一種果殼類下吸式固定床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)活性炭、熱的工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種果殼類下吸式固定床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)活性炭、熱的工藝，屬于生物質(zhì)能源及活性炭領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]果殼類生物質(zhì)由于自身的特點(diǎn)是生產(chǎn)活性炭優(yōu)質(zhì)原料，目前果殼類活性炭生產(chǎn)中由于裝置的局限性，無論一步法還是兩步法的生產(chǎn)只得到一項(xiàng)產(chǎn)品活性炭，熱量沒有充分利用，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重及一定的環(huán)境污染。
[0003]以往的果殼類下吸式固定床氣化發(fā)電工藝設(shè)備沒有果殼炭或活性炭產(chǎn)品。
[0004]生物質(zhì)氣化作為生物質(zhì)資源化利用中一種熱化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法，在國內(nèi)多所高校進(jìn)行了深入研究。研究人員相繼開發(fā)了多種氣化發(fā)電工藝及裝備?？v觀當(dāng)前生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝及裝備:產(chǎn)品單一，經(jīng)濟(jì)效益低;采用濕式凈化系統(tǒng)，系統(tǒng)熱效率低，產(chǎn)生水污染；由于凈化不徹底采用內(nèi)燃機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，維護(hù)成本高，系統(tǒng)穩(wěn)定性差;生物質(zhì)氣化技術(shù)相關(guān)設(shè)備的研制及裝備能力的不足，工業(yè)化的應(yīng)用問題頗多。如江蘇正昌集團(tuán)有限公司的郝波等人開發(fā)的《一種垃圾衍生物(RDF)氣化發(fā)電工藝》、武漢力人投資有限公司王良等人開發(fā)的專利《利用生物質(zhì)發(fā)電的方法》、臺(tái)灣黃家笙等人開發(fā)的專利《一種生物質(zhì)能循環(huán)發(fā)電工藝及發(fā)電系統(tǒng)》:對(duì)原料要求極高，產(chǎn)品單一，沒有生物質(zhì)炭(果殼炭產(chǎn)品);采用濕式凈化熱損失多，同時(shí)增加了水處理工藝;采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，穩(wěn)定性較差，無法工業(yè)化規(guī)?；L期使用。
[0005]現(xiàn)階段國內(nèi)外所有氣化發(fā)電項(xiàng)目，使用如下工藝:稻殼、果殼類等+固定床+氣體凈化裝置+內(nèi)燃機(jī)發(fā)電(燃?xì)廨啓C(jī))。這種系統(tǒng)運(yùn)行過程中氣化爐產(chǎn)出的可燃?xì)庵泻写罅康姆蹓m和焦油，用于內(nèi)燃機(jī)發(fā)電必須對(duì)可燃?xì)膺M(jìn)行深度凈化，目前較好的可燃?xì)鈨艋绞绞撬醇与姴督梗姴督箤?duì)燃?xì)庵醒鹾坑幸?，如超?biāo)可能會(huì)發(fā)生安全事故，會(huì)導(dǎo)致電捕焦法無法推廣使用?？扇?xì)饨?jīng)過水洗凈化，確實(shí)去除了幾乎全部的粉塵，但可燃?xì)庵羞€留有少量焦油，這部分少量焦油嚴(yán)重影響了內(nèi)燃發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，使得內(nèi)燃發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性、效率下降及維護(hù)費(fèi)用提高，特別規(guī)?；暇W(wǎng)發(fā)電無法穩(wěn)定運(yùn)行難以推廣應(yīng)用;這種工藝產(chǎn)品單一，經(jīng)濟(jì)效益差。
[0006]傳統(tǒng)的生物質(zhì)(包括果殼類)氣化技術(shù)是指生物質(zhì)完全氣化，將生物質(zhì)(果殼類)中的硫、氮及碳元素全部轉(zhuǎn)化為S02、Nx0y和CO2排放到大氣中去了。而果殼類生物質(zhì)氣化聯(lián)產(chǎn)活性炭技術(shù)是將果殼類生物質(zhì)氣化的同時(shí)得到果殼炭(得率25-30%)，生物質(zhì)中的大部分硫、氮和碳元素保留在果殼炭中，相對(duì)于傳統(tǒng)氣化技術(shù)更減少了C02、S02和NOx等有害氣體的排放，從而提高了生物質(zhì)氣化技術(shù)的環(huán)境效應(yīng)。另外在傳統(tǒng)的生物質(zhì)(包括果殼類)氣化發(fā)電的實(shí)際運(yùn)行過程中，燃?xì)獍l(fā)電系統(tǒng)的存在了不少問題(①主要包括單機(jī)規(guī)模偏小，目前只有500KW機(jī)組的生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組可用；②燃?xì)獍l(fā)電機(jī)噪音大、震動(dòng)大；③維護(hù)、保養(yǎng)頻繁，費(fèi)用高，運(yùn)行時(shí)間短;④由于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)對(duì)燃?xì)赓|(zhì)量的要求較高，需要較高的自動(dòng)化控制水平和燃?xì)廨啓C(jī)制造技術(shù);⑤可燃?xì)鈨艋蟮囊后w包括焦油的收集、利用還存在一定的問題;⑥燃?xì)獍l(fā)電機(jī)規(guī)模小、發(fā)電機(jī)數(shù)量多，凈化可燃?xì)庑枰罅康难h(huán)水，同時(shí)占地面積大;⑦凈化生物質(zhì)可燃?xì)獾倪^程中還會(huì)產(chǎn)生一定的焦油氣味和環(huán)境污染問題;⑧燃?xì)鈨艋到y(tǒng)、生物質(zhì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)等標(biāo)準(zhǔn)化不足等)。