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CN1098911C - 生物质循环流化床气化净化系统 - Google Patents

生物质循环流化床气化净化系统 Download PDF

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罗曾凡
陈勇
刘平
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  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
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Abstract

一种生物质循环流化床气化净化系统，本发明采用空气预热式循环流化床作为燃气生成和空气预热系统，由旋风分离器、文丘里管和水洗塔构成燃气净化系统，还具有污水处理池等污水处理及循环系统，本发明设计独特，具有适用性广，技术性能高的特点，它可以单独或同时处理几种废料，包括木屑、谷壳、秸杆或甘蔗渣等，日处理废料量可以从10吨到200吨，所产生的燃气可发电几百kW到几千kW，而且耗水量低，热效率高(大于16%)。

Description

生物质循环流化床气化净化系统
本发明涉及将生物质气化为可燃气并进行净化利用的技术。特别是将生物质气化为可燃气用于发电方面的技术。
生物质气化净化技术，可以把生物质废料如：废木材、谷壳、秸杆等转化为可供利用的洁净的可燃气能源，所产生的可燃气可供给气体内燃机或燃气轮机发电，其大规模利用对环境保护和社会的可持续发展有重要的意义，所以目前生物质气化净化技术越来越受到人们的重视。
目前国内将生物质气化为可燃气用于发电的技术都以固定床气化炉为主，不能同时处理多种废料，一般以谷壳为主，发电规模最大才200kW，而且由于燃气净化技术只采用简单的水洗方式，耗水量大，热效率低。而国外的气化发电技术主要以大规模为主，气化炉及燃气净化系统太过复杂，难以推广，尤其在中小型规模(5000kW以下)难以推广。
本发明的目的是提供一种为中小规模的燃气发电站提供气源的生物质循环流化床气化净化系统，使系统适于处理多种生物质废料，有较高效率并符合环保要求。
本发明的主要特点有三方面：(1)采用空气预热式循环流化床气化炉；(2)由旋风分离器、文丘里管及水洗塔构成多级燃气净化系统；(3)符合环保要求的污水净化与循环系统。
本发明的具体技术方案是：
(1)、采用循环流化床气化炉生成燃气，该气化炉的流化床底部有一个分隔出来的作为飞灰燃烬和回流空间的内置流化床；
(2)、在气化炉的上部侧面设有一个惯性分离器，该惯性分离器的进气口与气化炉的燃气出口相连，其下部具有飞灰回流管道通入气化炉的内置流化床；
(2.1)、在惯性分离器中设有内置空气预热器，气化炉所需空气经该空气预热器预热后送入气化炉流化床的布风室；
(3)、由旋风分离器、文丘里管、水洗塔构成多级燃气净化系统，经惯性分离器分离出来的燃气送入旋风分离器，经旋风分离器除尘处理后的燃气送入文丘里管，燃气在文丘里管内经冷却和洗去部分焦油后送入水洗塔，燃气在水洗塔内经进一步冷却和除去焦油后由引风机送入储气罐；
(4)、具有污水处理及其循环系统，由文丘里管和水洗塔排出的废水经污水处理池处理后被重新泵入文丘里管和水洗塔循环使用。
系统中的带有内置流化床的循环流化床气化炉与具有内置空气预热器的惯性分离器可结合构成一体化结构，即构成空气预热式循环流化床气化炉，该气化炉集生物质气化、将燃气中的飞灰分离和将分离出来的飞灰回流到气化炉燃烧以及对提供气化炉的空气进行预热的多种功能。
系统中的水洗塔根据需要可以多子一个串成多级进行气体净化。
系统中的污水处理池可对由文丘里管和水洗塔排出的污水作瀑气、吸附和过滤等过程的处理，重新转化为干净的水再供文丘里管和水洗塔循环使用。
本发明所采用的独特设计，具有适用性广，可调节范围大，技术性能高的特点，它可以单独或同时处理几种废料，包括木屑、谷壳、秸杆或甘蔗渣等，日处理废料量可以从10吨到200吨，所产生的燃气可发电几百kW到几千kW，而且耗水量低，热效率高(大于16％)。
以下为本发明的图面说明：
图1为本发明整体系统的结构示意和流程图；
图2为本发明的空气预热式循环流化床气化炉部分的结构示意图；
图3为图2A-B-C-D向的剖视图。
图中，1为空气预热式循环流化床气化炉，2为旋风分离器，3为文丘里管，4为水洗塔，5为储气罐，6为污水处理池，7为燃气引风机，8为循环水泵，9为空气鼓风机，10为加料器，11为循环流化床气化炉，12为惯性分离器，111为流化床主床，112为内置流化床，113为主床布风室，114为内置流化床布风室，121为飞灰回流管，122为内置空气预热器，123为挡灰板，124、125为调节气阀。
以下结合附图对本发明的实施方式作进一步的详细说明：
如图1的生物质循环流化床气化净化系统整体结构和流程所示，本系统包括三部分：
(一)、采用空气预热式循环流化床气化炉1作为生物质气化装置，其结构如图2和图3所示，包括循环流化床11部分和惯性分离器12部分，循环流化床11的炉体为方形结构，其流化床的底部分开成流化床主床111和内置流化床112两部分，主床111为生物质气化和燃烧空间，内置流化床112为飞灰燃烬和回流空间，主床111和内置流化床112的下部各有一布风室(113、114)，在主床111与布风室113之间以及内置流化床112与布风室114之间分别设有分布板，加料口位于主床111的上方，由加料器10向加料口加入进行气化的生物质物料，在气化炉上部的燃气出口处设有惯性分离器12，在惯性分离器中具有多排挡灰板123，在各挡灰板上装有空气预热管作为内置空气预热器122，惯性分离器下部装有飞灰回流管121通入内置流化床112，气化所需的空气由空气鼓风机9送出后，经过惯性分离器12中的内置空气预热器112预热到150℃-200℃左右后，经调节气阀124、125分别送到主床和内置流化床的布风室内，通过分布板进入气化炉，供气化和燃烧之用。
(二)、燃气净化系统除包括惯性分离器12之外，还包括旋风分离器2、文丘里管3和两个水洗塔4，构成多级燃气净化系统，其燃气净化流程是：经惯性分离器12分离出来的燃气送入旋风分离器2，经旋风分离器2除尘处理后的燃气送入文丘里管3，燃气在文丘里管3内经冷却到80℃左右，并洗去部分焦油后送入水洗塔4，燃气在两级水洗塔内经进一步冷却和除去焦油后由燃气引风机7送入储气罐5。储气罐5中的燃气最后可送到气体内燃机或燃气机使用。
(三)、污水处理与循环系统，由文丘里管3和水洗塔4排出的废水流入污水处理池6，经过瀑气、吸附和过滤处理后，重新转化为干净的水，再由循环水泵8泵入文丘里管和水洗塔循环使用。该污水处理池吸附处理过程使用的吸附材料可以是气化炉产生的谷壳灰或生物质炭。

