专利名称：冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热工领域，特别是涉及冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置。
背景技术：
随着社会各行业的发展和人民生活水平的不断提高，对能源需求日益增加，造成 能源的紧缺，开发和扩大能源来源已成为当务之急。除了通常的石油、煤炭、风、水、太阳等 能源之外，常被人们忽略的生物能源也已提高了重视和应用的阶段，成为当前不可忽视可 利用的能源之一，例如木材加工过程中的锯屑、磨粉、刨花等碎料；各类桔杆；污水生化处 理后的污泥；食用菌的人工栽培工业中使用的菌床废弃物等，以取代一部分煤、油等常规能 源作为工业炉窑提供廉价的燃料，以达到废弃物利用，节能减排、降低生产成本。过去这些 生物燃料为何未能利用是因为这些生物燃料在工业炉上燃烧应用技术没有开发，与燃煤燃 油工业炉窑设备的结构和系统设备不配套，不能适应燃生物燃料，在工业炉窑上长期稳定 运行，影响生产中的正常供能。本
实用新型内容本实用新型的目的在于解决作为废弃物或未被人们广泛利用的生物质能源寻找 一个重新利用途径，取代部分煤、油等常规能源，开发为工业炉窑提供有一个廉价的燃料， 以达到废弃物利用，节能减排、降低生产成本的冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置。本实用新型提供的冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置，其特征在于包括供料装置，与下游的流化床气化炉相连接；所述供料装置包括进料斗、斗式提升 机、物料储槽、螺旋出料机及螺旋喂料机，并相继连接而成。所述供料装置把木屑或稻壳，秸 杆等由地面上使用斗式提升机提升物料，提升后装入物料储槽将物料存储到一定数量后， 停止进料；当流化床启动时，由储槽底部螺旋出料机和螺旋喂料机，经变频装置依负荷大小 将物料送入流化床气化炉内。流化床气化炉，为内砌耐火材料的圆筒锥形体，顶部设有煤气出口，与除尘器相连 接，侧边设有测温测压接管，流化床气化炉在运行时生物质燃料在炉内呈流态化状态而发 生空气煤气，下部设有人孔、进风管、进料管及出灰门等。所述人孔是生物质燃料流化床气 化炉初始开车时，先装入易燃燃料将炉体内预热至生物质燃料的发生煤气温度或特殊情况 下的检查炉内状况和清理炉内实物，所述出灰门是定期打开清除生物质燃料在燃烧后的残 灰，以保持炉内继续正常发生煤气；所述进风管是将炉内的反应空气通过风机和该管道进 入炉体内，使生物质燃料呈流态化发生煤气。测温和测压接管分别装入测温电偶和测压仪 表监视本装置内部的运行情况；加料螺旋供料操作定量将生物质燃料加入炉内，并封闭炉 内的煤气不致外溢；炉体上部的操作平台和栏杆是操作工人的安全设施。一级、二级旋风除尘器，相继连接在流化床气化炉下流，气化炉顶部的煤气出口管 是将炉内产生的煤气通过该管送入第一节级旋风除尘器，灰尘由第一级旋风除尘器底部经 螺旋出灰机排灰于储灰箱中待处理，经过第一级除灰的煤气再经过二级旋风除尘器除灰，灰分由旋风除尘器底排灰于储灰箱中待处理，经过二级除尘的煤气经加压风机送入下游装置。一级、二级双竖管冷却器，为平底双竖管，设置在旋风除尘器下游洗涤塔上游，前 后与除尘器及洗涤塔相连；经一、二级除尘器的热煤气经过一、二级双竖管冷却器使用冷水 喷淋将热煤气由温度600°C降到80°C -120°C，冷却水再返回进入双竖管冷却器为35°C来回 循环以作为双竖管冷却器的冷却剂。填料洗涤塔，设在二级冷却器下游，来自双竖管冷却器的煤气再经过填料洗涤塔 入口温度为80°c -120°C再度降温至煤气温度为30°C -40°C，冷却水来自水池流到填料洗涤 塔温度25°C -50°C，再经冷却水塔(未标出)降温至25°C _35°C回水池循环利用。