多功能气化炉及联合循环能源系统的制作方法_2

文档序号:9927757阅读:来源:国知局
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。
[0026]参见图1所示,本实施例提供一种多功能气化炉100,包括密闭的炉体117和位于炉体117外的控制系统108,炉体117的顶面设有进料口 101,炉体117的底面设有出灰口 107,炉体117内由上至下依次设置有布料装置102、中央配风装置103和除灰装置105,中央配风装置103和除灰装置105之间的区域为热反应区113,热反应区113的周围设置有周向配风装置104,周向配风装置104和中央配风装置103均朝向热反应区113,周向配风装置104和中央配风装置103均与控制系统108连接,炉体117的侧面底部设置有出气口 106,出气口 106位于热反应区113的下方。对于多功能气化炉100,炉体117内由上至下分为燃料区112、热反应区113、气体分离区114和活化区115,燃料区112为布料装置102对应的区域,热反应区113包括氧化区和还原区,气体分离区114为除灰装置105对应的区域,活化区115为位于除灰装置105下方的区域。
[0027]多功能气化炉100的工艺过程为:燃料(包括生物质、煤炭等燃料)经进料口101进入燃料区112,经布料装置102均匀布料后,燃料均匀下落,进入热反应区113。中央配风装置103和周向配风装置104分别向热反应区113配风,控制系统108根据燃料量和燃料类型,控制配风中的氧气、气化剂、燃气再循环气的配比,实现精确配风(根据燃料情况和运行工况,中央配风装置103和周向配方装置可采用正压、正压负吸、负压或负压负吸的方法进行配风),控制热反应区113的温度梯度和反应时间,使燃料充分氧化、还原形成生成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。而且,通过中央配风装置103和周向配风装置104的设置方式,通过燃气再循环可形成良好的可调节燃烧条件,并能使焦油、二恶英等有害物质在高温环境下有足够的停留时间裂解为可燃气体。最后可燃气体,连同燃烧残余物进入气体分离区114,燃烧残余物,即灰渣落在除灰装置105上,并最终由出灰口 107排出,排到灰渣车内或直接落入皮带输送机;可燃气体由出气口 106排出。
[0028]因此,多功能气化炉100及联合循环能源系统001以生物质、煤炭为燃料,经氧化还原反应生成可燃气体,通过控制温度和反应时间,生产活性炭,并使有害物质裂解成可燃气体,可用燃料多样化、燃气产气率大、热效率高,生成的燃气为清洁能源、能源品质优,可实现生物质燃气和煤气化燃气的大规模生产应用。独特的燃烧过程可使有害物质如焦油和二恶英等裂解成可燃气体,整个系统没有烟筒,没有二氧化碳排放。
[0029]本实施例中,多功能气化炉100还包括提供氧气的富氧装置109、用于提供气化风和气化蒸汽的气化装置110,以及燃气再循环装置111。富氧装置109与气化装置110均分别与中央配风装置103、周向配风装置104连接。出气口 106与燃气再循环装置111连接,燃气再循环装置111分别与周向配风装置104和中央配风装置103连接,使多功能气化炉100产生的可燃气体中抽出适当比例可燃气体再进入炉体117内,形成燃气再循环,提高燃气品质。
[0030]富氧装置109提供配风中的助燃氧气,气化装置110提供配风中的气化剂,燃气再循环装置111提供配风中的燃烧能量,通过富氧装置109、气化装置110和燃气再循环装置111的设置,通过配风,就能满足燃料充分燃烧反应的条件。控制装置根据燃料量,调节中央配风装置103的配风中的氧气含量、气化剂的含量和燃气再循环量,以及调节周向配风装置104的配风中的氧气含量、气化剂的含量和燃气再循环量,达到最佳燃烧温度和最佳调节精度,使燃料在热反应区113的氧化还原反应充分,使可燃气体热值最大化。
[0031]本实施例中,多功能气化炉100还包括与控制系统108连接的高温蒸汽配汽装置116,炉体117内为活化区115,高温蒸汽配汽装置116朝向活化区115。
[0032]当多功能气化炉100单纯生产可燃气体时,生物质或煤炭在热反应区113经过完全燃烧后,产生可燃气体和飞灰(燃烧残余物),可燃气体由出气口 106排出,飞灰落在除灰装置105上,除灰装置105向下打开。
[0033]当多功能气化炉单纯生产活性炭时,燃料在热反应区113通过控制温度使燃料处于碳原素烧失温度以下不完全燃烧,产生可燃气体和木炭或焦炭,落入活化区115。高温蒸汽配汽装置116用于提供使木炭充分活化的高温蒸汽,并使木炭或焦炭有足够的停留和反应时间生成活性炭,具体过程为:控制系统108控制高温蒸汽配汽装置116向活化区115提供含有高温水蒸汽的配汽,并通过调节配汽的温度,实现对活化区115反应温度的控制,在木炭或焦炭在向下移动的过程中,在高温蒸汽的活化作用下,增加比表面积,逐步活化生成活性炭,并由出灰口 107排出,同时炉体117内生成的可燃气体经出气口 106排出。
[0034]本实施例中,进料口101处设置有自动给料装置,自动给料装置与布料装置102连接;出灰口 107设置有自动卸灰装置。自动给料装置可将燃料由进料口 101自动输送到布料装置102,自动卸灰装置可将灰渣由出灰口 107自动排出。
[0035]本实施例中,布料装置102包括活动布料平台,活动布料平台位于热反应区113上方,活动布料平台可向下打开。除灰装置105包括活动除灰平台,活动除灰平台位于热反应区113下方,活动除灰平台可向下打开。活动布料平台优选为旋转布料平台,活动除灰平台优选为旋转除灰平台。
[0036]燃料落到活动布料平台,经布料后,燃料均匀分散于活动布料平台,活动布料平台自动向下打开,燃料就会均匀落到热反应区113进行反应。反应产生的燃烧产物落到活动除灰平台上,活动除灰平台可直接将灰渣收集到一起,并由出灰口 107排出,或者当燃烧产物需要进一步进行活化时,活动除灰平台自动向下打开,燃烧产物落入活化区115,充分活化后变成活性炭,最后由出灰口 107排出。
[0037]参见图1和图2所示,本实施例还提供一种联合循环能源系统001,包括多功能气化炉100、太阳能光热发电系统200、燃气内燃发电机组400、为用户提供燃气的蓄气罐300、为用户提供热能的蓄热罐700和为用户提供用电的变压站600,多功能气化炉100的出气口 106与蓄气罐300连接,蓄气罐300与燃气内燃发电机组400连接,燃气内燃发电机组400和太阳能光热发电系统200均与变压站600连接,燃气内燃发电机组400还与余热锅炉换热器500连接,余热锅炉换热器500与蓄热罐700连接。
[0038]太阳能光热发电系统200是利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。太阳能光热发电系统200受夜晚、阴雨天的局限,无法保证发电的连续性及电能品质,且只能借助蓄热原件和蓄能罐等来维持机组运转,但系该庞大,投资,运行,维护成本很高。
[0039]联合循环能源系统001可以实现单独运行或互为补充的运行方式解决以上问题,联合循环能源系统001主要由多功能气化炉100、太阳能光热发电系统200和燃气内燃发电机组
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