洗涤腔9延伸的导气管10，所述生物质发料仓2与生物质料仓1连接，并通过生物质发料管路11与生物质反应器3顶部的氧气进气管路6连接，所述排灰斗4连接于生物质反应器3底部，所述湿洗净化器5通过喉管洗涤器12与生物质反应器3的高温洗涤腔9连接。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述生物质料仓1、生物质发料仓2的数量为1个或多个，且一一对应连接，每个生物质发料仓2均设有一生物质发料管路11。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述排灰斗4底部设有外排管13，所述外排管12上设有排灰阀门14。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述内部集渣料斗8及排灰斗4均设有锥形底部。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述喉管洗涤器12为缩放喉管结构。

作为本实施例较佳实施方案的是，所述湿洗净化器5顶部设有生物质外送气管路15及净化水进入管路16，所述湿洗净化器5底部设有高固外排废水管路17。

作为本实施例较佳实施方案的是，实现工艺，包括以下步骤：

(1)生物质料仓1与生物质发料仓2连接，生物质发料仓2通过氧气进气管路11从生物质发料仓2向上发送生物质原料，进入生物质反应器3，并在在生物质反应器3内进行高温带压氧化还原反应，反应产生生物质粗合成气；

(2)通过生物质反应器3内的内部集渣料斗8进行高温渣导流，内部集渣料斗8底部锥口与反应器导气管10相连，将生物质合成气导入下部高温洗涤腔9内，进行初步净化合成气；

(3)生物质反应器3内腔设置生物质反应器蒸汽发生器7用于产生>1000℃的高温，进而热合成气显热回收，同时副产蒸汽，维持反应温度场平衡；

(4)外输的合成气经过喉管洗涤器12充分润湿后，进入到湿洗净化器5，通过湿洗净化器5净化水进水管路16补充净化水，对生物合成气进行充分洗涤；

(5)洗涤后的洁净生物质合成气通过生物质外送气管路15外送至下游用户，而洗除杂质的废水通过高固外排废水管路17进行外排循环处理。

本实施例不仅可以连续处理生物质、处理量大、生物质转化率高、不产生酚、萘、焦油难以净化的杂质，导出的合成气净，而且回收了高温合成器中的高温显热，提供了整个系统的能量效率。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。