专利名称：生物质流化床装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃气生产设备，尤其是一种生物质材料为原料，加工出的燃 气清洁、高效的生物质流化床装置。
技术背景 随着我国的经济的飞速发展，煤炭和电力对经济发展的瓶颈制约越来越明显，在 今后一个相当长的时间内，煤炭供应将更加紧张。同时，随着国家更加科学、严格的控制大 气环境污染物排放的政策措施出台，迫切需要寻找一种清洁、可再生的替代能源。生物质能 源是一种理想的可再生能源，它来源非常广泛，每年都有大量的农业或森林废弃物产出可 利用加工成生物质能源。目前，生物质能源消耗占世界总能耗的14%，仅次于石油、煤炭和天 然气，位居第四位，尤其在发展中国家，生物质能源占的比重可达到50%以上，与化石燃料 相比，生物质能具有以下优点1、可再生性；2、低污染性，生物质的硫含量、氮含量低、燃烧 过程中的SOx、NOx较少；3、生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳量相当于 它燃烧时排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻 温室效应。自从1988年国产首台10t/h蒸发量循环流化床投运以来，经过20多年的发展， 在国内集中供热领域已经非常成熟，并且显示出了极强的适应性，目前使用的常规循环流 化床普遍由送料装置、发生炉、除尘器、喷淋塔、过滤器以及储气罐组成，其中除尘器与喷淋 塔、过滤器构成两级净化系统，燃料由送料装置送入发生炉内，燃料在发生炉内流化产生含 有杂质的粗燃气，粗燃气通过发生炉与除尘器连接的进气口进入净化系统，第一级净化系 统为除尘器，粗燃气在除尘器除去较大的颗粒杂质后进入第二级净化系统，第二级净化系 统由喷淋塔及过滤器共同构成，燃气经过喷淋塔洗涤、过滤器过滤后储存在储气罐内，供给 燃烧使用，除尘器内的大颗粒杂质经由除尘器底部的排灰管排出。这类流化床燃料适应性 广，可同时燃用多种燃料；环保特性优越，排放满足国家标准；炉内受热均勻，热效率高等 优点。但是，这类循环流化床并不适合完全燃烧秸轩类生物质燃料，生物质燃料具有能量密 度低、形状不规则、高挥发、低灰、灰质轻、碱金属含量高等特点，采用常规的循环流化床容 易造成给料不畅、易搭桥堵塞、流化不均勻、床层易结团、结焦以及受热面的高温腐蚀等问 题，导致燃气的净化效果差，燃气中的焦油和灰尘含量远远大于20mg/Nm ，且对余热的利 用率低，对灰渣不能综合利用。
发明内容本实用新型所要解决的就是现有的循环流化床燃气的净化效果差、对余热的利用 率低、生物质燃料的适应性差、对灰渣不能综合利用的问题，提供一种对生物质能源适应性 强，且清洁、高效的生物质流化床装置。本实用新型的生物质流化床装置，包括送料装置、发生炉、除尘器、喷淋塔、过滤器 以及储气罐，发生炉分别与送料装置及除尘器连接，喷淋塔与过滤器连接后放置在除尘器与储气罐之间，其特征在于所述的生物质流化床装置还设置了除尘风冷器和电捕焦油器， 除尘器、除尘风冷器、喷淋塔与过滤器、电捕焦油器组成四级净化系统，除尘风冷器放置在 除尘器与喷淋塔之间，除尘风冷器进一步去除燃气中的灰尘颗粒，且通过热交换降低燃气 的温度，并把燃气中多余的热量送回发生炉，提高热利用率；电捕焦油器放置在过滤器与储 气罐之间，用于分离燃气中的焦油。 