生物质高低温热解联合循环系统

技术领域

本发明涉及生物质热能生产中的节能降碳及碳中和技术领域，具体是一种生物质高低温热解联合循环系统。

背景技术

目前，生物质的清洁化利用，已成为节能降碳及和碳中的重要领域。

具体来说，当前的生物质清洁化利用，主要采取生物质低温热解制气技术，该技术的基本特征是：首饰通过生物质低温热解而制成以一氧化碳为的煤气并排出炉渣(木炭)，其次将该煤气输入炉窑燃烧而排放烟气；由此可见，若将生物质低温热解所排放的炉渣即木炭与燃烧应用所产生的烟气通过高温热解及还原反应也转化成以一氧化碳为的煤气而循环燃烧，这既充分节省生物质，又极大减少碳排放，所以对节能降碳及和碳中更是意义非凡。

为此，如何通过高温热解及氧化还原反应而将生物质低温热解所废弃的炉渣即木炭与燃烧产生的高温烟气转化为煤气，则是本发明研究目标。

发明内容

基于上述，本发明提出了所述生物质高低温热解联合循环系统。

所述的生物质高低温热解联合循环系统，核心是将生物质低温热解中所废弃的炉渣即木炭与燃烧应用中的高温烟气进行高温热解及氧化还原反应则转化为煤气而循环燃烧，以致形成生物质低温热解与高温热解及其还原反应的联合循环系统；

为了实现生物质高低温热解的联合循环运行，，所述的生物质高低温热解联合循环系统包括生物质料仓、低温热解炉、低温热解气燃烧器及喷头、燃气炉窑及燃机、自动耐热烟阀、高温烟管、高温风机、高温热解还原炉、煤气监控及除尘器、煤气风机、煤气管、自动煤气阀、高温热解气燃烧器及喷头、炉渣即木炭输出机、炉渣即木炭输送机、烟气除硫脱硝器、空气预热器、热风管、自动热风阀、烟气除尘净化器、烟气及欠氧乏气管和烟气风机，以及配套有上料机、炉渣即木炭仓储及烘干装置、蒸汽气化剂源、储气柜、煤气应用、风机、保温、管道、阀门、缆线、仪表、控制及人工智能；其中：

所述生物质料仓的出料口连通所述低温热解炉的进料口；所述低温热解炉的煤气出口连通所述低温热解气燃烧器及喷头的煤气进口；所述低温热解气燃烧器及喷头的火焰口连通所述燃气炉窑及燃机的炉膛或燃烧室；

所述燃气炉窑及燃机的高温烟气出口连通所述自动耐热烟阀；所述自动耐热烟阀经所述高温烟管及所述高温风机串联而连通所述高温热解还原炉的气化剂进口；所述高温热解还原炉的煤气出口经所述煤气监控及除尘器、所述煤气风机、所述煤气管及所述自动煤气阀串联而连通所述高温热解气燃烧器及喷头的煤气进口；所述高温热解气燃烧器及喷头的火焰口连通所述燃气炉窑及燃机的炉膛或燃烧室；

所述低温热解炉底部的炉渣即木炭出口连通所述炉渣即木炭输出机的进料口；所述炉渣即木炭输出机的出料口连通所述炉渣即木炭输送机的进料口；所述炉渣即木炭输送机的出料口连通所述高温热解还原炉的碳源进口；

所述燃气炉窑及燃机的排烟口连通所述烟气除硫脱硝器的烟气进口；所述烟气除硫脱硝器的烟气出口连通所述空气预热器的烟气进口；所述空气预热器的热风出口经所述热风管及所述自动热风阀串联而分别连通所述低温热解气燃烧器及喷头和所述高温热解气燃烧器及喷头各自的空气进口；

