一种生物质能源气化供热系统的制作方法

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种生物质能源气化供热系统。

背景技术：

地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。面对能源资源短缺、石油价格不断上涨、生态环境恶化等严峻形势，当今世界正孕育着一场用生物可再生资源替代化石资源的战略大转移。自1982年首次提出生物炼制的概念，生物炼制技术已经发展到了第三代技术。生物炼制即以生物质为基础的化学工业必须打破原来用复杂的生物质单纯生产单一产品的传统观念，充分地利用原料中的每一种主要组分，将其分别转化为不同的产品，从而实现原料充分利用、产品价值最大化和土地效率最大化。地球上估计每年合成的1700亿吨生物质中70%的碳水化合物，主要为纤维素、淀粉以及蔗糖；20%为木质素；5%是其他的一些天然物质，如脂肪，蛋白质及其他物质。如何从这些取之不尽的生物质中获取有价值的能源与资源，是解决日益严峻的能源危机与生态恶化的重要手段。

生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。利用生物质资源制造高附加值的产品，例如纤维素断开为葡萄糖，葡萄糖发酵制乙醇、有机酸或溶剂；木素是苯丙烷衍生物的聚合物，热值很高，是优质的固体燃料，也可以用作混凝土、沥青等建筑材料或聚氨酯等塑料的添加剂，或用于生产高值的芳香族化合物，但对提取完生物质类高附加值产后的生物质原料废渣、废液、废气没有经过进一步处理，大多会直接排放，这样既浪费了许多化学品资源也造成了环境污染，生物质资源热降解制备高附加值产品的利用率通常比较低，这就意味着会产生大量的降解废弃物，而这些废弃物中的组分往往含有很高的热值，同样具有很高的利用价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种以生物质能源为基础原料的供热系统，在石化资源匮乏但生物质能源丰富的地区，建立以生物质能源为原料的生产高附加值产品以及降解剩余物进一步有效气化供热、供暖的综合体系，有效解决了生物质资源单纯供热或单纯制备高附加值化学品带来的资源浪费问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种生物质能源气化供热系统，包括依次连接的螺旋进料装置、热化学降解平台、生物合成气装置、气尘分离器、供热装置、储水罐，其中所述储水罐分别连接有采暖装置和用水装置，所述用水装置通过废水收集装置与水膜除尘器连接，所述气尘分离器出口连接在所述水膜除尘器上面，所述水膜除尘器出口依次连接净化循环水池、循环水泵，所述循环水泵出水口汇入所述热化学降解平台入口，所述热化学降解平台出料口还连接有分离装置，所述分离装置出口与提纯装置连接。

上述一种生物质能源气化供热系统，所述的热化学降解平台所用装置为高压反应釜。

上述一种生物质能源气化供热系统，所述的生物合成气装置为固定床气化炉或流化床气化炉。

本发明的有益效果：综上所述，本发明一种生物质能源气化供热系统，有效地利用生物质等可再生资源，根据生物质资源不同组分的结构性能特点进行区别利用，既利用其有价值的纤维组分制备高附加值化学品，又利用大量剩余降解组分进行气化燃烧供热，大大解决生物质尾料等废弃物随意燃烧以及煤炭燃烧供暖、供热带来的空气污染等问题，也避免了生物质资源单纯工业降解制备高附加值产品后废渣直接排放造成的剩余物浪费和环境污染问题；同时，生物质能源供热绿色环保、成本低廉、燃烧后产生的热能可与煤炭、石油等常规燃料相媲美。

进一步地，本发明一种生物质能源气化供热系统配备有完整的生物质气化废渣回收系统，通过水膜除尘器将气化废渣和浮尘有效分离，同时再通过净化循环水池将除尘器出口的废水进行有效回用，最大限度的做到了“污染物零排放”。

附图说明

下面通过附图并结合实施例具体描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制。

图1是本发明一种生物质能源气化供热系统的流程框图；

附图标记说明：1、螺旋进料装置；2、热化学降解平台；3、生物合成气装置；4、气尘分离器；5、供热装置；6、储水罐；7、采暖装置；8、用水装置；9、废水收集装置；10、水膜除尘器；11、净化循环水池；12、循环水泵；13分离装置；14、提纯装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本发明保护范围。

如图1所示，一种生物质能源气化供热系统，包括依次连接的螺旋进料装置1、热化学降解平台2、生物合成气装置3、气尘分离器4、供热装置5、储水罐6，其中，所述热化学降解平台2使用的装置为高压反应釜，所述的生物合成气装置3为固定床气化炉或流化床气化炉，所述储水罐6分别连接有采暖装置7和用水装置8，所述用水装置8通过废水收集装置9与水膜除尘器10连接，所述的气尘分离器4出口连接在所述水膜除尘器10上面，所述水膜除尘器10出口依次连接净化循环水池11、循环水泵12，所述循环水泵出水口12汇入所述热化学降解平台2入口，所述热化学降解平台2的出料口还连接有分离装置13，所述分离装置13出口与提纯装置14连接，

本发明一种生物质能源气化供热系统工作过程：大量收集的生物质原料，例如农作物秸秆、木渣等尾料等通过螺旋进料装置1输送至高压反应釜中，原料在反应釜中进行热化学降解，例如通过稀酸水解、固体酸水解等方式将生物质原料的纤维组分进行分解，此时的纤维组分可以对应分解成单糖或多糖等，糖组分进一步通过分离装置13和提纯装置14分离、提纯合成为各类具有高附加值的副产品，同时，剩余降解废弃物包括大量木质素、油脂、蛋白质等进入气化炉后借助于空气部分、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体，接着气尘分离器4去掉燃气中的浮尘和废渣，这样燃气将可以顺利进入供热装置5并向储水罐6提供热源，产生的热水和蒸汽便可以选择性的用在暖气供暖、生活用水等方面，再者，生活用水产生的废水还可以通过废水收集装置9来回收，这类型的废水通常不含有复杂的化学成分和难降解物质，因此可以有效地运用在除尘阶段的水膜除尘器10中，最后，整个供热系统对生物质能源的各个阶段产物进行了综合处理，对固、液、气各组分能源分别利用，做到了资源的高值化利用。

进一步地，本发明水膜除尘器10在气尘分离阶段产生的带残渣的废水可以通过净化循环水池11和循环水泵12进行水资源回收利用，重新利用到热化学降解平台2，大大的节约了资源；其次生活用热水产生的初段污水也可以再次利用到除尘阶段，整个生物质资源利用系统做到了最大限度的“零污染零排放”。

以上所述为本发明的优选应用范例，并非对本发明的限制，凡是根据本发明技术要点做出的简单修改、结构更改变化均属于本发明的保护范围之内。