所述的生物质流化床装置上还安装了 PLC控制器，该控制器分别与送料装置、发 生炉、净化系统以及储气罐连接，通过PLC控制器监测设备的温度、压力及流量信号，调节 加料量和送风量，提高气化效率、产气率和碳转化率。所述的除尘风冷器包括风筒、高压离心风机和支架，风筒放置在支架上，风筒外壁 用空心夹层包裹，风筒顶部设置弯管，除尘风冷器通过弯管与除尘器连接；风筒底部设置排 灰管，该排灰管与除尘器下部的排灰管连通；支架上放置高压离心风机，风筒夹层通过方管 分别与高压离心风机、发生炉连接；波纹钢管设置在风筒的上部，除尘风冷器用波纹钢管与 喷淋塔连接。所述的电捕焦油器顶部装有电源箱，侧壁上设置垂直防爆口、水平防爆口、进气 管、出气管与焦油排出口，电捕焦油器通过进气管和出气管分别与过滤器及储气罐连接，电 源箱为电捕焦油器提供电能产生高压电场，令燃气与焦油分离，并通过两个防爆口在压力 突然增大时泄压防爆，被分离出来的焦油通过焦油排出口排出。所述的发生炉底部中间设置均风室，均风室通过裤型管与送风机连接，送风机同 时还与除尘器及除尘风冷器连接，送风机把常温空气送入除尘器与除尘风冷器，用常温空 气交换出燃气内的部分热量，降低燃气的温度，送风机再把加热后的空气送回发生炉参与 反应，提高热利用率。所述的送料装置底部设置螺旋送料机，螺旋送料机与发生炉连接，螺旋送料机与 地面为15度角，送料装置内部设置搅拌轴，燃料通过螺旋送料机送入发生炉内，搅拌轴搅 拌生物质燃料，防止生物质燃料搭桥堵塞。本实用新型的生物质流化床以废弃生物质为燃料，用空气做气化剂，降低了燃气 的生产成本，且燃气经过四级净化，燃气清洁度大大提高，有利于环境保护。燃料首先被加 工成一定颗粒度范围的燃料，然后由送料装置送入发生炉，在常压下进行流态化气化，在一 定炉温下热解，同时在发生炉内裂解燃气中的气相焦油，一部分细颗粒物燃料随燃气进入 净化系统。粗燃气经过四级净化系统的严格净化和充分冷却后，再注入储气罐内储存并以 恒压方式提供洁净燃气。
图1是本实用新型主视图其中，送料装置1，发生炉2，除尘器3，除尘风冷器4，喷淋塔5，过滤器6，引风机7， 电捕焦油器8，储气罐9，螺旋送料机10，均风室11，关风机12，裤型管13，切线进气口 14， 波纹管15，排灰管16，弯管17，高压离心风机18，波纹钢管19，洗涤塔20，文丘里管21，气 管22，进气管23，电源箱24，垂直防爆口 25，水平防爆口 26，出气管27，焦油排出口 28，夹层 29，方管30。
具体实施方式
实施例1 一种生物质流化床装置，包括送料装置1、发生炉2、除尘器3、除尘风冷 器4、喷淋塔5、过滤器6、电捕焦油器8以及储气罐9，各设备依次连接，除尘器3、除尘风冷 器4、喷淋塔5及过滤器6、电捕焦油器8组成四级净化系统，生物质燃料经由送料装置1送 入发生炉2，在发生炉2内流态化热解生成带有焦油、颗粒焦炭和灰尘的粗燃气，粗燃气经 过净化系统净化后储存在储气罐9内。该生物质流化床装置上还装有PCL控制器，PLC控 制器分别与送料装置1、发生炉2、净化系统及储气罐9连接，PLC控制器通过监测、控制各 部分设备的温度、压力及流量信号，合理调节加料量和送风量，提高生产效率。送料装置1由料斗、螺旋送料机10和支架组成，料斗放置在支架上；料斗上部为方 形，下部斜口，将生物质燃料加工成颗粒状后放入料斗，料斗内设置有搅拌轴，用搅拌轴不 停的搅拌生物质燃料，防止生物质燃料架空；料斗底部连接螺旋送料机10，螺旋送料机10 与地面夹角为15度角，螺旋送料机10由电磁调速电机、齿轮减速器和螺旋送料轴组成，送 料轴一端与发生炉2连接，颗粒燃料由送料轴送入发生炉2内。