一种生物质气化系统及其工作过程的制作方法

本发明涉及生物质气化技术领域，特别是一种生物质气化系统及其工作过程。

背景技术：

中国可用的固体生物质数量巨大，主要以农业废弃物和木材废物为主。现有生物质气化炉进行气化发电中存在的除尘、结焦等问题。

由于生物质具有挥发分高、结构比较松散的特点，在生物质气化过程中会产生大量粉尘。并且生物质气化后会产生焦油，焦油具有腐蚀性、强粘附性及热不稳定性。粉尘及焦油可能会对生物质气化系统后端的风机等设备产生不利影响，堵塞管道，从而降低气化效率，甚至影响气化炉使用寿命。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种生物质气化系统及其工作过程，要解决现有生物质气化炉进行气化发电中存在的除尘不彻底、结焦腐蚀强、设备使用维护费用高、气化炉寿命短的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种生物质气化系统，包括设置在地面的生物质气化炉1、一级旋风分离器2、二级旋风除尘器3、多级悬浮预热器、l型连接管4、输灰管道5、冷灰器6和高温风机7，所述生物质气化炉1外侧壁上部设置有烟风通道，烟风通道与所述一级旋风分离器2外侧壁上部的入口连通，一级旋风分离器2顶部的出口通过气化气管道与二级旋风除尘器3的入口连通，一级旋风分离器2底部设置有排出口，排出口通过回料管与生物质气化炉1下部的收集口连通；

l型连接管4包括竖向管和水平管；

二级旋风除尘器3顶部的烟气出口通过l型连接管4与多级悬浮预热器的一侧连通，多级悬浮预热器的另一侧与高热风机7连通；冷灰器6通过输灰管道5与多级悬浮预热器连通。

进一步，二级旋风除尘器3的底部设置有出口下料管，下料管与输灰管道5相连。

进一步，l型连接管4的竖向管和水平管的夹角为90°。

进一步，多级悬浮预热器包括至少三个换热单元。

进一步，换热单元之间串联。

进一步，多级悬浮预热器包括第一级悬浮预热器8、第二级悬浮预热器9和第三级悬浮预热器10；

第一级悬浮预热器8顶部的气体出口通过l型连接管4与第二级悬浮预热器9外壁上部的入口连通，第一级悬浮预热器8底部的出口通过支管与输灰管道5连通；

第二级悬浮预热器9顶部的气体出口通过l型连接管4与第三级悬浮预热器10外壁上部的入口连通；第二级悬浮预热器9下部通过下料管与二级旋风除尘器3和第一级悬浮预热器8之间的l型连接管4连通；

第三级悬浮预热器10顶部的气体出口通过管路与高热风机7连通；第三级悬浮预热器10下部通过下料管与第一级悬浮预热器8和第二级悬浮预热器9之间的l型连接管4连通。

进一步，第一级悬浮预热器8、第二级悬浮预热器9和第三级悬浮预热器10的型号相同；第二级悬浮预热器9顶面高于第一级悬浮预热器8顶面；第三级悬浮预热器10顶面高于第二级悬浮预热器9顶面。

进一步，气化气管道水平设置。

本发明另一方面还提供上述生物质气化系统的工作过程，工作过程为：

步骤一，生物质原料经给料系统进入生物质气化炉1中气化后，生成高温的含尘气化气；

步骤二，一次除尘，含尘气化气通过生物质气化炉1上部烟风通道进入一级旋风分离器2进行气固分离；分离后的固体颗粒回到生物质气化炉1的下部继续参与气化，另一方面作为床料调节床层压力、温度并保持流态化；