文丘里除尘器，设置在填料洗涤塔下游汽水分离器上游，冷却后的生物质煤气再 经过文丘里除尘，将最后残留的灰尘清除到100mg/m3后以下再入汽水分离器。汽水分离器，设在文丘里除尘器下游，经文丘里除尘器除尘后的煤气含水份再经 过汽水分离器将水份去除后变为干净气体再进入加压装置。加压装置，为罗茨鼓风机，除去水分后的生物质煤气再用罗茨鼓风机将风量及风 压达到应用装置方所需之风压及风量，罗茨鼓风为市购的通用机械，主要作用将冷生物质 煤气发生炉的风压提升到应用装置所需压力。煤气站电捕焦油器，电捕焦油器由高压直流电源和捕焦本体塔体组成，前者选用 CS-III恒流型静电沉积用高压直流电源；后者(捕焦本体)结构可选用同心圆式湿管式， 主要由筒体和放电极(电晕极)以及吸捕极(沉淀极)组成，市售产品。该电捕焦油器高 压直流电源产生的负高压，接入电晕极(阴极)，它与沉淀极(阳极)之间产生电场，电场 强度超过一定极限后在阴阳两极间即产生电晕放电。此时流经电场区的气体发生电离，产 生大量的离子和电子。周围可以听见强烈的电磁风声。光线暗时可见紫兰色电晕。通过电 场的煤气中的焦油，粉尘，水雾等粒子与离子或电子结合而带电，在电场力的作用下向两极 运动。由于电子质量小，运动速度快，空间分布广，所以主要是带负电的粒子向沉淀极运动。 到达沉淀极板中和后，依靠残存的静电引力和分子间凝聚力首先吸附于沉淀极，而后靠自 身重力沿极板下落，通过焦油出口排出。主要用于回收煤气，焦炉气中的焦油，同时去除粉 尘，水雾等杂质，达到物料回收和气体净化双重效果，对保证工艺流程中后工段设备的正常 稳定运行。集体缓冲储罐，设在加压装置下游，来自加压装置煤气经加压风机加压后需要一 个集气缓冲，使煤气压力平稳，让整体系统运行平稳。安全水封，设置在集气缓冲装置下游冷煤气站电捕焦油器上游，气化炉在产气过 程中若有气爆时可由此装置将超出的气压弹出系统使整套系统在恒定压力安全操作。本实用新型提供的经冷煤气站电捕焦油器后煤气为干净的冷煤气可以作为多种 用途，其中可以作为内燃机燃料进行气体燃料进行发电机组发电或作为改热式轧钢加热 炉，蓄热式熔铝炉工窑炉使用。本冷生物质燃料流化床煤气发生炉装置产出的煤气其热值为520kl/m3左右，煤气 经燃烧后产生烟气的最高温度可达iooo°c左右，除不能进行重金属熔炼外，在许多工业领 域的加热装置上均可利用，如作锅炉、有机热载体炉的燃料、空气加热炉的燃料、金属热加 工的燃料等。因此将本实用新型生物质燃料流化床空气煤气发生炉与上述诸多加热炉相配后即为替代煤、油、气燃料的节能环保加热炉，具有极大的经济意义和政治意义。本实用新供的冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置特点为本装置可利用各种粉状的具有3800kl/kg热值的生物质燃料；本装置的燃料产气率2m3/kg燃料利用热效率为65% ；本装置的煤气燃烧烟气最高温度约1000°C ；本装置冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置可为各种加热装置配套使用；三 废排放极少，空气煤气燃烧后的烟气中烟尘量不足100mg/m3，完全符合GB13271-2001“工业 锅炉大气污染物排放标准”要求，且没有二氧化硫的排放；从水封中排出的水中含有少量焦 油，因数量极少可送污水处理厂进行集中处理，因此本系统无需专用的三废处理装置。本实用新型冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置经水洗除尘及电捕焦油的 煤气为一种常温干燥燃料供燃气汽轮机可执行发电任务。