生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及工作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及工作方法，所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括熱解氣化爐、進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在熱解氣化爐的上部；進(jìn)一步包括：燃?xì)獬隹冢鋈細(xì)獬隹谠O(shè)置在所述熱解氣化爐的積炭還原層和燃燒層之間；切換部件，所述切換部件用于使燃?xì)獬隹谶x擇性地連通至少二路焦油去除裝置中的任一路；至少二路焦油去除裝置，每一路焦油去除裝置包括：焦油凈化器，所述焦油爭(zhēng)化器具有內(nèi)部擴(kuò)張的腔室，焦油凈化器內(nèi)設(shè)置過(guò)濾部件；第一壓力檢測(cè)部件和第二壓力檢測(cè)部件，分別設(shè)置在所述焦油凈化器的上游和下游；閥門，所述閥門設(shè)置在所述焦油凈化器的下游。本發(fā)明具有高效利用生物質(zhì)資源、產(chǎn)氣品質(zhì)高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、炭氣比例可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)利用，特別涉及生物質(zhì)利用的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)及工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著作為主要能源來(lái)源的常規(guī)化石燃料在迅速地減少，人類對(duì)低熱值燃料利用的關(guān)注將日益增加，如生物質(zhì)燃料、煤泥、城市固廢等，尤其是生物質(zhì)燃料，因?yàn)樗侵参锿ㄟ^(guò)光合作用生成的有機(jī)物，它的最初來(lái)源是太陽(yáng)能，同時(shí)是可再生的、且來(lái)源豐富、廣泛。
[0003]目前，生物質(zhì)的利用主要分為:制炭、制燃?xì)?、直燃供熱或發(fā)電，這些利用方式都是相對(duì)獨(dú)立的工藝過(guò)程。而現(xiàn)有的生物質(zhì)制炭、制燃?xì)獾纳a(chǎn)工藝參數(shù)較固定，經(jīng)常出現(xiàn)制炭和制燃?xì)獠豢杉娴?，并且難以根據(jù)實(shí)際用戶用氣負(fù)荷和炭的市場(chǎng)需求自行調(diào)節(jié)產(chǎn)炭與燃?xì)獾谋壤?br> [0004]此外，現(xiàn)有的生物質(zhì)制炭或制燃?xì)獾臍饣に?，采用上吸式燃?xì)馐占绞剑淙細(xì)庵薪褂秃枯^高，焦油會(huì)腐蝕設(shè)備、影響燃?xì)馄焚|(zhì)、堵塞管道，容易產(chǎn)生二次污染，嚴(yán)重影響可燃?xì)怏w的后續(xù)利用，也降低了氣化爐的使用壽命。目前采用氣化爐外去除焦油，通常的去除方式為:噴淋冷卻、電捕焦、物理過(guò)濾、活性炭吸附等。這些爐外去除焦油的方式都具有不足，如:運(yùn)行成本高、可靠性低、焦油本身蘊(yùn)含的能量未能利用且造成二次污染。
[0005]因此，如何高效利用生物質(zhì)并實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)的炭氣聯(lián)產(chǎn)是本領(lǐng)域急需解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本發(fā)明提供了一種炭氣比例可調(diào)節(jié)、高效利用生物質(zhì)資源、出產(chǎn)燃?xì)鈆品質(zhì)高、可連續(xù)作業(yè)的生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括熱解氣化爐、進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在熱解氣化爐的上部；所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0009]燃?xì)獬隹?，所述燃?xì)獬隹谠O(shè)置在所述熱解氣化爐的積炭還原層和燃燒層之間；
[0010]切換部件，所述切換部件用于使燃?xì)獬隹谶x擇性地連通至少二路焦油去除裝置中的任一路；
[0011]至少二路焦油去除裝置，每一路焦油去除裝置包括；
[0012]焦油凈化器，所述焦油凈化器具有內(nèi)部擴(kuò)張的腔室，焦油凈化器內(nèi)設(shè)置過(guò)濾部件；