步骤三，二次除尘，分离后的高温含尘气化气通过一级旋风分离器2的烟气出口进入二级旋风除尘器3；

步骤四，多级悬浮预热器的降温。

进一步，步骤四中，多级悬浮预热器包括三级悬浮预热器；降温过程为：

s1，二级旋风除尘器3的上部烟风通道出口与多级悬浮预热器中的第一级悬浮预热器8相连，l型连接管4的竖向管与第一级悬浮预热器8顶部的气体出口连通，水平管与第二级悬浮预热器9外壁上部的入口连通，第一级悬浮预热器8底部的出口通过支管与输灰管道5连通，承接已经吸附焦油的灰分，并对其降温；

s2，通过第二级悬浮预热器9的灰分及床料与即将进入第一级悬浮预热器8的气化气混合，在l型连接管4的竖向管和水平管中完成换热；

s3，第二级悬浮预热器9的上部烟风通道出口与第三级悬浮预热器10通过l型连接管4连通，具体的，竖向管与第二级悬浮预热器9顶部的气体出口连通，水平管与第三级悬浮预热器10外壁上部的入口连通；

s4，第三级悬浮预热器10的上部烟风通道出口与高温风机7并送入生物质气化系统后续设备。

本发明的有益效果体现在：

1，本发明提供一种生物质气化系统及其工作过程，设置巧妙。生物质气化后在经过一级旋风分离器、二级旋风除尘器及多级悬浮预热器，通过惰性床料及粉尘与后续来流气化气中的焦油进行携带，从而达到去除焦油的目的，对系统后续的设备和管路进行保护。

2，该生物质气化系统中多级悬浮预热器能够利用换热单元的气固混合较强的换热系数，在较短的距离内利用低温的惰性床料对高温烟气进行降温，从而在气化气温度达到高温风机进口要求的情况下，余热能够被更充分地利用。

3，能够有效处理生物质气化后产生的焦油，并且利用床料将气化气温度降至系统后续设备的可用工作温度，降低能耗。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明一种生物质气化系统的结构示意图。

附图标记：1-生物质气化炉、2-一级旋风分离器、3-二级旋风除尘器、4-l型连接管、5-输灰管道、6-冷灰器、7-高温风机、8-第一级悬浮预热器、9-第二级悬浮预热器、10-第三级悬浮预热器。

具体实施方式

以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为对本发明技术方案的限制。

如图1所示，本发明一方面提供一种生物质气化系统，包括设置在地面的生物质气化炉1、一级旋风分离器2、二级旋风除尘器3、多级悬浮预热器、l型连接管4、输灰管道5、冷灰器6和高温风机7，l型连接管4包括竖向管和水平管；l型连接管4的竖向管和水平管的夹角为90°。

生物质气化炉1用于将密度小、结构松散的生物质燃料气化成气化气。所述生物质气化炉1外侧壁上部设置有烟风通道，烟风通道与所述一级旋风分离器2外侧壁上部的入口连通，一级旋风分离器2顶部的出口通过气化气管道与二级旋风除尘器3的入口连通，一级旋风分离器2底部设置有排出口，排出口通过回料管与生物质气化炉1下部的收集口连通；二级旋风除尘器3顶部的烟气出口与l型连接管4竖向管连通，l型连接管4的水平管与多级悬浮预热器的一侧连通，多级悬浮预热器的另一侧与高热风机7连通；冷灰器6通过输灰管道5与多级悬浮预热器连通。其中，气化气管道水平设置。

其中，多级悬浮预热器可以包括至少三个换热单元。换热单元之间串联。多级悬浮预热器包括第一级悬浮预热器8、第二级悬浮预热器9和第三级悬浮预热器10；第一级悬浮预热器8、第二级悬浮预热器9和第三级悬浮预热器10的型号相同；第二级悬浮预热器9顶面高于第一级悬浮预热器8顶面；第三级悬浮预热器10顶面高于第二级悬浮预热器9顶面。每第一级悬浮预热器8通过进料口管与出料口管串联，第三级悬浮预热器10在空间上为依次上下分层布置。

第一级悬浮预热器8顶部的气体出口通过l型连接管4与第二级悬浮预热器9外壁上部的入口连通，第一级悬浮预热器8底部的出口通过支管与输灰管道5连通。具体的，l型连接管4的竖向管与第一级悬浮预热器8顶部的气体出口连通，水平管与第二级悬浮预热器9外壁上部的入口连通。

