本發(fā)明涉及清潔能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生物質(zhì)能發(fā)電方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素(簡稱木質(zhì)素)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。
生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，他是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。我國生物質(zhì)能源極為豐富，全國農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)生量約6億噸，大約3億噸可作為燃料使用，折合約1.5億噸標準煤，林木枝椏和林業(yè)廢棄物年可獲得量約9億噸，大約3億噸可作為能源利用，折合約2億噸標準煤，目前我國生物質(zhì)資源可轉(zhuǎn)換為能源的潛力約8億噸標準煤。
生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的基本原理是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃氣，再利用可燃氣推動燃氣發(fā)電設(shè)備進行發(fā)電。生物質(zhì)氣化發(fā)電過程包括3個方面：(1)生物質(zhì)氣化，把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料；(2)氣體凈化，氣化出來的燃氣都含有一定的雜質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃氣發(fā)電設(shè)備的正常運行；(3)燃氣發(fā)電，利用燃氣輪機或燃氣內(nèi)燃機進行發(fā)電。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)取得了一定的經(jīng)濟、社會、環(huán)境效益，但技術(shù)上也存在不足，如氣化所得的生物質(zhì)燃氣熱值利用率低，小中型生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)總效率只有25％～35％；燃氣中焦油含量高，造成后系統(tǒng)堵塞和腐蝕等，這些嚴重限制了生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的應用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是解決所述現(xiàn)有技術(shù)出現(xiàn)的問題，提供一種生物質(zhì)氣化發(fā)電的方法及其系統(tǒng)，以解決廢棄生物質(zhì)材料的處理，又獲得效益可觀的電能。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種生物質(zhì)能發(fā)電方法，包括下列步驟：
a)將生物質(zhì)通過原料運輸機輸送至氣化爐中熱解成可燃性氣體；
b)打開引風機將可燃性氣體輸送至噴淋塔降溫至90℃-100℃并沖洗掉灰塵；
c)繼續(xù)輸送至洗氣塔，進一步除去焦油、有機酸，并降溫至45℃-50℃；
d)繼續(xù)通向冷凝塔，進一步除去燃氣中易揮發(fā)的輕質(zhì)焦油、有機酸及氣體中的水分，并降溫至25℃-30℃；
e)經(jīng)過增壓風機，繼續(xù)輸送至脫焦除塵塔進一步除去焦油、有機醛、酚和細顆粒物，達到雜質(zhì)粒度≤20mg/m3，雜質(zhì)含量≤10mg/m3；
f)將氣體存儲至燃氣貯罐中；
g)將燃氣貯罐中的氣體送至燃氣發(fā)電機組中燃燒發(fā)電。
進一步，所述生物質(zhì)為秸稈、杏殼、木頭。
進一步，所述可燃性氣體中包括酸性霧氣、甲醛、焦油、一氧化碳、氫氣、氧氣、甲烷。
進一步，一種生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)，包括所述原料運輸機以及通過管道相互連接的所述氣化爐、所述噴淋塔、所述洗氣塔、所述冷凝塔、所述脫焦除塵塔、所述燃氣貯罐和所述燃氣發(fā)電機組，所述原料運輸機的傳送帶連接至所述氣化爐的頂部，所述引風機設(shè)置在連接所述氣化爐與所述噴淋塔的管道上，所述增壓風機設(shè)置在連接所述冷凝塔與所述脫焦除塵塔的管道上，所述噴淋塔、所述洗氣塔、所述冷凝塔、所述脫焦除塵塔的底端均設(shè)有循環(huán)水入口和循環(huán)水出口，每個所述循環(huán)水入口和循環(huán)水出口均通向同一個蓄水池。
進一步，所述氣化爐包括爐體及支撐所述爐體的支架，所述爐體頂部設(shè)有進料口，所述進料口與所述原料運輸機連接，所述爐體的內(nèi)腔從上到下為原料段、燃燒段和冷卻段，所述燃燒段內(nèi)設(shè)有多個平行的氣化反應室，所述氣化反應室與內(nèi)腔相互連通，所述燃燒段內(nèi)設(shè)有與多個所述氣化反應室貫通至一條燃氣管道，所述燃氣管道連接位于所述爐體側(cè)壁的燃氣出口，所述冷卻段內(nèi)設(shè)有冷卻管道，所述爐體的底部設(shè)有貯碳倉，所述貯碳倉的底部設(shè)有排料閥。
進一步，所述噴淋塔的下端還設(shè)有與所述氣化爐的燃氣出口連接的進氣口，所述噴淋塔的循環(huán)水入口和循環(huán)水出口相對設(shè)置，所述噴淋塔的頂部設(shè)有凈化氣體出口，所述噴淋塔的內(nèi)部設(shè)有噴淋管道，所述噴淋管道連接循環(huán)水進口，所述噴淋管道的頂端為噴頭，所述噴頭設(shè)置在所述噴淋塔的上端。
