用于燃烧生物质燃料的生物新能源系统的制作方法

本实用新型涉及生物新能源技术等领域，具体的说，是用于燃烧生物质燃料的生物新能源系统。

背景技术：

生物能源既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。生物能源是指通过生物的活动，将生物质、水或其他无机物转化为沼气、氢气等可燃气体或乙醇、油脂类可燃液体为载体的可再生能源。

洁净新能源有绿色能源之称，它的最大特点是燃烧或使用后不造成环境污染，有利于维持生态平衡。发展洁净新能源是未来能源业建设的发展方向。

目前，生物燃料主要被用于替代化石燃油作为运输燃料，如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。在化石燃料储量逐步下降、环境保护日益严峻的背景下，生物燃料受到各国政府的高度重视。

欧盟委员会积极推进生物燃料发展，制定了2015年生物燃料占运输燃料消费总量8％的目标。2011年8月16日，美国白宫宣布推出一项总额为5.1亿美元的计划，由农业部、能源部和海军共同投资推动美国生物燃料产业的发展，此外美国还通过法律手段强制在运输燃料中添加生物燃料，具体比例是柴油中添加2％的生物柴油，汽油中添加5％的燃料乙醇。英国政府从2006年起要求生产运输燃油的能源企业必须有3％的原料是来自可再生资源，并且比例将逐年提高。据国际能源机构(IEA)的数据，2010年全球生物燃料日产量为182.2万桶，2011年降至181.9万桶。

美国可再生燃料协会于2012年4月20日发布乙醇行业展望报告称，美国乙醇行业仍将处于在一个健康的位置，2011年是美国乙醇行业发展极好的一年，估计产量为1390万加仑，与行业直接和间接相关的就业人员达40.16万人，刺激了美国经济的提升。

到目前为止，这方面的发展一直基于玉米来源的乙醇，商业规模的纤维素乙醇生物炼制厂也取得了一些进展。

生物质包括植物、动物及其排泄物、垃圾及有机废水等几大类。从广义上讲，生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能量最初来源于太阳能，所以生物质能是太阳能的一种，它的生成过程如下：

叶绿素:CO2+H2O+太阳能(CH2O)+O2,每个叶绿素都是一个神奇的化工厂，它以太阳光作动力，把CO2和水合成有机物，它的合成机理目前人类仍未清楚。研究并揭示光合作用的机理，模仿叶绿素的结构，生产出人工合成的叶绿素，建成工业化的光合作用工厂，是人类的梦想。如果这一梦想能实现，它将根本上改变人类的生产活动和生活方式，所以研究叶绿素的机理一直是激动人心的科学活动

生物质能,生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器。太阳能照射到地球后，一部分转化为热能，一部分被植物吸收，转化为生物质能；由于转化为热能的太阳能能量密度很低，不容易收集，只有少量能被人类所利用，其他大部分存于大气和地球中的其他物质中；生物质通过光合作用，能够把太阳能富集起来，储存在有机物中，这些能量是人类发展所需能源的源泉和基础。基于这一独特的形成过程，生物质能既不同于常规的矿物能源，又有别于其他新能源，兼有两者的特点和优势，是人类最主要的可再生能源之一。

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生性。低污染性。广泛分布性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供用于燃烧生物质燃料的生物新能源系统，利用气化炉使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体，并供给燃气锅炉进行燃烧，同时将燃气锅炉燃烧时所产生的余热输送到燃料仓内对燃料仓内的生物质材料进行预热处理，从而使得其在进行热解气化时可燃气体生成率更高，整个系统具有设计科学合理，使用安全可靠的特点，在有效的大幅度利用生物质能源时兼具节能环保的特性。