本实用新型提供的生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置可应用于各类加热装 置可代替煤、燃料油，天然气等常规燃料，以达到节能减排的目的。本生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置应用于发电机组可节约生产成本有较 好的经济效益以用于400KW发电机组使用案例经济利益分析采用冷生物质流化床煤气发生炉装置发电与一般电网价差如下一般电网(国家网)电价每度为RMB0. 81使用冷生物质煤气发生炉流化床发电成本计算如下木屑式稻壳价格为每公吨RMB200元计，每公斤价格为RMB0. 2元。发一度电需要1. 3公斤木屑0. 2 元 XI. 3 公斤=0. 26 元(RMB)人工费及折旧依二成计0. 26X1. 2 = 0. 312 元依每小时发电量为400KW计发电400KW自用电力为365KW计实际可使用电力为365KW市价-自行发电成本X365KW/H0UR =利润(0. 81 元-0. 312 元)X365KW/H0UR X24 小时 X30 天=130874 元每月可节省电费RMB130. 874元每年可节省电费RMB1, 570, 488元
图1、冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置示意图图2、流化床气化炉结构示意图图3、电捕焦油器结构示意图具体实施方式
本实用新型用下列具体实施方案来进一步说明本实用新型，但保护范围并非限于 下列具体实施方案。本实用新型提供的冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置(4T/h)包括进料斗 1、斗式提升机2、物料储槽3、螺旋出料机4及螺旋喂料机5、并相继连接而成供料装置，该供 料装置把稻壳通过地面上使用斗式提升机的进料斗提升后装入物料储槽将物料存储到一 定数量后，停止进料，当流化床启动时，由于储槽底部螺旋出料机和螺旋喂料机5经变频装 置依负荷大小将物料送入流化床气化炉内，见图1。流化床气化炉6，为内砌耐火材料的圆筒锥形体，顶部设有煤气出口管，与除尘器 相连接，侧边设有测温测压接管，分别内装测温电偶及测压仪表，流化床气化炉6在运行时 通过鼓风机7使生物质燃料在炉内呈流态化状态而发生空气煤气，下部设有人孔、进风管、 进料管、出灰门等，图2。一级、二级旋风除尘器相继连接在流化床气化炉下游，顶部的煤气出口管是将炉 内产生的煤气通过该管送入第一级旋风除尘器，灰尘由第一级旋风除尘器8底部经螺旋出 灰机9排灰；经过第一级除灰的煤气再经过第二级旋风除尘器10除灰，灰分由旋风除尘器 底排灰于储灰箱11中待处理，经过二级除尘的煤气，经过压风机送入双竖管冷却器。一级、二级双竖管冷却器12，为平底双竖管，设置在旋风除尘器下游洗涤塔上游， 前后与除尘器及洗涤塔相连，经一、二级除尘器的热煤气经过一、二级双竖管冷却器使用冷 水喷淋将热煤气由温度600°C降到80°C -120°C，冷却水再返回进入双竖管为35°C来回循环 以作为双竖管冷却器的冷却剂。填料洗涤塔13，设在二级冷却器下游，来自双竖管冷却器的煤气再经过填料洗涤 塔入口温度为80°C _120°C，再度降温至煤气温度为30°C -40°C，来自水池冷却水流到填料 洗涤塔温度25°C _35°C将煤气降温后，冷却后水温度出口 40°C -50°C，再经冷水塔(未标 出)降温至25°C _35°C回水池循环利用。文丘里除尘器14，设置在填料洗涤塔下游汽水分离器上游，冷却后的生物质煤气 再经过文丘里除尘，将最后残留的灰尘清除到100mg/m3后以下再入汽水分离器。