進一步，所述洗氣塔的下端設(shè)有與所述噴淋塔的凈化氣體出口連接的進氣口，所述洗氣塔的循環(huán)水入口和循環(huán)水出口相對設(shè)置，所述洗氣塔的頂部設(shè)有凈化氣體出口，所述洗氣塔的內(nèi)腔設(shè)有填料層以及貫穿所述填料室的灑水管道，所述灑水管與所述循環(huán)水入口連接，所述灑水管道的頂端設(shè)有霧化裝置。
進一步，所述洗氣塔為兩座。
進一步，所述脫焦除塵塔內(nèi)設(shè)有多層過濾膜。
基于所述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：有效的解決了氣化過程中氣、固分離，并得到發(fā)電需要的可燃氣體，最終可燃氣體的凈化效果比其他工藝提高了一倍多，同時可收集活性炭。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種生物質(zhì)能發(fā)電方法的流程圖。
附圖中，各標號所代表的部件列表如下：
1、原料運輸機，2、氣化爐，3、引風機，4、噴淋塔，5、洗氣塔，6、冷凝塔，7、增壓風機，8、脫焦除塵塔，9、燃氣貯罐，10、燃氣發(fā)電機組，11、蓄水池。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
一種生物質(zhì)能發(fā)電方法，包括下列步驟：
a)將生物質(zhì)通過原料運輸機1輸送至氣化爐2中熱解成可燃性氣體；
b)打開引風機3將可燃性氣體輸送至噴淋塔4降溫至90℃-100℃左右并沖洗掉灰塵；
c)繼續(xù)輸送至洗氣塔5，進一步除去焦油、有機酸，并降溫至45℃-50℃左右；
d)繼續(xù)通向冷凝塔6，進一步除去燃氣中易揮發(fā)的輕質(zhì)焦油、有機酸及氣體中的水分，并降溫至25℃-30℃；
f)經(jīng)過增壓風機7，繼續(xù)輸送至脫焦除塵塔8進一步除去焦油、有機醛、酚和細顆粒物，達到雜質(zhì)粒度≤20mg/m3，雜質(zhì)含量≤10mg/m3；
g)將氣體存儲至燃氣貯罐9中；
h)將燃氣貯罐中的氣體送至燃氣發(fā)電機組10中燃燒發(fā)電。
進一步，所用生物質(zhì)為秸稈、杏殼、木頭中的一種或幾種。
進一步，可燃性氣體中包括酸性霧氣、甲醛、焦油、一氧化碳、氫氣、氧氣、甲烷中的一種或幾種。
進一步，一種生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)，包括原料運輸機1以及通過管道相互連接的氣化爐2、噴淋塔4、洗氣塔5、冷凝塔6、脫焦除塵塔8、燃氣貯罐9和燃氣發(fā)電機組10，原料運輸機1的傳送帶連接至氣化爐2的頂部，引風機3設(shè)置在連接氣化爐2與噴淋塔4的管道上，增壓風機7設(shè)置在連接冷凝塔6與脫焦除塵塔8的管道上。
進一步，氣化爐2包括爐體及支撐爐體的支架，所述爐體頂部設(shè)有進料口，所述進料口與所述原料運輸機連接，爐體的內(nèi)腔從上到下為原料段、燃燒段和冷卻段，燃燒段內(nèi)設(shè)有多個氣化反應室，氣化反應室與內(nèi)腔相互連通，燃燒段內(nèi)設(shè)有一條燃氣管道，燃氣管道與每個氣化反應室連通并連接位于爐體側(cè)壁的燃氣出口，冷卻段內(nèi)設(shè)有冷卻裝置，爐體的底部設(shè)有貯碳倉，貯碳倉的底部設(shè)有排料閥。生物質(zhì)原料中的有機物質(zhì)全部被揮發(fā)出來形成高溫固定炭，體積縮小至二分之一，產(chǎn)生的高溫可燃氣體進入氣化反應室在橫向運動中與高溫固定炭發(fā)生還原反應，增加了可燃氣體濃度，燃燒值得到提高，固定炭向下運動進入冷卻段，熱量被裝置吸收，燃氣由燃氣道集中到出口，進入爐體外凈化系統(tǒng)，提純后的燃氣可進行發(fā)電和燒鍋爐，經(jīng)過氧化的原料進入貯碳倉后從排料閥出爐，炭化料后的原料用于生產(chǎn)活性炭等。
進一步，噴淋塔4的下端還設(shè)有與氣化爐2的燃氣出口連接的進氣口，噴淋塔4還設(shè)有一個循環(huán)水入口和一個循環(huán)水出口，循環(huán)水入口和循環(huán)水出口在同一水平面相對設(shè)置并與蓄水池11連通，噴淋塔4的頂部設(shè)有凈化氣體出口，噴淋塔4的內(nèi)部設(shè)有噴淋管道，噴淋管道連接循環(huán)水入口，噴淋管道的頂端為噴頭，噴頭設(shè)置在噴淋塔內(nèi)部的上端。
進一步，洗氣塔5的下端設(shè)有與噴淋塔4的凈化氣體出口連接的進氣口，洗氣塔5還設(shè)有一個循環(huán)水入口和和一個循環(huán)水，循環(huán)水入口和循環(huán)水出口在同一水平面相對設(shè)置并與蓄水池11連通，洗氣塔5的頂部設(shè)有凈化氣體出口，洗氣塔5的內(nèi)腔設(shè)有填料層以及貫穿所述填料室的灑水管道，灑水管與循環(huán)水入口連接，灑水管道的頂端設(shè)有霧化裝置。
進一步，洗氣塔5為兩座，兩座洗氣塔5串聯(lián)。重復洗氣，使可燃性氣體的焦油、有機酸含量盡可能減少，同時使其溫度下降到50℃。
進一步，脫焦除塵塔8內(nèi)設(shè)有過濾膜。除去焦油、有機醛、酚和細顆粒物，使可燃性氣體達到雜質(zhì)粒度≤20mg/m3，雜質(zhì)含量≤10mg/m3，主要生產(chǎn)指標達到了本行業(yè)的最高水平，單臺氣化爐產(chǎn)氣量為5000m3/h，發(fā)電燃料(杏殼)消耗量為1.75kg/kw，產(chǎn)活性炭0.6kg/kw，活性炭得率為34％，燃氣熱值1300—2400kcal/m3。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。