[0013]第一壓力檢測(cè)部件和第二壓力檢測(cè)部件，分別設(shè)置在所述焦油凈化器的上游和下游；
[0014]閥門，所述閥門設(shè)置在所述焦油凈化器的下游。
[0015]根據(jù)上述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，可選地，所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括蒸汽提供裝置，所述蒸汽提供裝置包括:[0016]鍋爐，所述鍋爐的蒸汽出口連通所述擴(kuò)張的腔室；
[0017]空氣進(jìn)口和燃料入口設(shè)置在所述鍋爐的燃燒室上；
[0018]所述擴(kuò)張的腔室上具有催化劑進(jìn)口。
[0019]根據(jù)上述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，可選地，每一路焦油去除裝置進(jìn)一步包括:
[0020]膨脹腔，所述膨脹腔設(shè)置在切換部件和第一壓力檢測(cè)部件之間；
[0021]第一進(jìn)口，所述第一進(jìn)口設(shè)置在所述膨脹腔上，所述鍋爐的蒸汽出口連通第一進(jìn)
n ；
[0022]第二進(jìn)口，所述第二進(jìn)口設(shè)置在所述膨脹腔上。
[0023]根據(jù)上述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，可選地，所述至少二路焦油去除裝置的輸出端連通儲(chǔ)氣罐。
[0024]根據(jù)上述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述過(guò)濾部件的填料采用多孔炭。
[0025]本發(fā)明的目的還在于提供了一種炭氣比例可調(diào)的、高效利用生物質(zhì)資源、出產(chǎn)燃?xì)馄焚|(zhì)高、可連續(xù)作業(yè) 的生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)方法，也即上述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工作方法；該發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案的得以實(shí)現(xiàn):
[0026]生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工作方法，所述工作方法包括以下步驟:
[0027](Al)生物質(zhì)從熱解氣化爐的投料口進(jìn)入，依次經(jīng)過(guò)干燥層、熱解層、積炭還原層、燃燒層，制得的炭從底部排出；
[0028](A2)經(jīng)切換部件切換，燃?xì)獬隹谶B通至少二路焦油去除裝置中的一路；
[0029]進(jìn)入焦油凈化器內(nèi)的攜帶有焦油的燃?xì)馀蛎?，一部分粘附在腔?nèi)壁上，另一部分焦油被過(guò)濾部件截留；
[0030](A3)根據(jù)所需的炭氣產(chǎn)量比例而確定所述切換部件的切換頻率:所述炭氣產(chǎn)量比例越高，切換頻率越低；
[0031]所述切換部件按照所述切換頻率工作；
[0032](A4)清理過(guò)濾部件上的焦油，使焦油發(fā)生裂解反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。
[0033]根據(jù)上述的工作方法，優(yōu)選地，所述過(guò)濾部件的填料采用多孔炭，來(lái)源于所述熱解氣化爐制得的炭。
[0034]根據(jù)上述的工作方法，優(yōu)選地，所述切換部件的工作方式為:
[0035]檢測(cè)通入燃?xì)獾慕褂蛢艋飨掠巍⑸嫌蔚膲毫Σ?
[0036]若所述壓力差不大于閾值，該路焦油去除裝置繼續(xù)工作；
[0037]若所述壓力差大于閾值，表明過(guò)濾部件堵塞，通過(guò)所述切換部件的切換以及焦油爭(zhēng)化器下游閥門的開閉，所述燃?xì)獬隹谶B通其它路焦油去除裝置中的一路，由該路焦油去除裝置繼續(xù)去除燃?xì)庵械慕褂?，并進(jìn)入下一步驟；
[0038]所述切換頻率越高，所述閾值越低。
[0039]根據(jù)上述的工作方法，優(yōu)選地，所述清理的方式為:
[0040]水蒸氣進(jìn)入所述焦油爭(zhēng)化器內(nèi)，催化劑被噴入所述焦油凈化器內(nèi)，水蒸氣與焦油、多孔炭同時(shí)發(fā)生反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。
