一种让生物质废弃物提炼燃气供给锅炉热源并联产炭油的装置与工艺的制作方法

本发明涉及一种让生物质废弃物提炼燃气供给锅炉热源并联产炭油的装置与工艺，属于机械化工技术领域。

背景技术：

我国富煤、少气、贫油，而且资源利用力低。燃煤工业锅炉作为公认的“煤老虎”，利用效率低，继续应用燃煤锅炉将面对节能减排，减少大气污染等方面的压力。因此节能要从工业燃煤装置下手，采取改造、淘汰效率低、环境污染严重的旧式燃煤锅炉，通过对现有燃煤锅炉进行技术改造，采用洁净煤替代原煤提高燃煤质量；二是采用洁净燃烧技术，洁净燃烧技术是发展方向。工业锅炉未来可以向燃油燃气锅炉、水煤浆锅炉、生物质燃料锅炉等方向发展，减少二氧化硫、氮氧化物、总悬浮颗粒污染源，会大大降低燃煤锅炉对于大气的危害，增强大气清晰度，减少酸雨频率及对人体的危害和对全球气候的影响，所以对燃煤锅炉进行节能改造，为实现我国节能减排总体目标具有重要意义。

特别对采用燃烧秸秆压块为原料的锅炉，虽不使用天然气、油、电、地热、醇基燃料供给锅炉热源，但一次性燃尽仍产生二次污染，燃烧效率还低。而应用生物质燃气方式进行对接改造，燃烧的置换效果完全可与天然气媲美，没有任何排放粉尘和余害气体，真正做到清洁能源置换，零排放，绿色环保，高效节能，如将这一供热方式对接到燃煤锅炉改造中，必将为为国清洁能源置换锅炉做出重大的贡献。

技术实现要素：

本发明的目的在于从根本上解决上述困难，由此提供了一种让生物质废弃物提炼燃气供给锅炉热源并联产炭油的装置与工艺。本人已向国家知识产权局专利局申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》，该气化装置由炭化、分流、气化、净化和储存五个装置系统组成，通过燃料厌氧、裂解、分流、分离、过滤、净化、负压运行工艺技术，在产出木炭同时产出焦油、醋酸液，并进一步将分级炭化的烟气净化为生物质燃气。本发明在上述已申请实用新型专利基础上对若干工艺和方法上加以改进和创新，具体方案如下：

上述已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》中，该装置主要由窑炉装置、分流装置、气化装置、净化装置和储存装置五个系统装置组成。本发明将上述装置加以改进和创新，对窑炉装置从新设计，炉体内设计在高温燃烟区直接将燃烟中的高含量焦油及大部醋液排出炉外，大大降低了燃烟中的焦油含量及杂质，为提纯燃气奠定了良好的基础。同时采用下点火方式，达到直燃直排节省了燃料。将分流装置改进为焦油二次催化装置，使炉体内引入的燃烟经过该装置催化主罐及辅罐将燃烟中的焦油及剩余醋液几乎全部脱离干净，进一步促使燃烟转变为较纯净的燃气。在原有气化装置的基础上重新设计重点改进为精细除氮工艺，将余有醋液进行酸碱中和，使燃气中的惰性氮气成分分解，进一步提纯了燃气质量。当提纯后的燃气进入一级与二级混合气罐装置后，经内置的精细滤材再将燃气临时储备、停留、稳性、过滤，最后产出高质量的生物质燃气直接供给锅炉作为燃料。

因此，本发明由炭化气化炉体装置、焦油二次催化装置、除氮装置、一级混合气装置、二级混合气装置、锅炉六个系统装置组成，与已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》中的炭化、分流、气化、净 化和储存五个装置在设计和改进上都有不同的创新。

本发明实现方案如下：

本发明主要由炭化气化炉体装置、焦油二次催化装置、除氮装置、一级混合气装置、二级混合气装置、锅炉装置六个系统装置组成。

所述的炭化气化炉体装置；该装置为金属结构焊接而成，炉顶敞开为进料口，炉体为圆形，炉内分为六个区组成；原料储备区、厌氧燃烧区、喷淋成炭区、焦油及醋液排出区、炭渣排出区、下点火处。当炉内填满生物质废弃物原料后，在下点火处点燃原料，当燃料达到一定燃值温度后启动引风设备，在高温燃烟区焦油及醋液外排，启动绞龙输送带同时喷淋将炭渣排出炉外，燃烟经管道进入下一道工序。

所述的焦油二次催化装置；该装置为金属结构，形状呈立体圆筒形，内置三层不同密度的磁石过滤及辅助系统。当燃烟进入该装置后，经不同密度磁石及辅助设施的过滤，再次将燃烟中的焦油及醋液全部脱离干净并排出，使燃烟进一步转化为较干净的燃气。

所述的除氮装置；该装置为金属结构，形状呈卧式圆筒形，内置封闭的液氨过滤设施及特别设计的燃气循环通道。当较干净的燃气进入该装置后，经过多道循环通道的过滤，使含有惰性氮气的燃气将绝大部分氮气与氨液反应，经酸碱中和分解后转化成提纯的燃气。

所述的一级混合气装置、二级混合气装置；该装置为金属结构，形状呈立式圆筒形，两个混合气装置其功效一样，内置分布各三层不等的隔仓，放置不同规格和密度的活性炭等精细滤材。当提纯后的燃气经引风机进入一级混合气 装置后，燃气经过三层物质的过滤又将一些极少的杂质滤净，进入二级混合气装置的混合气罐，再经内置的三层精细滤材对燃气进行最后过滤、稳定处理，最后产出高质量的生物质燃气直接供给锅炉作为燃料。