本实用新型通过下述技术方案实现：用于燃烧生物质燃料的生物新能源系统，设置有气化炉、燃料仓、燃料输送系统及燃气锅炉，所述燃料仓通过燃料输送系统与气化炉的燃料加载口相连接，所述燃料加载口设置在气化炉的顶部，所述气化炉的成品气出口通过燃气管道与燃气锅炉的燃气进口相连接，所述燃气锅炉的余热输出口通过余热输送管道与燃料仓的底部相连接。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够采用机械化的燃料加载模式将燃料仓内的生物质燃料加载到气化炉内进行热解、氧化、还原重整处理，从而降低操作工的劳动强度，并更进一步的提高整个系统的运行效率，特别采用下述设置结构：在所述燃料输送系统内设置有与燃料仓的燃料输出口相连接的燃料输送机及一端同燃料输送机的输出口相连接，另一端与气化炉的燃料加载口相连接的燃料喂入器。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够借助于空气部分(或者氧气)、水蒸气的作用，使生物质燃料的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，将气化炉内所产生的可燃气体初品进行沉降处理，并将气体中所含颗粒物进行滞留，余量气体参数至气化炉内并得到可燃气体成品，以备输送至燃气锅炉内进行燃烧，特别采用下述设置结构：在所述气化炉底部的交换口上还通过交换管道连接有沉降分离器，在沉降分离器上连接有加湿器，在加湿器上设置有直管式热交换器，在加湿器的底部还通过管道连接有气化透气风机。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够有效的保证加湿器的正常运行，而不会出现安全责任事故，为科学安全的进行生物新能源利用开辟新的篇章，特别采用下述设置方式：在所述加湿器与沉降分离器相连接的端口处还设置有调节阀。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够充分有效的将气化炉所产生的可燃气体进行燃烧，并将气体燃烧的燃烧值利用最大化，特别采用下述设置结构：在所述燃气锅炉的燃气进口处还设置有可燃气体燃烧器。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够在可燃气体燃烧时提供充足的氧气，以便可燃气体充分燃烧，特别采用下述设置结构：在所述燃气锅炉的燃气进口处还通过管道连接有燃气进气风机。

进一步的为更好地实现本实用新型，能够将气化炉在进行生物质燃料热解、氧化、还原重整反应时所产生的灰分进行收集，以便进行资源化利用，特别采用下述设置结构：在所述气化炉底部的除灰口处还设置有灰分清除器，所述灰分清除器通过灰分输送机连接有灰分储箱。

进一步的为更好地实现本实用新型，有效的利用设计空间，能够方便灰分非收集，同时在减少用地面积的同时不影响整个系统的运行，特别采用下述设置结构：所述灰分储箱设置在燃料仓的下方。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本实用新型利用气化炉使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体，并供给燃气锅炉进行燃烧，同时将燃气锅炉燃烧时所产生的余热输送到燃料仓内对燃料仓内的生物质材料进行预热处理，从而使得其在进行热解气化时可燃气体生成率更高，整个系统具有设计科学合理，使用安全可靠的特点，在有效的大幅度利用生物质能源时兼具节能环保的特性。

本实用新型综合应用热解技术、氧化技术、还原重整技术，结合利用气化炉、沉降分离器、加湿器及直管式热交换器，使得生成的可燃气体内渣滓含量达到最低，所产生的成品可燃气体不会因为渣滓含量过高的原因而影响燃烧值，其产生的燃烧气体是现有的气化炉设备燃烧值的1.2～1.3倍。

本实用新型调节阀的设计，能够有效的保证加湿器的正常运行，而不会出现安全责任事故，为科学安全的进行生物新能源利用开辟新的篇章。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1-燃料仓，2-燃料输送机，3-燃料喂入器，4-气化炉，5-灰分清除器，6-灰分输送机，7-灰分储箱，8-沉降分离器，9-加湿器，10-气化透气风机，11-直管式热交换器，12-燃气管道，13-可燃气体燃烧器，14-燃烧进气风机，15-燃气锅炉，19-调节阀，20-余热输送管道。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

用于燃烧生物质燃料的生物新能源系统，利用气化炉使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体，并供给燃气锅炉进行燃烧，同时将燃气锅炉燃烧时所产生的余热输送到燃料仓内对燃料仓内的生物质材料进行预热处理，从而使得其在进行热解气化时可燃气体生成率更高，整个系统具有设计科学合理，使用安全可靠的特点，在有效的大幅度利用生物质能源时兼具节能环保的特性，如图1所示，特别采用下述设置结构：设置有气化炉4、燃料仓1、燃料输送系统及燃气锅炉15，所述燃料仓1通过燃料输送系统与气化炉4的燃料加载口相连接，所述燃料加载口设置在气化炉4的顶部，所述气化炉4的成品气出口通过燃气管道12与燃气锅炉15的燃气进口相连接，所述燃气锅炉15的余热输出口通过余热输送管道20与燃料仓1的底部相连接。