[0041]根據(jù)上述的工作方法，可選地，在步驟(A2)中，攜帶有焦油的燃?xì)庠谶M(jìn)入所述焦油凈化器之前，燃?xì)膺M(jìn)入膨脹腔內(nèi)膨脹，一部分焦油粘附在膨脹腔內(nèi)壁上，另一部分隨著燃?xì)膺M(jìn)入所述焦油凈化器內(nèi)。[0042]根據(jù)上述的工作方法，優(yōu)選地，在步驟(A4)中，所述膨脹腔的清理方式為:
[0043]水蒸氣進(jìn)入所述膨脹腔內(nèi)，在噴入的催化劑作用下，與膨脹腔內(nèi)壁的焦油發(fā)生裂解反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。
[0044]根據(jù)上述的工作方法，優(yōu)選地，所述水蒸氣的來(lái)源為:
[0045]被加工成粉末狀的生物質(zhì)被噴入鍋爐燃燒室內(nèi)燃燒，鍋爐產(chǎn)生水蒸氣。
[0046]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果為:
[0047]1、可調(diào)節(jié)炭氣的生產(chǎn)比例，如希望多產(chǎn)炭時(shí)，低頻率地切換，也即等過(guò)濾部件堵塞后使用高溫水蒸氣清理，水蒸氣同時(shí)與焦油、多孔炭進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生燃?xì)?；如希望多產(chǎn)氣，高頻率地切換，使用更多的高溫水蒸氣清理，消耗更多的由熱解氣化爐制得的多孔炭，從而產(chǎn)生更多的可燃?xì)怏w；焦油與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，從而去除燃?xì)庵械慕褂停岣吡巳細(xì)馄焚|(zhì)；
[0048]2、采用至少二路焦油去除裝置，使得至少一路去除焦油的同時(shí)，另外至少一路做清理工作，保證了可連續(xù)作業(yè)；
[0049]3、將秸桿等低品質(zhì)生物質(zhì)原料粉碎成粉末狀，并噴入燃燒室進(jìn)行燃燒，能產(chǎn)生1200°C的高溫，有助于快速提高鍋爐內(nèi)水蒸氣的溫度，從而使得水蒸氣進(jìn)入焦油凈化器或膨脹腔后，使得多孔炭與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，焦油發(fā)生裂解，生成可燃?xì)怏w；
[0050]4、分質(zhì)利用生物質(zhì)，能夠使生物質(zhì)資源得到更加高效、優(yōu)化的利用:高品質(zhì)生物質(zhì)通過(guò)投料口進(jìn)入熱解氣化爐，低品質(zhì)生物質(zhì)磨成粉末狀后被噴入燃燒室內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0051]參照附圖，本發(fā)明的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非意在對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
[0052]圖1為本發(fā)明的生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]圖1和以下說(shuō)明描述了本發(fā)明的可選實(shí)施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實(shí)施和再現(xiàn)本發(fā)明。為了教導(dǎo)本發(fā)明技術(shù)方案，已簡(jiǎn)化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實(shí)施方式的變型或替換將在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本發(fā)明的多個(gè)變型。由此，本發(fā)明并不局限于下述可選實(shí)施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0054]實(shí)施例1:
[0055]圖1示意性地給出了本發(fā)明實(shí)施例的生物質(zhì)的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖1所示，所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括:
[0056]熱解氣化爐11，所述熱解氣化爐具有進(jìn)風(fēng)口、投料口，并分為干燥層、熱解層、積炭還原層、燃燒層、燃盡層；所述進(jìn)風(fēng)口和投料口設(shè)置在熱解氣化爐的上部；具體結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；
