一种用于生物质燃气的冷却系统的制作方法

本实用新型属于能源化工技术领域，具体涉及一种用于生物质燃气的冷却系统。

背景技术：

随着国家对优化能源结构、保障能源安全、改善环境质量、以及“防霾治霾”的迫切需求，清洁可再生的生物质能的重要性越来越高。利用生物质气化耦合发电技术高效开发利用生物质能，不仅能够降低煤炭资源消耗，保护环境减少污染物排放，促进能源结构优化，而且在合理利用项目当地生物质资源、增强企业经济效益、增加农民收入等方面具有重要意义。

目前国内现有的生物质气化耦合技术的传统工艺是将生物质原料先在气化炉中进行气化生成燃气，再将燃气经过除尘和降温后送入锅炉与煤粉共同燃烧产蒸汽发电。由于生物质燃气温度较高且含有焦油和灰，为了防止焦油析出，避免管道堵塞，一般采用导热油系统进行换热降温，再用导热油间接加热空气。但是这种导热油系统的工艺复杂，热损失大，投资和能耗也较高。如果直接将生物质燃气和空气进行换热，工艺相对简单，投资及能耗较少，但是当换热器发生内漏时，高温生物质燃气与空气接触就非常危险。

因此，为缩短现有生物质发电技术工艺流程，降低投资和能耗，开发一种用于生物质燃气的安全可靠的冷却工艺及冷却器结构置是一项十分有意义的任务。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于生物质燃气的冷却系统及冷却方法，省去了传统工艺中的导热油系统，直接将生物质燃气与空气进行换热，能耗低，投资少。

为了达到上述目的，本实用新型通过如下技术方案实现：

一种用于生物质燃气的冷却系统，包括生物质干燥器16，与生物质干燥器16相连的螺旋给料机17，与螺旋给料机17相连的气化炉18，与气化炉18相连的旋风分离器19，与旋风分离器19相连的燃气冷却器20，与燃气冷却器20相连的燃气增压风机21以及为气化炉18输送空气的送风机22；

所述燃气冷却器20包括加热器壳体1，与加热器壳体1相连并密封的封头2，加热器壳体1顶部设置有生物质燃气进口9和若干个蒸汽吹扫头13，加热器壳体1底部设置有聚油槽8和生物质燃气出口10；加热器壳体1内部设有换热管4，加热器壳体1内沿换热管4 竖直方向相间隔设有若干上折流挡板5和下折流挡板6，下折流挡板 6底部设有导油槽7；封头2的顶部和底部分别设有冷空气进口11和热空气出口12，封头2内部设有冷空气和热空气分程隔板3，热空气出口12上设有压力测点15以及检测管程介质中的CO和H2含量的组分测点14；所述冷空气进口11与换热管4进口连通，热空气出口 12与换热管4出口连通；所述的燃气冷却器20的管程介质为冷空气；壳程介质为热生物质燃气。

所述的燃气冷却器20形式为U型管换热器，壳程介质比管程介质的工作压力高0.1～0.5MPa。

所述的加热器壳体1底部为中心点低，四周高且带坡度的曲面。

所述的换热管4沿竖直方向设有不少于2个等数量的上折流挡板 5和下折流挡板6，上折流挡板5和下折流挡板6等间距交错排列。

所述的导油槽7的形状为矩形，其作用是在蒸汽吹扫时能使焦油等杂质通过并进入聚油槽8。

所述的加热器壳体1顶部设置有不少于一个的蒸汽吹扫头13，蒸汽吹扫头13的位置设置在上折流挡板5和下折流挡板6的间距中心，吹扫用的蒸汽温度不低于150℃。

和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：

本实用新型用于生物质燃气的冷却系统，包括依次相连的生物质干燥器16、螺旋给料机17、气化炉18、旋风分离器19、燃气冷却器 20、燃气增压风机21以及为气化炉送风的一次风机22。省去了传统工艺中的导热油系统，直接将生物质燃气与空气进行换热，能耗低，投资少。

燃气冷却器20的特征在于形式为U型管换热器，用于生物质燃气与空气间的换热，因为生物质燃气含焦油和灰，所以壳程介质为热生物质燃气，管程介质为较干净的冷空气。工作时，生物质燃气侧压力比空气侧的压力高0.1～0.5MPa，并在空气出口管道设置组分测点 14，检测CO和H2的浓度，如果组分测点14检测结果显示CO和 H2增加，就能判断换热管4有漏点，则可关闭生物质燃气进口的阀门，进行后续的维修，系统安全可靠。同时在加热器壳体1顶部设置有若干蒸汽吹扫头13，高温蒸汽将焦油和灰竖直向下吹扫至加热器的底部，沿底部曲面进过导油槽7流入聚油槽8中再外排。无论是在加热器运行过程中还是停车后都可以进行蒸汽吹扫清洗，操作简便。