发生炉2为钢制筒体，由炉体、均风室11、螺旋除灰装置和支架组成，炉体放置在 支架上，炉体底部中间连接均风室11，均风室11用于布风；均风室11中部连接裤型管13， 裤型管13另外一端连接送风机，送风机又与除尘风冷器4的夹层29连接，把夹层29内的 高温空气送入发生炉2 ；炉体底部侧边有出灰口，出灰口连接由螺旋除灰机、电磁调速电机 和涡轮减速器组成的螺旋除灰装置，颗粒状的燃料在炉体内热解成带有焦油、颗粒焦炭和 灰尘的粗燃气，然后粗燃气进入四级净化系统净化。第一级净化为除尘器3除尘，除尘效率60%。除尘器3为长锥体，其上部侧壁设置 切线进气口 14，下部用法兰连接排灰管16，顶部设置波纹管15，波纹管15通过弯管17与除 尘风冷器4连接。发生炉2内产生粗燃气通过切线进气口 14进入除尘器3，粗燃气在除尘 器3内快速旋转，较大颗粒的灰尘在离心力作用下撞击除尘器3内壁，与粗燃气分离，粗燃 气通过波纹管15、弯管17进入除尘风冷器4 ；排灰管16底部设置关风机12，关风机12内 有旋转的扇叶，灰尘通过关风机12底部排出，并能避免空气进入除尘器3内部。第二级净化为除尘风冷器4除尘，除尘效率90%。除尘风冷器4包括风筒、高压离 心风机18和支架，风筒放置在支架上，风筒外壁用空心夹层29包裹，风筒顶部与弯管17连 接；风筒上部设置波纹钢管19，波纹钢管19与喷淋塔5连接；风筒底部设置排灰管16，该 排灰管16与除尘器3下部的排灰管16连通；支架下部放置高压离心风机18，风筒的夹层 29通过方管30分别与高压离心风机18、发生炉2的送风机连接。粗燃气进入除尘风冷器 4后流速减慢，粗燃气中的灰尘颗粒由于自身重力逐渐沉淀至风筒底部，通过排灰管16排 除，高压离心风机18把常温空气送入夹层29，吸收风筒内燃气的热量，降低燃气的温度，被 加热后的空气通过送风机返回发生炉2，提高燃气热的利用率。二次净化后的燃气由波纹钢 管19进入喷淋塔5。第三级净化为喷淋塔5除尘，除尘效率98%。喷淋塔5包括四个洗涤塔20、文丘里 管21、喷头以及支架组成；四个洗涤塔20串联后放置在支架上，各洗涤塔20之间用文丘里 管21连接，每个洗涤塔20内均放置一个喷头；燃气进入喷淋塔5后，通过喷头对燃气进行 清洗降温，进一步令燃气与灰尘分离。过滤器6通过气管22与喷淋塔5连接，气管22上装 有引风机7，引风机7把经过清洗的燃气引入过滤器6内再次过滤。[0020]第四级净化为电捕焦油器8除焦油和灰尘，主要用于除去燃气中的焦油，除尘效 率98%。多次过滤后的燃气通过进气管23进入电捕焦油器8下部，由电捕焦油器8顶部安 装的电源箱24提供电源，在电捕焦油器8内部产生高压电场，把燃气中带有的焦油分离出 来，得到纯净的燃气。电捕焦油器8侧壁上设置垂直防爆口 25、水平防爆口 26与焦油排出 口 28，两个防爆口在压力突然增大时泄压防爆。被分离出来的焦油通过焦油排出口 28排 出ο经过 四级净化后的纯净燃气通过出气管27储存在储气罐9内，以恒压方式提供洁 净燃气。本实用新型具有以下优点1、送料装置通过螺旋送料机进行送料与地面倾斜15度角，可以防止燃料回燃，提 高生物质流化床的可靠性和安全性；2、使用基于PLC控制器的生物质流化床气化过程控制系统。该系统通过检测生 物质流化床各主要设备的温度、压力及流量信号，合理调节加料量和送风量，提高了气化效 率、产气率、碳转化率和燃气热值；3、用送风机送入空气与燃气进行间接换热，提高生物质流化床的热利用率；4、维修操作简单，所需操作人员少；5、燃料的多样性，各种生物质原料，如稻壳，秸秆，锯末等，以及煤炭均可作为燃 料。