Claims (2)

1.一种生物质循环流化床气化净化系统，具有生成燃气的气化炉和燃气的水洗净化装置，其特征在于：
(1)、采用循环流化床气化炉(11)生成燃气，该气化炉的流化床底部有一个分隔出来的作为飞灰燃烬和回流空间的内置流化床(112)
(2)、在气化炉的上部侧面设有一个惯性分离器(12)，该惯性分离器的进气口与气化炉的燃气出口相连，其下部具有飞灰回流管道(121)通入气化炉的内置流化床(112)；
(2.1)、在惯性分离器中设有内置空气预热器(122)，气化炉所需空气经该空气预热器预热后送入气化炉流化床的布风室；
(3)、由旋风分离器(2)、文丘里管(3)、水洗塔(4)构成多级燃气净化系统，经惯性分离器(12)分离出来的燃气送入旋风分离器(2)，经旋风分离器(2)除尘处理后的燃气送入文丘里管(3)，燃气在文丘里管(3)内经冷却和洗去部分焦油后送入水洗塔(4)，燃气在水洗塔内经进一步冷却和除去焦油后由引风机送入储气罐(5)；
(4)、具有污水处理及其循环系统，由文丘里管(3)和水洗塔(4)排出的废水经污水处理池(6)处理后被重新泵入文丘里管和水洗塔循环使用。
2.根据权利要求1所述的生物质循环流化床气化净化系统，其特征在于所说的生物质循环流化床气化炉(11)与惯性分离器(12)结合构成一体化结构的空气预热式循环流化床气化炉(1)。
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