在设计使用时，燃料仓1优选的设置在气化炉4的上方，燃料仓4内装载有生物质燃料，燃料仓1内的生物质燃料通过燃料输送系统机械化的运送到气化炉内进行热解、氧化、还原重整反应处理，得到可燃气体，可燃气体通过燃气管道12输送至燃气锅炉15内进行燃烧，燃气锅炉燃烧时所产生的余热将通过余热输送管道20通过燃料仓1的底部输送至燃料仓1内，对燃料仓1内的生物质燃料进行预热处理，从而使得其在进行热解气化时可燃气体生成率更高。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够采用机械化的燃料加载模式将燃料仓内的生物质燃料加载到气化炉内进行热解、氧化、还原重整处理，从而降低操作工的劳动强度，并更进一步的提高整个系统的运行效率，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述燃料输送系统内设置有与燃料仓1的燃料输出口相连接的燃料输送机2及一端同燃料输送机2的输出口相连接，另一端与气化炉4的燃料加载口相连接的燃料喂入器3；在设计使用时，燃料输送系统内设置有燃料输送机2和燃料喂入器3，燃料仓1内的生物质燃料将通过燃料输送机2输送至燃料喂入器3上，而后通过燃料喂入器3投放到气化炉4内进行可燃气体转化处理。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够借助于空气部分(或者氧气)、水蒸气的作用，使生物质燃料的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，将气化炉内所产生的可燃气体初品进行沉降处理，并将气体中所含颗粒物进行滞留，余量气体参数至气化炉内并得到可燃气体成品，以备输送至燃气锅炉内进行燃烧，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述气化炉4底部的交换口上还通过交换管道连接有沉降分离器8，在沉降分离器8上连接有加湿器9，在加湿器9上设置有直管式热交换器11，在加湿器9的底部还通过管道连接有气化透气风机10。

在设计使用时，为使得气化炉产气的效率和质量更高，特别设置有沉降分离器8，在沉降分离器8上连接有加湿器9，在加湿器9的侧壁上设置有直管式热交换器11，在加湿器9的底部通过管道连接有气化透气风机10，沉降分离器8可实现颗粒物的沉降处理及可燃气体和非可燃气体的分离处理，加湿器可以为沉降分离器通过所需水分，气化透气风机10能够将气化处理时所产生的非可燃气体排除。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够有效的保证加湿器的正常运行，而不会出现安全责任事故，为科学安全的进行生物新能源利用开辟新的篇章，如图1所示，特别采用下述设置方式：在所述加湿器9与沉降分离器8相连接的端口处还设置有调节阀19。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够充分有效的将气化炉所产生的可燃气体进行燃烧，并将气体燃烧的燃烧值利用最大化，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述燃气锅炉15的燃气进口处还设置有可燃气体燃烧器13，可燃气体燃烧器13能够更加充分的将可燃气体进行燃烧。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够在可燃气体燃烧时提供充足的氧气，以便可燃气体充分燃烧，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述燃气锅炉15的燃气进口处还通过管道连接有燃气进气风机14，燃气进气风机14能够为燃气锅炉在进行可燃气体燃烧时提供充足的空气，以便可燃气体能够有充足的氧气来进行混合燃烧。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，能够将气化炉在进行生物质燃料热解、氧化、还原重整反应时所产生的灰分进行收集，以便进行资源化利用，如图1所示，特别采用下述设置结构：在所述气化炉4底部的除灰口处还设置有灰分清除器5，所述灰分清除器5通过灰分输送机6连接有灰分储箱7；气化炉4在进行生物质燃料气化处理时所产生的灰分将通过灰分清除器5清除，并利用灰分输送机6运送到灰分储箱7内储存以备后期资源化利用。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本实用新型，有效的利用设计空间，能够方便灰分非收集，同时在减少用地面积的同时不影响整个系统的运行，如图1所示，特别采用下述设置结构：所述灰分储箱7设置在燃料仓1的下方。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。