[发明专利]生物质炭气联产系统及工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质利用，特别涉及生物质利用的炭气联产系统及工作方法。

背景技术

随着作为主要能源来源的常规化石燃料在迅速地减少，人类对低热值燃料利用的关注将日益增加，如生物质燃料、煤泥、城市固废等，尤其是生物质燃料，因为它是植物通过光合作用生成的有机物，它的最初来源是太阳能，同时是可再生的、且来源丰富、广泛。

目前，生物质的利用主要分为：制炭、制燃气、直燃供热或发电，这些利用方式都是相对独立的工艺过程。而现有的生物质制炭、制燃气的生产工艺参数较固定，经常出现制炭和制燃气不可兼得，并且难以根据实际用户用气负荷和炭的市场需求自行调节产炭与燃气的比例。

此外，现有的生物质制炭或制燃气的气化工艺，采用上吸式燃气收集方式，其燃气中焦油含量较高，焦油会腐蚀设备、影响燃气品质、堵塞管道，容易产生二次污染，严重影响可燃气体的后续利用，也降低了气化炉的使用寿命。目前采用气化炉外去除焦油，通常的去除方式为：喷淋冷却、电捕焦、物理过滤、活性炭吸附等。这些炉外去除焦油的方式都具有不足，如：运行成本高、可靠性低、焦油本身蕴含的能量未能利用且造成二次污染。

因此，如何高效利用生物质并实现可调节的炭气联产是本领域急需解决的技术难题。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种炭气比例可调节、高效利用生物质资源、出产燃气品质高、可连续作业的生物质炭气联产系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种生物质炭气联产系统，所述炭气联产系统包括热解气化炉、进风口，所述进风口设置在热解气化炉的上部；所述炭气联产系统进一步包括：

燃气出口，所述燃气出口设置在所述热解气化炉的积炭还原层和燃烧层之间；

切换部件，所述切换部件用于使燃气出口选择性地连通至少二路焦油去除装置中的任一路；

至少二路焦油去除装置，每一路焦油去除装置包括；

焦油净化器，所述焦油净化器具有内部扩张的腔室，焦油净化器内设置过滤部件；

第一压力检测部件和第二压力检测部件，分别设置在所述焦油净化器的上游和下游；

阀门，所述阀门设置在所述焦油净化器的下游。

根据上述的炭气联产系统，可选地，所述炭气联产系统进一步包括蒸汽提供装置，所述蒸汽提供装置包括：

锅炉，所述锅炉的蒸汽出口连通所述扩张的腔室；

空气进口和燃料入口设置在所述锅炉的燃烧室上；

所述扩张的腔室上具有催化剂进口。

根据上述的炭气联产系统，可选地，每一路焦油去除装置进一步包括：

膨胀腔，所述膨胀腔设置在切换部件和第一压力检测部件之间；

第一进口，所述第一进口设置在所述膨胀腔上，所述锅炉的蒸汽出口连通第一进口；

第二进口，所述第二进口设置在所述膨胀腔上。

根据上述的炭气联产系统，可选地，所述至少二路焦油去除装置的输出端连通储气罐。

根据上述的炭气联产系统，优选地，所述过滤部件的填料采用多孔炭。

本发明的目的还在于提供了一种炭气比例可调的、高效利用生物质资源、出产燃气品质高、可连续作业的生物质炭气联产方法，也即上述炭气联产系统的工作方法；该发明目的通过以下技术方案的得以实现：

生物质炭气联产系统的工作方法，所述工作方法包括以下步骤：

(A1)生物质从热解气化炉的投料口进入，依次经过干燥层、热解层、积炭还原层、燃烧层，制得的炭从底部排出；

(A2)经切换部件切换，燃气出口连通至少二路焦油去除装置中的一路；

进入焦油净化器内的携带有焦油的燃气膨胀，一部分粘附在腔内壁上，另一部分焦油被过滤部件截留；

(A3)根据所需的炭气产量比例而确定所述切换部件的切换频率：所述炭气产量比例越高，切换频率越低；

所述切换部件按照所述切换频率工作；

(A4)清理过滤部件上的焦油，使焦油发生裂解反应，生成可燃气体。

根据上述的工作方法，优选地，所述过滤部件的填料采用多孔炭，来源于所述热解气化炉制得的炭。

根据上述的工作方法，优选地，所述切换部件的工作方式为：

检测通入燃气的焦油净化器下游、上游的压力差：

若所述压力差不大于阈值，该路焦油去除装置继续工作；