汽水分离器15，设在文丘里除尘器下游，经文丘里除尘器除尘后的煤气含水分再 经汽水分离器将水分除后变为干净气体再进入加压装置，除去水分入冷却水循环水池。罗茨鼓风机加压装置16，经汽水分离器除水分后的生物质煤气再用罗茨鼓风机将 风量及风压达到应用装置方所需之风压及风量。煤气站电捕焦油器17，电捕焦油器由高压真流电源和捕焦本体塔体组成，前者选 用CS-III恒流型静电沉积用高压直流电源；后者(捕焦本体)结构可选用同心圆式湿管 式，主要由筒体和放电极(电晕极)以及吸捕极(沉淀极)组成市售产品，图3，高压直流电 源产生的负高压，接入电晕极(阴极)，它与沉淀极(阳极)之间产生电场，电场强度超过一 定极限后在阴阳两极间即产生电晕放电。此时流经电场区的气体发生电离，产生大量的离 子和电子。周围可以听见强烈的电磁风声。光线暗时可见紫兰色电晕。通过电场的煤气中 的焦油，粉尘，水雾等粒子与离子或电子结合而带电，在电场力的作用下向两极运动。由于 电子质量小，运动速度快，空间分布广，所以主要是带负电的粒子向淀极运动。到达沉淀极 板中和后，依靠残存的静电引力和分子间凝聚力首先吸附于沉淀极，而后靠自身重力沿极板下落，通过焦油出口排出。主要用于回收煤气中的焦油，同时去除其中的粉尘，水雾等杂质，到达物料回收和气体净化双重效果，对保持工艺流程中后工段设备的正常稳定运行。集气缓冲储罐18，设在加压装置下游，来自加压装置煤气经加压风机加压后需要 一个集气缓冲，使煤气压力平稳，让整体系统运行平稳。安全水封19，设置在集气缓冲装置下游，冷生物质燃料空气煤气发生炉流化床式在 产气过程中若有气爆时可由此装置将超出的气压弹出系统使整套系统在恒定压力安全操作。本冷生物质燃料流化床发生炉产出的煤气其热值为1520kl/m3左右，煤气经燃烧 后产出烟气的最高温度可达1000°c左右，在许多工业领域的加热装置上均可利用。
权利要求一种冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置，其特征在于包括供料装置，与下游流化床气化炉相连接，所述供料装置包括进料斗、斗式提升机、物料储槽以及螺旋出料机和螺旋喂料机，相继连接而成；流化床气化炉，为内砌耐火材料的圆筒锥形体，顶部有空气煤气出口管，与除尘器相连通，上部是空的，下部设有人孔、进风管、进料管、出灰门，侧边设有测温测压接管，分别装入测温电偶及测压仪表；一级、二级旋风除尘器，相继连接在流化床气化炉下游，一级、二级旋风除尘器底部设有螺旋出灰机与储灰箱；一级、二级双竖管冷却器，为平底双竖管，设置在旋风除尘器下游洗涤塔上游，前后与除尘器及洗涤塔相连；填料洗涤塔，设在二级冷却器下游；文丘里除尘器，设在填料洗涤塔下游汽水分离器上游；汽水分离器，设在文丘里除尘器下游；加压装置，为罗茨鼓风机；集气缓冲储罐，设在加压装置下游；安全水封，设置在集气缓冲装置下游；煤气站电捕焦油器，由高压直流电偶和捕焦本体塔体组成，设在加压装置下游。
专利摘要本实用新型涉及一种冷生物质燃料流化床空气煤气发生炉装置，其特征在于包括供料装置、流化床气化炉、旋风除尘器、双竖管冷却器、填料洗涤塔、文丘里除尘器、汽水分离器、加压装置、电捕焦油器，集气缓冲储罐及安全水封，相继连接于生产煤气流程中互相连通。该装置使用被废弃的各种类似废木块、木屑、稻壳、秸秆、废弃的菌菇种植母料等，可以节约能源，节省企业生产成本，而且可减少二氧化硫向大气的排放、提高环保效应。被广泛用于热工设备、各种热锅炉的配套装置。
文档编号C10J3/84GK201614365SQ20092035032
公开日2010年10月27日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者陈世俊 申请人:陈世俊