所述空气预热器的烟气出口连通所述烟气除尘净化器的烟气进口；所述烟气除尘净化器的烟气出口经所述烟气及欠氧乏气管和所述烟气风机串联而连通所述低温热解炉的气化剂进口；

所述自动耐热烟阀，所述高温风机，所述煤气监控及除尘器，所述煤气风机、所述自动煤气阀和所述烟气风机则经有线或无线联通集控中心。

进一步的，所述低温热解炉包含以生物质原料而制备以一氧化碳为主的煤气之装置。

进一步的，所述燃气炉窑及燃机包含燃气类的锅炉或窑炉或燃气轮机或内燃机或外燃机之装置。

进一步的，所述自动耐热烟阀、所述自动煤气阀和自动热风阀均为电动、电磁、油动及气动之类的耐高温气体阀门。

进一步的，所述高温风机为高温烟风增加风压及风量的装置。

进一步的，所述高温热解还原炉包含木炭及碳源容器与高温烟气而进行生物质高温热解及氧化还原反应装置或电磁加热式生物质高温热解及氧化还原反应装置。

进一步的，所述煤气监控及除尘器包含带有监测控制仪器的煤气除尘净化装置。

进一步的，所述炉渣即木炭输出机与所述炉渣即木炭输送机之组合为所述低温热解炉底部炉渣出口至所述高温热解及还原反应炉顶部碳源进口之间包含炉渣即木炭输出、输送、提升与输入的装置。

相对于现有的技术及系统，本发明所述的技术方案有益效果是：

本发明在所述低温热解炉的2C+O

附图说明

图1是所述生物质高低温热解联合循环系统的一种结构及构造示意图；

图1中：1生物质料仓、2低温热解炉、3低温热解气燃烧器及喷头、4燃气炉窑及燃机、5自动耐热烟阀、6高温烟管、7高温风机、8高温热解还原炉、9煤气监控及除尘器、10煤气风机、11煤气管、12自动煤气阀、13高温热解气燃烧器及喷头、14炉渣及木炭输出机、15炉渣及木炭输机、16烟气除硫脱硝器、17空气预热器、18热风管、19自动热风阀、20烟气除尘净化器、21烟气及欠氧乏气管和22烟气风机。

具体实施方式

为了进一步了解本发明所述的生物质高低温热解联合循环系统，下面结合附图1对发明所述的生物质高低温热解联合循环系统作详细叙述：

申请人需要特别说明的是，本发明所述的燃气炉窑及燃机可以为燃气的锅炉或窑炉或燃气轮机或内燃机或外燃机，锅炉或窑炉或燃气轮机或内燃机或外燃机在本发明中的作用相同，即通过燃烧煤气而产生热能及烟气，因此，相互可完全替代；另外，热解气燃烧器等价于喷头，其作用也相同，主要用于喷射可燃气体。

本实施例以热能装备中的锅炉为例，详细描述本发明所述技术方案，具体如下：

如图1所示，本发明实施例的所述生物质高低温热解联合循环系统包括：生物质料仓1、低温热解炉2、低温热解气燃烧器及喷头3、燃气炉窑及燃机4、自动耐热烟阀5、高温烟管6、高温风机7、高温热解还原炉8、煤气监控及除尘器9、煤气风机10、煤气管11、自动煤气阀12、高温热解气燃烧器及喷头13、炉渣即木炭输出机14、炉渣即木炭输机15、烟气除硫脱硝器16、空气预热器17、热风管18、自动热风阀19、烟气除尘净化器20、烟气及欠氧乏气管21和烟气风机22；其中：

所述生物质料仓1的出料口连通所述低温热解炉2的进料口；所述低温热解炉2的煤气出口连通所述低温热解气燃烧器及喷头3的煤气进口；所述低温热解气燃烧器及喷头3的火焰口连通所述燃气炉窑及燃机4的炉膛或燃烧室；