第二级悬浮预热器9顶部的气体出口通过l型连接管4与第三级悬浮预热器10外壁上部的入口连通；第二级悬浮预热器9下部通过下料管与二级旋风除尘器3和第一级悬浮预热器8之间的l型连接管4连通；第三级悬浮预热器10顶部的气体出口通过管路与高热风机7连通；第三级悬浮预热器10下部通过下料管与第一级悬浮预热器8和第二级悬浮预热器9之间的l型连接管4连通。

生物质气化后在经过一级旋风分离器2、二级旋风除尘器3及多级悬浮预热器，通过惰性床料及粉尘与后续来流气化气中的焦油进行携带，从而达到去除焦油的目的，对系统后续的设备和管路进行保护。

该生物质气化系统中多级悬浮预热器能够利用换热单元的气固混合较强的换热系数，在较短的距离内利用低温的惰性床料对高温烟气进行降温，从而在气化气温度达到高温风机7进口要求的情况下，余热能够被更充分地利用。

将多级悬浮预热器结合生物质气化系统，可以提高除尘效率，并利用多级悬浮预热器中的惰性颗粒吸附焦油，从而提高系统稳定性。

上述生物质气化系统的工作过程：

步骤一，生物质原料经给料系统进入生物质气化炉1中气化后，生成高温的含尘气化气；

步骤二，一次除尘，含尘气化气通过生物质气化炉1上部烟风通道进入一级旋风分离器2进行气固分离；分离后的固体颗粒回到生物质气化炉1的下部继续参与气化，另一方面作为床料调节床层压力、温度并保持流态化。

步骤三，二次除尘，分离后的高温含尘气化气通过一级旋风分离器2的烟气出口进入二级旋风除尘器3。

步骤四，多级悬浮预热器的降温；

s1，二级旋风除尘器3的上部烟风通道出口与多级悬浮预热器中的第一级悬浮预热器8相连。l型连接管4的竖向管与第一级悬浮预热器8顶部的气体出口连通，水平管与第二级悬浮预热器9外壁上部的入口连通。第一级悬浮预热器8底部的出口通过支管与输灰管道5连通。承接已经吸附焦油的灰分，并对其降温。

s2，通过第二级悬浮预热器9的灰分及床料与即将进入第一级悬浮预热器8的气化气混合，在l型连接管4的竖向管和水平管中完成换热。

s3，第二级悬浮预热器9的上部烟风通道出口与第三级悬浮预热器10通过l型连接管4连通，具体的，竖向管与第二级悬浮预热器9顶部的气体出口连通，水平管与第三级悬浮预热器10外壁上部的入口连通。

s4，第三级悬浮预热器10的上部烟风通道出口与高温风机7并送入生物质气化系统后续设备。

本发明提供一种生物质气化系统，设置巧妙。气化后的气体自二级旋风除尘器3吹出后，通过进口风管进入到一级悬浮预热器中进行一次换热和除尘，每个换热单元所传递的热量，80%以上在进风管道中完成，20%以下在旋风筒内完成，换热后的气体从出口风管进入到下一级悬浮预热器中。

灰尘在一级旋风分离器2和二级旋风除尘器3内被分离，气固分离后的灰尘通过出口下料管与输灰管道5相连，然后共同接至冷灰器6。经过二级旋风除尘器3的气体通过第一级悬浮预热器8的出口风管进入第二级悬浮预热器9中，进行二级除尘换热；经过二级除尘换热的气体通过第二级悬浮预热器9的出口风管进入第三级悬浮预热器10中；灰分逐级通过支管被收集在冷灰器6中。同时，将气化气温度降至系统后续设备的可用工作温度，降低能耗。通过惰性床料及粉尘与后续来流气化气中的焦油进行携带，从而达到去除焦油的目的，对系统后续的设备和管路进行保护。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。