权利要求一种生物质流化床装置，包括送料装置(1)、发生炉(2)、除尘器(3)、喷淋塔(5)、过滤器(6)以及储气罐(9)，发生炉(2)分别与送料装置(1)及除尘器(3)连接，喷淋塔(5)与过滤器(6)连接后放置在除尘器(3)与储气罐(9)之间，其特征在于所述的生物质流化床装置还设置了除尘风冷器(4)和电捕焦油器(8)，除尘器(3)、除尘风冷器(4)、喷淋塔(5)与过滤器(6)、电捕焦油器(8)组成四级净化系统，除尘风冷器(4)放置在除尘器(3)与喷淋塔(5)之间；电捕焦油器(8)放置在过滤器(6)与储气罐(9)之间。
2.如权利要求1所述的一种生物质流化床装置，其特征在于所述的生物质流化床装 置上还安装了 PLC控制器，该控制器分别与送料装置(1 )、发生炉(2)、净化系统以及储气罐 (9)连接。
3.如权利要求1所述的一种生物质流化床装置，其特征在于所述的除尘风冷器(4)包 括风筒、高压离心风机(18)和支架，风筒放置在支架上，风筒外壁用空心夹层(29)包裹，风 筒顶部设置弯管(17)，除尘风冷器(4)通过弯管(17)与除尘器(3)连接；风筒底部设置排 灰管(16)，该排灰管(16)与除尘器(3)下部的排灰管(16)连通；支架上放置高压离心风机(18)，风筒夹层(29)通过方管(30)分别与高压离心风机(18)、发生炉(2)连接；波纹钢管(19)设置在风筒的上部，除尘风冷器(4)用波纹钢管(19)与喷淋塔(5)连接。
4.如权利要求1所述的一种生物质流化床装置，其特征在于所述的电捕焦油器(8) 顶部装有电源箱(24)，侧壁上设置垂直防爆口(25)、水平防爆口(26)、进气管(23)、出气管 (27)与焦油排出口(28)，电捕焦油器(8)通过进气管(23)和出气管(27)分别与过滤器(6) 及储气罐(9)连接。
5.如权利要求1所述的一种生物质流化床装置，其特征在于所述的发生炉(2)底部 中间设置均风室(11)，均风室(11)通过裤型管(13)与送风机连接，送风机同时还与除尘器 (3)及除尘风冷器(4)连接。
6.如权利要求1所述的一种生物质流化床装置，其特征在于所述的送料装置(1)底部 设置螺旋送料机(10)，螺旋送料机(10)与发生炉(2)连接，螺旋送料机(10)与地面为15度 角，送料装置(1)内部设置搅拌轴。
专利摘要一种生物质流化床装置，尤其是一种生物质材料为原料，加工出的燃气清洁、高效的生物质流化床装置。本实用新型的生物质流化床装置，包括送料装置、发生炉、除尘器、喷淋塔、过滤器以及储气罐，发生炉分别与送料装置及除尘器连接，喷淋塔与过滤器连接后放置在除尘器与储气罐之间，其特征在于所述的生物质流化床装置还设置了除尘风冷器和电捕焦油器，除尘器、除尘风冷器、喷淋塔与过滤器、电捕焦油器组成四级净化系统，除尘风冷器放置在除尘器与喷淋塔之间；电捕焦油器放置在过滤器与储气罐之间。本实用新型的生物质流化床以废弃生物质为燃料，用空气做气化剂，降低了燃气的生产成本，且燃气经过四级净化，燃气清洁度大大提高，有利于环境保护。
文档编号C10J3/84GK201746520SQ20102052493
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者张辉, 李中, 王文红, 甄恩明, 蔡正达 申请人:昆明电研新能源科技开发有限公司