[0057]燃?xì)獬隹?111，所述燃?xì)獬隹?111設(shè)置在所述熱解氣化爐11的積炭還原層和燃燒層之間；
[0058]切換部件21、22，所述切換部件21、22用于使燃?xì)獬隹?111選擇性地連通至少二路焦油去除裝置中的任一路。所述切換部件可以選用多通閥，或者是在每一路上設(shè)置閥門，通過(guò)這些閥門的開閉實(shí)現(xiàn)流路切換。
[0059]至少二路焦油去除裝置，每一路焦油去除裝置包括:
[0060]焦油凈化器31、32，所述焦油凈化器31、32具有內(nèi)部擴(kuò)張的腔室，焦油凈化器內(nèi)設(shè)置用于截留燃?xì)庵薪褂偷倪^(guò)濾部件311、321 ；
[0061]第一壓力檢測(cè)部件41、43和第二壓力檢測(cè)部件42、44，分別設(shè)置在所述焦油凈化器的上游和下游，所述壓力檢測(cè)部件可選壓力計(jì)；
[0062]閥門23、24，所述閥門23、24分別設(shè)置在焦油爭(zhēng)化器的下游。
[0063]為了清理過(guò)濾部件上累積的焦油，并產(chǎn)得更多的可燃?xì)怏w，可選地，所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括蒸汽提供裝置，所述蒸汽提供裝置包括:
[0064]鍋爐，所述鍋爐的蒸汽出口直接或間接地連通所述焦油凈化器；空氣進(jìn)口和燃料入口設(shè)置在所述鍋爐燃燒室上；
[0065]所述擴(kuò)張的腔室上具有催化劑進(jìn)口。鍋爐制得的水蒸氣直接或間接地進(jìn)入所述焦油凈化器內(nèi)，從 所述催化劑進(jìn)口噴入催化劑，使得在催化劑作用下，擴(kuò)張的腔室的內(nèi)壁及過(guò)濾部件上的焦油發(fā)生裂解，從而生成可燃?xì)怏w。
[0066]為了進(jìn)一步地提高燃?xì)庵薪褂偷娜コЧ?，可選地，每一路焦油去除裝置進(jìn)一步包括:
[0067]膨脹腔61、62，所述膨脹腔設(shè)置在切換部件和第一壓力檢測(cè)部件之間；使得攜帶有焦油的燃?xì)膺M(jìn)入膨脹腔內(nèi)急速膨脹，一部分焦油粘附在膨脹腔內(nèi)壁，另一部分隨著燃?xì)膺M(jìn)入焦油凈化器內(nèi)繼續(xù)去除；
[0068]第一進(jìn)口 611、621，所述第一進(jìn)口設(shè)置在所述膨脹腔上，鍋爐的蒸汽出口連通所述
第一進(jìn)口 ；
[0069]第二進(jìn)口，所述第二進(jìn)口設(shè)置在所述膨脹腔上，用于往所述膨脹腔內(nèi)噴入焦油裂解的催化劑。
[0070]為了儲(chǔ)存可燃性氣體，可選地，所述至少二路焦油去除裝置的輸出端連通儲(chǔ)氣罐71。
[0071]為了有效地利用熱解氣化爐的產(chǎn)物，并產(chǎn)生可燃?xì)怏w優(yōu)選地，所述過(guò)濾部件采用多孔炭去吸附燃?xì)庵械慕褂?，?lái)源于熱解氣化爐制得的炭。在水蒸氣進(jìn)入所述擴(kuò)張的腔室內(nèi)時(shí)，水蒸氣與所述多孔炭反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。
[0072]本實(shí)施例還提供了一種生物質(zhì)的炭氣聯(lián)產(chǎn)方法，也即上述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工作方法，所述工作方法包括以下步驟:
[0073](Al)(高品質(zhì))生物質(zhì)從熱解氣化爐的投料口進(jìn)入，依次經(jīng)過(guò)干燥層、熱解層、積炭還原層、燃燒層，制得的炭從底部排出；
[0074](A2)切換部件切換，使得燃?xì)獬隹谶B通至少二路焦油去除裝置中的一路；
[0075]進(jìn)入焦油凈化器內(nèi)的攜帶有焦油的燃?xì)馀蛎洠徊糠终掣皆谇粌?nèi)壁上，另一部分焦油被過(guò)濾部件截留；
[0076](A3)根據(jù)所需的炭氣產(chǎn)量比例而確定所述切換部件的切換頻率:所述炭氣產(chǎn)量比例越高，切換頻率越低；
[0077]所述切換部件根據(jù)所述切換頻率工作；[0078](A4)清理過(guò)濾部件上的焦油，使焦油發(fā)生裂解反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。
[0079]為了有效地利用本系統(tǒng)的產(chǎn)出物，優(yōu)選地，所述過(guò)濾部件的填料采用多孔炭，來(lái)源于熱解氣化爐制得的炭。
[0080]優(yōu)選地，所述切換部件的工作方式為:
[0081]檢測(cè)通入燃?xì)獾慕褂蛢艋飨掠巍⑸嫌蔚膲毫Σ?
