一种生物质气化装置和方法与流程

本发明涉及一种生物质气化装置和方法。

背景技术：

生物质锅炉整治的一项重要手段，就是把生物质燃料改为天然气！但是，对于许多小微企业来说，改天然气意味着生产成本大大提高，吞噬了企业的大部分利润。以木材厂为例，原来使用边角料为燃料为导热油加温供热给热压机，成本较低，而且还解决废料处理问题，但改为天然气后，成本陡然增加，而且还要考虑如何处理大量的边角料。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种生物质气化装置和方法，既避免了使用天然气的高成本困扰，又解决了废料问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种生物质气化装置，包括固定床气化炉，及设置在固定床气化炉一端的送料装置，及设置在固定床气化炉另一端的旋风除尘器，及设置在固定床气化炉下端的第一鼓风机；所述旋风除尘器另一端连接有高温风机，高温风机通过一燃气管道连接有盘阀，盘阀通过一燃气管道连接有燃烧器，燃烧器连接有产生蒸汽的锅炉；所述锅炉与燃烧器之间设置有第二鼓风机。

进一步的，所述送料装置包括用于输送生物质的送料机，及与送料机连接的、用于将生物质向上提升的斗提机，及设置在斗提机与固定床气化炉之间的进料螺旋。

进一步的，所述燃烧器还连接有备用燃油系统。

进一步的，所述锅炉还连接有省煤器，省煤器与锅炉之间设置有引风机，引风机连接有烟囱。

进一步的，一种生物质气化方法，包括以下步骤：生物质固废经由送料机→斗提机→进料螺旋由顶部进入固定床气化炉，气化介质通过第一鼓风机鼓入固定床气化炉，在气化介质作用下，生物质在固定床气化炉内经干燥、热解、氧化、还原过程产生生物质气化燃气，从气化炉顶部侧面排出，在高温风机作用下，燃气经旋风除尘器高温净化除尘后由燃气管道输送至燃烧器，生物质气化燃气与助燃空气经燃烧器混合后燃烧供热给锅炉，产生蒸汽。

进一步的，所述气化介质为空气。。

本发明提供了一种生物质气化装置和方法，具有以下有益效果：

生物质能的主要来源有薪柴、木质废弃物、农业秸秆、牲畜粪便、制糖作物废渣、城市垃圾和污水、水生植物等。把生物质固废或者石化类副产品如碎布料进行气化处理，然后用处理产生的可燃气作为生产所需燃料，达到环保的要求，既避免了使用天然气的高成本困扰，又解决了废料问题。比如，木材加工厂的边角料、制衣厂的碎布料等等。

附图说明

图1为本发明的生物质气化工艺流程图。

图2为本发明的固定床气化炉的原理图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1所示，一种生物质气化装置，包括固定床气化炉，及设置在固定床气化炉一端的送料装置，及设置在固定床气化炉另一端的旋风除尘器，及设置在固定床气化炉下端的第一鼓风机；所述送料装置包括用于输送生物质的送料机，及与送料机连接的、用于将生物质向上提升的斗提机，及设置在斗提机与固定床气化炉之间的进料螺旋。所述旋风除尘器另一端连接有高温风机，高温风机可以形成很大的吸力将生物质气化燃气吸入到旋风除尘器进行分离，所述高温风机通过一燃气管道连接有盘阀，盘阀通过一燃气管道连接有燃烧器，燃烧器连接有产生蒸汽的锅炉；所述燃烧器还连接有备用燃油系统。所述锅炉与燃烧器之间设置有第二鼓风机。所述锅炉还连接有省煤器，省煤器与锅炉之间设置有引风机，引风机连接有烟囱。

一种生物质气化方法，包括以下步骤：生物质固废经由送料机→斗提机→进料螺旋由顶部进入固定床气化炉，气化介质通过第一鼓风机鼓入固定床气化炉，在气化介质作用下，生物质在固定床气化炉内经干燥、热解、氧化、还原过程产生生物质气化燃气，从气化炉顶部侧面排出，在高温风机作用下，燃气经旋风除尘器高温净化除尘后由燃气管道输送至燃烧器，生物质气化燃气与助燃空气经燃烧器混合后燃烧供热给锅炉，产生蒸汽。在本实施例中，所述气化介质为空气。

其中，如图2所示，固定床气化炉工作原理：

生物质气化是在气化剂存在条件下，组成生物质的碳氢化合物转化为可燃气体的过程。生物质气化一般经历如下几个阶段：

①干燥过程：生物质原料加入反应器后，首先被加热，析出生物质所含的水分。

②热解过程：当温度上升到200～250℃，生物质组分开始发生热分解，大分子的碳氢化合物的链被打破，析出生物质的挥发分。留下残碳和灰份构成进一步反映的床层。热解过程是一个非常复杂的物理化学过程，随加热速率、温度、和热解气氛不同，热解产物的差别很大。

③燃烧过程：在有氧气(或空气)参与的气化过程中，氧气与热解生成的挥发分和残碳发生燃烧反应，释放出热量来维持热解过程和还原反应所需热量。

④还原反应：还原反应主要发生在燃烧后的水蒸汽和二氧化碳与碳之间，通过还原反应，碳进一步转化为一氧化碳和甲烷等可燃气体。还原反应是吸热反应，温度越高越有利于还原反应进行。

实验例；

燃气主要环保指标

生物质气化燃烧应用工艺，so2、nox、烟尘排放等，都要好于燃油，接近天然气排放标准。气化燃烧的排放预期指标应好于轻油。下表为燃烧生物质燃气与其他燃料大气污染物排放的数据：

锅炉燃烧生物质气化燃气与常规燃料供热相比具有明显的价格优势。与使用天然气相比节约燃料费用24％，与柴油相比节约燃料费用36％，与重油相比节约燃料费用21％。生物质气化燃气与其它燃料费用比较如下：

成功案例：

烧天然气(热值8000)；日耗气量：12瓶(50kg/瓶)50×12×1.28≈768立方；成本：250元/瓶＝3000元/日；(不含人工电费)

气化燃烧(热值3600～4000)；日耗气量：约3吨边角料(1kg边角料产气2立方)3000×2＝6000立方；成本：如果是自有的生物质固废，则为0元/日；如果废料购买价450元/吨，约1350元/日(不含人工电费)

通过对比可知，本发明的生物质气化燃气的成本明显低于天然气。

本发明提供了一种生物质气化装置和方法，具有以下有益效果：

生物质能的主要来源有薪柴、木质废弃物、农业秸秆、牲畜粪便、制糖作物废渣、城市垃圾和污水、水生植物等。把生物质固废或者石化类副产品如碎布料进行气化处理，然后用处理产生的可燃气作为生产所需燃料，达到环保的要求，既避免了使用天然气的高成本困扰，又解决了废料问题。比如，木材加工厂的边角料、制衣厂的碎布料等等。

以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。