所述的锅炉装置；由外购的专业燃气锅炉，需改造的燃煤锅炉等内燃锅炉、生物质燃气供给设施及排风口组成。当纯净的生物质燃气经过管道对接到燃气供给设施后，经设计好的控量、调压等供气设施调控，将燃气直接输送到锅炉腔内进行燃烧，使汽水循环管传导出所需热源，利用排风口使燃气得到相应的自然空气补充助氧燃烧，提高燃值，达到生物质燃气供给燃料的目的。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1.由于在上述炭化气化炉体装置，最大特点是将焦油及醋液应该在通常分离装置里才进行的工艺，提前到该装置内实现，最大限度的把高含量的焦油及醋液等杂质分离出来并排出炉外，为燃烟提纯打下良好的基础。

2.由于在上述焦油二次催化装置，增加了不同密度的磁石及过滤辅助系统，使原有的过滤工艺得到进一步提高，使焦油、醋液及杂质更有效的得到清除，在此，使燃烟转变为燃气起到至关重要的的作用。

3.由于上述除氮装置进一步改进，使原有的除氮效果在酸碱中和，氮气的分解及净化上得到大幅度提高，把不参与燃烧的惰性气体降低到最少，提高一氧化碳及氢气的增值量，使生物质燃气质量得到更好的发挥。

4.由于上述的一、二级混合气装置，打破了原有的分级对流净化方式，增加了活性炭等精细过滤物质，即使燃气顺畅通过混合装置，又能很好的将燃气进行临时储备、停留、稳性、过滤，最后达到所需纯净的燃气。

5.本发明装置和工艺突出的优势在于不用购买新型的燃气锅炉，就利用现用的燃煤、燃油等内燃锅炉进行就地改造，不用新购置燃气锅炉，利用自身生产的生物质燃气供给改造的锅炉提供热源，大大降低燃料成本，节约了其它能源。

6.由于上述改进工艺和创新的方法，使现用秸秆压块的锅炉彻底杜绝出现点火冒烟，燃烧过程中粉尘外溢，燃烧时间短，燃值低造成二次污染等弊病，为秸秆压块直燃锅炉提供了一个全新的块料改气的燃料来源供热方式。

7.本发明装置和工艺最大的优势在于使普通供热锅炉不再应用天然气、煤气、煤炭、供电、地热、醇基燃料等燃料资源，而通过废物利用，为国家节能减排，减少大气污染，保护环境，提高人民健康水平都有着重大的深远意义。

8.本发明装置和工艺最大优势在于不但把所讲的秸秆压块及生物质废弃物得到更有效的使用和处理，同时，在处理的过程中还得到了生物质炭、焦油、醋酸液、生物质燃气，深加工成优质生物质肥料，真切的达到了废物利用，变废为宝，减少污染，循环经济的目的，为国家和企业减轻了节能减排的负担。

附图说明

图1为已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》整体气化装置平面图。

图2为本发明整体炭化气化炉系统装置平面图。

图3为本发明炭化气化炉装置平面图。

图4为本发明焦油二次催化装置平面图。

图5为本发明除氮装置平面图。

图6为本发明一级混合气装置、二级混合气装置平面图。

图7锅炉装置

具体实施办法

以下是本发明结合附图的具体实施例，对本发明的技术方案及工艺作进一步描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，炭化装置1；分流装置2；气化装置3；净化装置4；储存装置5。

如图2所示，炭化气化装置1；焦油二次催化装置2；除氮装置3；一级混合气装置装置4；二级混合气装置5；锅炉装置7。

如图3所示炭化气化炉装置，原料进入炉体备料及燃烧装置1a、燃烟室1b、焦油排出口1c、下点火口1d、炭渣排出口1e、燃气管道1f。

如图4所示焦油二次催化装置焦油催化主罐2a、焦油催化辅罐2b、燃气输送管道2e。

如图5所示除氮装置3、燃气输送管道3a。

如图6所示混合气装置，引风机4a、一级混合气装置装置4b、二级混合气装置4c。

如图7所示锅炉装置燃气调节设施5a、炉体5b、排风口5c。

如图1所示是与已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》中的炭化装置1、分流装置2、气化装置3、净化装置4及储存装置5相同，故在此不再重述实施办法。

如图2其工艺流程如下：当生物质废弃物进入炉体装置1a后，经下点火口1d点燃，原料在控氧燃烧室1a内厌氧燃烧，在1b燃烟室内产生浓烈的燃烟，经燃烧后的原料达到700左右度高温时，焦油经排出口1c自动排出炉外，烧红的原料经淋水浸透形成炭渣经炭渣排出口1e排出炉外，燃气经管道1f进入下一道工序。首次分离焦油的燃烟经烟道进入焦油二次催化装置辅罐2b，焦油催化装置主罐2a进行再次焦油和醋酸液的分离处理排出罐外，燃气经引烟道2c进入除氮装置3，在装置内燃气经酸碱中和分解惰性的氮气，转化成提纯的燃气。当提纯后的燃气经引气管3a进入一级混合气装置的引风机4a，混合气罐一4b，二级混合气装置的混合气罐二4c，再经内置的活性炭等精细滤材对燃气的过滤处理，最后产出高质量生物质燃气经调节阀5a调理直接作为燃料供给锅炉5b，完成系列工序，达到工艺要求目的。