[0082]若所述壓力差不大于閾值，該路焦油去除裝置繼續(xù)工作；
[0083]若所述壓力差大于閾值，表明過(guò)濾部件堵塞，通過(guò)所述切換部件的切換以及焦油凈化器下游閥門的開閉，所述燃?xì)獬隹谶B通其它路焦油去除裝置中的一路，由該路焦油去除裝置繼續(xù)去除燃?xì)庵械慕褂?，并進(jìn)入下一步驟；
[0084]切換頻率越高，所述閾值越低。
[0085]為了有效地清理焦油并產(chǎn)生更多可燃性氣體，優(yōu)選地，所述清理的方式為:
[0086]水蒸氣進(jìn)入所述焦油凈化器內(nèi)，催化劑被噴入所述郊凈化器內(nèi)，過(guò)濾部件上的焦油在催化作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，同時(shí)，水蒸氣和多孔炭發(fā)生反應(yīng)，從而生成可燃?xì)怏w。
[0087]為了進(jìn)一步地去除燃?xì)庵械慕褂?，可選地，在步驟(A2)中，攜帶有焦油的燃?xì)庠谶M(jìn)入所述焦油凈化器之前，燃?xì)膺M(jìn)入膨脹腔內(nèi)膨脹，一部分焦油粘附在膨脹腔內(nèi)壁上，另一部分隨著燃?xì)膺M(jìn)入所述 焦油凈化器內(nèi)。
[0088]為了有效地清理焦油并產(chǎn)生更多可燃性氣體，優(yōu)選地，在步驟(A4)中，所述膨脹腔的清理方式為:
[0089]水蒸氣進(jìn)入所述膨脹腔內(nèi)，在噴入膨脹腔內(nèi)的催化劑作用下，粘附在膨脹腔內(nèi)壁的焦油發(fā)生裂解反應(yīng)。
[0090]為了提高了水蒸氣的壓力和溫度，優(yōu)選地，所述水蒸氣的來(lái)源為:
[0091](低品質(zhì))生物質(zhì)被加工成粉末狀，之后被噴入燃燒室內(nèi)燃燒，鍋爐產(chǎn)生水蒸氣。
[0092]實(shí)施例2:
[0093]根據(jù)實(shí)施例1的炭氣熱聯(lián)產(chǎn)裝置和工作方法在木材加工廠中的應(yīng)用例，木材加工廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的木片、樹皮。
[0094]在該應(yīng)用例中，燃?xì)獬隹谠O(shè)置熱解氣化爐的積炭還原層和燃燒層之間，通過(guò)切換部件連接兩路(當(dāng)然還可以是三路或以上)焦油去除裝置，每一路焦油去除裝置包括:具有催化劑進(jìn)口、蒸汽進(jìn)口的膨脹腔、第一壓力計(jì)、焦油凈化器、第二壓力計(jì)、閥門，焦油凈化器具有內(nèi)部擴(kuò)張的腔室，用多孔炭做成的過(guò)濾部件吸附燃?xì)庵械慕褂?，多孔炭?lái)源于熱解氣化爐的產(chǎn)物。切換部件由二個(gè)閥門組成，分別設(shè)置在每一路的焦油去除裝置上。兩路焦油去除裝置的輸出端連通儲(chǔ)氣罐。設(shè)置鍋爐，鍋爐輸出的水蒸氣通過(guò)閥門連通所述膨脹腔，從而分時(shí)間地進(jìn)入焦油凈化器內(nèi)。焦油凈化器和膨脹腔之間的通道作為焦油爭(zhēng)化器的催化劑進(jìn)口，也即鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)膨脹腔間接地進(jìn)入焦油凈化器內(nèi)，催化劑被噴入膨脹腔后，又通過(guò)所述通道間接地進(jìn)入焦油凈化器內(nèi)。
[0095]上述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工作過(guò)程為:
[0096](Al)作為高品質(zhì)生物質(zhì)的木片從投料口進(jìn)入到熱解氣化爐內(nèi)，依次經(jīng)過(guò)干燥層、熱解層、積炭還原層、燃燒層，制得的炭從底部排出；
[0097](A2)通過(guò)切換部件的切換，使得燃?xì)獬隹谶B通至少二路焦油去除裝置中的一路；
[0098]攜帶有焦油的燃?xì)馐紫冗M(jìn)入膨脹腔內(nèi)發(fā)生劇烈膨脹，一部分焦油粘附在腔內(nèi)壁上，另一部分焦油隨著燃?xì)膺M(jìn)入焦油凈化器內(nèi)；
[0099]進(jìn)入焦油凈化器內(nèi)的燃?xì)鈩×遗蛎?，燃?xì)庵械慕褂偷囊徊糠终掣皆跀U(kuò)張腔室的內(nèi)壁，另一部分被多孔炭吸附，去除焦油后的燃?xì)膺M(jìn)入儲(chǔ)氣罐；
[0100](A3)根據(jù)所需的炭氣產(chǎn)量比例而確定所述切換部件的切換頻率:所述炭氣產(chǎn)量比例越高，切換頻率越低；所述切換部件按照所述切換頻率工作；
[0101]如希望多產(chǎn)炭，即炭氣比例較高,則切換頻率較低，閾值越高；如希望多產(chǎn)可燃?xì)怏w，即炭氣比例較低，則切換頻率較高，閾值較低。所述切換部件的工作方式為:
[0102]通過(guò)壓力計(jì)檢測(cè)通入燃?xì)獾慕褂蛢艋飨掠?、上游的壓力?
