[发明专利]一种分布式生物能源站及其乡村区域能源网

说明书

本发明公开了一种分布式生物能源站及其乡村区域能源网，分布式生物能源站是以乡村点分布形式，由生物燃料厂制造出来的生物质粉末燃料、基于生物质粉末燃料制造出来的蒸汽、燃气和电力构成的生物能源产业链，分布式生物能源站由制造生物燃料厂、制造生物蒸汽厂、制造生物燃气厂和制造生物发电厂组成，制造生物燃料厂，其机器设备包括秸秆破损机、烘干机、粉碎机组成；制造生物蒸汽厂，其机器设备包括料袋、鼓风机及其管道、喷嘴器、锅炉组成，乡村区域能源网，以分布制造、集中收集、集中输配送模式，以管网、电网形式输送生物能源，更好的方法解决气源、热源、电源品质数量稳定性问题，更加适合于规模化、工业化运营与管理。

技术领域

本发明涉及生物能源技术领域，具体为一种分布式生物能源站及其乡村区域能源网。

背景技术

在环境排放方面，固体燃料煤燃烧效率低，燃烧温℃低，因而产生焦油、VOC和残留碳末等大气雾霾之源。长期以来高耗能高污染高分散的工业锅炉，已成为国家节能减排长期的老大难问题。

近几年来，由于全国各地雾霾的出现，20t/h以下的工业锅炉和取暖被广泛禁止燃煤，并主推天然气燃料。天然气燃料为悬浮气态燃烧特性，采用管路直接喷入炉膛燃烧，所以天然气锅炉不需要送料和排灰的炉排，锅炉体积紧凑，密封，热效率可以在90％以上，燃烧效率98％，锅炉总的能源利用效率可以达到88％，比固体燃料的炉排锅炉的能源利用总效率高30％左右。

但是，天然气是储量极为有限的化石能源，甲烷含量高达95％，也是极为重要的有机化工原料，有了它就可以转化得到各种比能源更为重要的有机化学品、塑料和纤维。将天然气大规模用作工业锅炉的燃料，从资源的角度，实际上是对人类资源的巨大浪费。

运用粉尘爆炸高效燃烧原理，生物质纤维材料高效制备成为粒径在250微米以下的生物质米化燃料(小于粉尘爆炸的极限粒径)，由于生物质材料具有丰富的微观孔网结构，孔径大约在25微米，孔间壁厚大约20微米，孔间壁具有丰富的毛细管，微米化燃料与空气预混后，空气可以通过经孔网通道，自由充满整个生物质微米燃料微粒的内部，同时生物质有机挥发分高达70％，氢含量高达6％，这种预混燃料在1000℃的温℃条件下，生物质有机化合物的瞬间气化，转变成为氢气、CO和甲烷，并与就近等到的氧气碰撞形成高速的单相燃烧，彻底变革常规木柴和生物质成型燃料的慢速多项燃烧。这是科学方法使生物质能量瞬间释放，燃烧温℃可以达到1450℃以上的工业能源的要求，所揭示的科学规律是，急速提高贫瘠碳氢资源生物质燃烧的能源释放速℃，生物质也能成为支撑工业的高温能源。生物质通过微米化和粉尘云燃烧，能源品质得到了革命性的提高，直接燃烧温℃已经达到了1450℃以上，通过适当的措施可以到达1900℃，是新一类绿色“高温火源”，结束了6000年来人类为了获取高温驱动工业，只能依靠高代价的炼制木炭和开采化石燃料的历史。完全可以作为绿色工业能源，广泛应用于火力发电、金属熔炼、海水淡化、窑炉燃料、城镇取暖、燃气制备、燃油制备、合成气制备等等。这个由生态资源支撑的可持续发展的绿色工业能源，将能构建新的绿色工业方法和工业体系。

微米级粉末燃料是用生物质经过微米化转变成为粒径在250微米以下的燃料，这种粒径细小的碳氢燃料与空气预混后，在高温炉膛中可以形成高速单相燃烧，高速燃烧促进了燃烧温℃的提高，燃烧温℃的提高又促进了燃烧效率的提高的，燃烧效率的提高进而促进了燃料的清洁燃烧。霄燃料具有以下优异的燃料特性：

高效燃料：燃烧效率可以97％以上，达到天然气的水平，比常规燃煤和生物质成型燃料的燃烧效率提高10％以上，在工业锅炉的能源利用总效率比煤和生物质成型燃料的炉排锅炉提高25％以上。

高清燃料：固体燃料气体化，焦油、碳末燃尽，无机灰分熔化分离。

高温燃料：燃烧温℃可以到达1450℃以上，比生物质成型燃料提高400℃以上，生物质燃料的品质由此提高成为了和化石燃料一样的工业燃料，可以广泛用于各种工业生产领域。