附图说明

附图1为本实用新型的工艺流程图。

附图2为本实用新型中燃气冷却器的结构示意图。

附图3为本实用新型中燃气冷却器的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明。本领域技术人员了解，下述内容不是对本实用新型保护范围的限制。任何在本实用新型基础上做出的改进和变化都在本实用新型的保护范围之内。

如图1所示，本实用新型一种用于生物质燃气的冷却系统，包括生物质干燥器16，与生物质干燥器16相连的螺旋给料机17，与螺旋给料机17相连的气化炉18，与气化炉18相连的旋风分离器19，与旋风分离器19相连的燃气冷却器20，与燃气冷却器20相连的燃气增压风机21以及为气化炉18输送空气的送风机22。

如图2所示，燃气冷却器20的形式为U型管换热器，包括加热器壳体1，与加热器壳体1相连并密封的封头2，加热器壳体1顶部设置有生物质燃气进口9和若干个蒸汽吹扫头13，加热器壳体1底部设置有聚油槽8和生物质燃气出口10。加热器壳体1内部设有换热管4，加热器壳体1内沿换热管4竖直方向相间隔设有若干上折流挡板5和下折流挡板6，下折流挡板6底部设有导油槽7。封头2的顶部和底部分别设有空气进口11和空气出口12，封头2内部设有分程隔板3，空气出口12上设有组分测点14和压力测点15；所述冷空气进口11与换热管4进口连通，热空气出口12与换热管4出口连通。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的空气加热器形式为U 型管换热器，管程介质为冷空气；壳程介质为热生物质燃气。壳程介质比管程介质的工作压力高0.1～0.5MPa。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的加热器壳体1底部为中心点低，四周略高且带坡度的曲面。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的加热器壳体1内设置有换热管4，换热管4沿竖直方向设有不少于2个等数量的上折流挡板 5和下折流挡板6，折流挡板5和下折流挡板6等间距交错排列。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的下折流挡板6底部设有导油槽7，导油槽7的形状为矩形，其作用是在蒸汽吹扫时能使焦油等杂质通过并进入聚油槽8。

作为本实用新型的优选实施方式，所述的加热器壳体1顶部设置有不少于一个的蒸汽吹扫头13，蒸汽吹扫头13的位置设置在上折流挡板5和下折流挡板6的间距中心，吹扫用的蒸汽温度不低于150℃。

所述的组分测点14主要检测管程介质中的CO和H2含量。

本实用新型的工作原理：经过破碎的生物质原料进入生物质干燥器16干燥后被螺旋给料机17送入气化炉18，与来自送风机22并经过燃气冷却器20加热的空气发生气化反应，产生的高温燃气经过旋风分离器除灰后进入燃气冷却器20降温，再由燃气增压风机21送入后续锅炉燃烧发电。

其中，燃气冷却器的工作原理为：生物质燃气从生物质燃气进口 9进入燃气冷却器20的壳程，经上折流挡板5和下折流挡板6折流，与从冷空气进口11进入换热管4管程的冷空气进行换热，被加热后的空气沿热空气出口12流出，冷却后的生物质燃气沿生物质燃气出口10流出。整个燃气冷却器20形式为U型管换热器，工作时，生物质燃气侧压力比空气侧的压力高0.1～0.5MPa，并在热空气出口12 的管道设置组分测点14，检测CO和H2的浓度，如果组分测点14 检测结果显示CO和H2增加，就能判断换热管4有漏点，则关闭生物质燃气进口9的阀门，进行后续的维修，系统安全可靠。由于生物质燃气含焦油和灰，在设备运行一段时间后会在换热管4和上折流挡板5和下折流挡板6的壁面粘黏沉积，影响换热效果，甚至发生堵塞，所以本实用新型在加热器壳体1顶部设置有若干蒸汽吹扫头13，高温蒸汽将焦油和灰竖直向下吹扫至燃气冷却器20的底部，沿底部曲面进过导油槽7流入聚油槽8中再外排。无论是在加热器运行过程中还是停车后都可以进行蒸汽吹扫清洗，操作简便。