[0103]若所述壓力差不大于閾值，表明過(guò)濾部件工作狀況良好，該路焦油去除裝置繼續(xù)工作；
[0104]若所述壓力差大于閾值，表明過(guò)濾部件堵塞，通過(guò)所述切換部件的切換以及焦油凈化器下游閥門的開閉，使得所述燃?xì)獬隹谶B通另一路焦油去除裝置，繼續(xù)去除燃?xì)庵械慕褂?，并進(jìn)入下一步驟；
[0105](A4)清理焦油凈化器及膨脹腔內(nèi)的焦油，具體為:
[0106]作為低品質(zhì)生物質(zhì)的樹皮被磨成粉末，從燃料入口噴入燃燒室內(nèi)，和通過(guò)空氣進(jìn)口進(jìn)入的空氣混合、燃燒，鍋爐產(chǎn)生的高溫水蒸氣首先進(jìn)入到膨脹腔內(nèi)，催化劑被噴入膨脹腔內(nèi)，膨脹腔內(nèi)壁的焦油發(fā)生裂解，生成可燃?xì)怏w；
[0107]膨脹腔內(nèi)的水蒸氣和催化劑進(jìn)入到焦油爭(zhēng)化器內(nèi)(也即過(guò)濾產(chǎn)生的水蒸氣及催化劑間接進(jìn)入焦油凈化器內(nèi))，擴(kuò)張的腔室內(nèi)壁的焦油在催化劑作用下發(fā)生裂解反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w；水蒸氣與多孔炭發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w。
[0108]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例2達(dá)到的益處在于:通過(guò)切換，使得一路焦油去除裝置在去除燃?xì)庵械慕褂蜁r(shí)，另一路清理過(guò)濾部件上的焦油，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)。炭氣比例可調(diào)，根據(jù)需求而調(diào)整切換部件的切換頻率，也即通過(guò)調(diào)整閾值的大小去控制切換頻率。按照生物質(zhì)的品質(zhì)分別利用，高品質(zhì)的木片投入熱解氣化爐內(nèi)制炭，低品質(zhì)的樹皮則在磨成粉末后噴入鍋爐燃燒室內(nèi)，利用制得的高溫水蒸氣去清理焦油凈化器及膨脹腔內(nèi)的焦油，通過(guò)焦油的裂解反應(yīng)、水蒸氣和炭的反應(yīng)產(chǎn)生更多的可燃性氣體，提高了生物質(zhì)的利用效率，同時(shí)在去除焦油的同時(shí)產(chǎn)生可燃性氣體，提高了燃?xì)馄焚|(zhì)。
[0109]上述實(shí)施例 僅是示例性地給出了處理木片、樹皮的應(yīng)用例，水蒸氣和催化劑先進(jìn)入膨脹腔再進(jìn)入焦油凈化器中，當(dāng)然還可以根據(jù)不同地域處理不同品質(zhì)的生物質(zhì)，如在熱帶地區(qū)處理高品質(zhì)生物質(zhì)椰殼時(shí)，秸桿作為低品質(zhì)生物質(zhì)，水蒸氣和催化劑也可同時(shí)進(jìn)入膨脹腔、焦油凈化器中(即鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣及催化劑直接進(jìn)入焦油凈化器中)。這對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，實(shí)施方案和實(shí)施效果是可以預(yù)料到的。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括熱解氣化爐、進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在熱解氣化爐的上部；其特征在于:所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 燃?xì)獬隹?，所述燃?xì)獬隹谠O(shè)置在所述熱解氣化爐的積炭還原層和燃燒層之間； 切換部件，所述切換部件用于使燃?xì)獬隹谶x擇性地連通至少二路焦油去除裝置中的任一路； 至少二路焦油去除裝置，每一路焦油去除裝置包括: 焦油爭(zhēng)化器，所述焦油凈化器具有內(nèi)部擴(kuò)張的腔室，焦油凈化器內(nèi)設(shè)置過(guò)濾部件； 第一壓力檢測(cè)部件和第二壓力檢測(cè)部件，分別設(shè)置在所述焦油凈化器的上游和下游； 閥門，所述閥門設(shè)置在所述焦油爭(zhēng)化器的下游。