針對(duì)以上問題，本技術(shù)創(chuàng)新性的提出了果殼類生物質(zhì)氣化熱燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，采用了熱燃?xì)?未經(jīng)過氣液分離)直接燒鍋爐的蒸汽輪機(jī)發(fā)電模式，直接解決了生物質(zhì)燃?xì)鈨艋徒褂偷膬纱髿饣夹g(shù)難題，并有效的解決了生物質(zhì)氣化發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性、規(guī)模性(單機(jī)可達(dá)3MW、6MW、9MW甚至更大)、可靠性、穩(wěn)定性和標(biāo)準(zhǔn)化等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提出的是一種果殼類下吸式固定床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)活性炭、熱的工藝，其目的旨在針對(duì)現(xiàn)有工藝技術(shù)不足，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，系統(tǒng)穩(wěn)定、環(huán)保，沒有二次污染，滿足并適應(yīng)規(guī)?；茝V使用的要求，生產(chǎn)產(chǎn)品多樣化(電、果殼炭及熱)、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效應(yīng)好，符合可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)及綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種果殼類下吸式固定床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)活性炭、熱的工藝，利用規(guī)?；瘹馓柯?lián)產(chǎn)下吸式固定床氣化爐，用果殼類生物質(zhì)氣化制得燃?xì)庾鳛槿細(xì)忮仩t的燃料，燃?xì)忮仩t產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，同時(shí)得活性炭、熱，其具體工藝包括以下幾個(gè)步驟:
1)果殼類生物質(zhì)原料的收集，水份大于20%，需用于滾筒干燥設(shè)備，
干燥至含水率小于20%;
2)果殼類生物質(zhì)通過皮帶輸送入規(guī)?；挛綒馓柯?lián)產(chǎn)固定床氣化爐
內(nèi)，果殼類生物質(zhì)在600-800°C條件氣化產(chǎn)生可燃?xì)猓扇細(xì)鉄嶂禐?50-1300Kcal，溫度350°C左右；
3)果殼類生物質(zhì)在氣化過程中根據(jù)生產(chǎn)活性炭要求(要求果殼炭低灰分同時(shí)又有一定的揮發(fā)分)控制氣化強(qiáng)度，得到適合生產(chǎn)活性炭的果殼炭(果殼炭工業(yè)分析:灰分3%以下，揮發(fā)分10-15%，固定碳82-87%)，然后果殼炭采用常規(guī)水蒸氣活化爐制得高品質(zhì)果殼活性炭(活性炭指標(biāo)優(yōu)于GB/T13803.2—1999上一級(jí)品的指標(biāo))；
4)氣化產(chǎn)生的350°C左右的熱燃?xì)饪芍苯油ㄈ肴紵鞴┤細(xì)忮仩t使用；所述的熱燃?xì)庵泻薪褂?，焦?00°C以上為氣態(tài)；
5)蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電同時(shí)供熱，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽部分直接減溫減壓后供活性炭活化使用；
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
I)本工藝為電、活性炭、熱三項(xiàng)產(chǎn)品，產(chǎn)品多樣性，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[0009]2)氣化系統(tǒng)產(chǎn)生的熱燃?xì)鉄o需凈化直接進(jìn)入燃燒器燃燒，提高熱效率、無再生污染。
[0010]3)發(fā)電系統(tǒng)由燃?xì)忮仩t提供蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，設(shè)備穩(wěn)定大大提高，利于規(guī)模化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0011]附圖1是果殼類下吸式固定床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)活性炭、熱的工藝的流程圖。
[0012]附圖2是規(guī)?；瘹馓柯?lián)產(chǎn)下吸式固定床氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]對(duì)照附圖1，一種果殼類下吸式固定床氣化發(fā)電聯(lián)產(chǎn)活性炭、熱的工藝，其特征在于:利用規(guī)模化氣炭聯(lián)產(chǎn)下吸式固定床氣化爐，用果殼類生物質(zhì)氣化制得燃?xì)庾鳛槿細(xì)忮仩t的燃料，燃?xì)忮仩t產(chǎn)生的蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，同時(shí)得活性炭、熱，其具體工藝包括以下幾個(gè)步驟:
1)果殼類生物質(zhì)原料的收集，水份大于20%，需用于滾筒干燥設(shè)備，
干燥至含水率小于20%;
2)果殼類生物質(zhì)通過皮帶輸送入規(guī)?；挛綒馓柯?lián)產(chǎn)固定床氣化爐
內(nèi)，果殼類生物質(zhì)在600-800°C條件氣化產(chǎn)生可燃?xì)?，可燃?xì)鉄嶂禐?50-1300Kcal，溫度350°C左右；
3)果殼類生物質(zhì)在氣化過程中根據(jù)生產(chǎn)活性炭要求(果殼炭低灰分同時(shí)又有一定的揮發(fā)分)控制氣化強(qiáng)度，得到適合生產(chǎn)活性炭的果殼炭(果殼炭工業(yè)分析:灰分3%以下，揮發(fā)分10-15%左右，固定碳82-87%左右)，然后果殼炭采用常規(guī)水蒸氣活化爐制得高品質(zhì)果殼活性炭(活性炭指標(biāo)優(yōu)于GB/T13803.2—1999上一級(jí)品的指標(biāo))