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括蒸汽提供裝置，所述蒸汽提供裝置包括: 鍋爐，所述鍋爐的蒸汽出口連通所述擴(kuò)張的腔室； 空氣進(jìn)口和燃料入口設(shè)置在所述鍋爐的燃燒室上； 所述擴(kuò)張的腔室上具有催化劑進(jìn)口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:每一路焦油去除裝置進(jìn)一步包括: 膨脹腔，所述膨脹腔設(shè)置在切換部件和第一壓力檢測(cè)部件之間； 第一進(jìn)口，所述第一進(jìn)口設(shè)置在所述膨脹腔上，所述鍋爐的蒸汽出口連通第一進(jìn)口 ； 第二進(jìn)口，所述第二進(jìn)口設(shè)置在所述膨脹腔上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述至少二路焦油去除裝置的輸出端連通儲(chǔ)氣罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述過(guò)濾部件的填料采用多孔炭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭氣聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的工作方法，所述工作方法包括以下步驟: (Al)生物質(zhì)從熱解氣化爐的投料口進(jìn)入，依次經(jīng)過(guò)干燥層、熱解層、積炭還原層、燃燒層，制得的炭從底部排出； (A2)經(jīng)切換部件切換，燃?xì)獬隹谶B通至少二路焦油去除裝置中的一路； 進(jìn)入焦油凈化器內(nèi)的攜帶有焦油的燃?xì)馀蛎?，一部分粘附在腔?nèi)壁上，另一部分焦油被過(guò)濾部件截留； (A3)根據(jù)所需的炭氣產(chǎn)量比例而確定所述切換部件的切換頻率:所述炭氣產(chǎn)量比例越高，切換頻率越低； 所述切換部件按照所述切換頻率工作； (A4)清理過(guò)濾部件上的焦油，使焦油發(fā)生裂解反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工作方法，其特征在于:所述過(guò)濾部件的填料采用多孔炭，來(lái)源于所述熱解氣化爐制得的炭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工作方法，其特征在于:所述切換部件的工作方式為: 檢測(cè)通入燃?xì)獾慕褂蜖?zhēng)化器下游、上游的壓力差: 若所述壓力差不大于閾值，該路焦油去除裝置繼續(xù)工作； 若所述壓力差大于閾值，表明 過(guò)濾部件堵塞，通過(guò)所述切換部件的切換以及焦油凈化器下游閥門的開閉，所述燃?xì)獬隹谶B通其它路焦油去除裝置中的一路，由該路焦油去除裝置繼續(xù)去除燃?xì)庵械慕褂停⑦M(jìn)入下一步驟； 所述切換頻率越高，所述閾值越低。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工作方法，其特征在于:所述清理的方式為: 水蒸氣進(jìn)入所述焦油凈化器內(nèi)，催化劑被噴入所述焦油凈化器內(nèi)，水蒸氣與焦油、多孔炭同時(shí)發(fā)生反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工作方法，其特征在于:在步驟(A2)中，攜帶有焦油的燃?xì)庠谶M(jìn)入所述焦油凈化器之前，燃?xì)膺M(jìn)入膨脹腔內(nèi)膨脹，一部分焦油粘附在膨脹腔內(nèi)壁上，另一部分隨著燃?xì)膺M(jìn)入所述焦油凈化器內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的工作方法，其特征在于:在步驟(A4)中，所述膨脹腔的清理方式為: 水蒸氣進(jìn)入所述膨脹腔內(nèi)，在噴入的催化劑作用下，與膨脹腔內(nèi)壁的焦油發(fā)生裂解反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或11所述的工作方法，其特征在于:所述水蒸氣的來(lái)源為: 被加工成粉末狀 的生物質(zhì)被噴入鍋爐燃燒室內(nèi)燃燒，鍋爐產(chǎn)生水蒸氣。
【文檔編號(hào)】C10B53/02GK103756728SQ201310755998
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】葛守飛, 周峻, 梁濤 申請(qǐng)人:葛守飛, 周峻, 梁濤