所述燃气炉窑及燃机4的高温烟气出口连通所述自动耐热烟阀5；所述自动耐热烟阀5经所述高温烟管6及所述高温风机7串联而连通所述高温热解还原炉8的气化剂口；所述高温热解还原炉8的煤气出口经所述煤气监控及除尘器9、所述煤气风机10、所述煤气管11及所述自动煤气阀12串联而连通所述高温热解气燃烧器及喷头13的煤气进口；所述高温热解气燃烧器及喷头13的火焰口连通所述燃气炉窑及燃机4的炉膛或燃烧室；

所述低温热解炉2底的炉渣即木炭出料口连通所述炉渣即木炭输出机14的进料口；所述炉渣即木炭输出机14的出料口连通所述炉渣即木炭输送机15的进料口；所述炉渣即木炭输送机15的出料口连通所述高温热解还原炉8的碳源进料口；

所述燃气炉窑及燃机4的排烟口连通所述烟气除硫脱硝器16热端的烟气进口；所述烟气除硫脱硝器16冷端的烟气出口连通所述空气预热器17热端的烟气进口；所述空气预热器17热端的热风出口经所述热风管18及所述自动热风阀19串联而分别连通所述低温热解气燃烧器及喷头3和所述高温热解气燃烧器及喷头13各自的空气进口；所述空气预热器17冷端的烟气出口连通所述烟气除尘净化器20热端的烟气进口；所述烟气除尘净化器20冷端的烟气出口经所述烟气及欠氧乏气管21和所述烟气风机22串联而连通所述低温热解炉2的气化剂进口；

所述自动耐热烟阀5，所述高温风机7，所述煤气监控及除尘器9，所述煤气风机10、所述自动煤气阀12和所述烟气风机22则通过有线或无线联通系统集控中心。

实施例所表达的本发明技术方案主要内容与核心构想是：在所述低温热解炉2、所述低温热解气燃烧器3和所述燃气炉窑及燃机4的低温热解气燃烧基础上，通过以所述低温热解炉2排放的炉渣即木炭为碳源而在所述高温热解还炉8内，与所述自动耐热烟阀5、所述高温烟管6及所述高温风机7串联输入的高温烟气为气化剂而进行高温热解及氧化还原反应则产生煤气，以及该煤气经所述高温热解气燃烧器及喷头13再输入所述燃气炉窑及燃机4内燃烧，以致形成生物质低温热解与高温热解联合循环体系。

具体的，所述低温热解炉2包含以生物质原料而制备以一氧化碳为主的煤气之装置。

具体的，所述燃气炉窑及燃机4包含燃气类的锅炉或窑炉或燃气轮机或内燃机或外燃机之装置。

具体的，所述自动耐热烟阀5、所述自动煤气阀12和自动热风阀19均为电动、电磁、油动及气动之类的耐高温气体阀门。

具体的，所述高温风机7为高温烟风增加风压及风量的装置。

具体的，所述高温热解还原炉8包含木炭及碳源容器与高温烟气而进行生物质高温热解及氧化还原反应装置或电磁加热式生物质高温热解及氧化还原反应装置。

具体的，所述煤气监控及除尘器9为带有监测控制仪器的煤气除尘净化装置。

具体的，所述炉渣即木炭输出机14与所述炉渣即木炭输送机15之组合为所述低温热解炉底部炉渣出口至所述高温热解及还原反应炉顶部碳源进口之间包含炉渣即木炭输出、输送、提升与输入的装置。

上述实施例表明，本申请人依据基本科学规律和公开的工业技术，针对目前生物质低温热解所存在的废弃炉渣即木炭及其生物质原料消耗量较大之产业痛点，则因地制宜的利用生物质低温热解及其燃烧的炉渣即木炭和高温烟气，而通过切实可行的高温热解还炉将炉渣即木炭与高温烟气转化为煤气，以致为当下生物质的节能降碳及碳中和提供高低温热解联合循环解决方案。

通过上述实施例，可见本发明所述的所述生物质高低温热解联合循环系统具有如下显著技术效果：

在实施例的高低温热解联合循环技术中，以所述低温热解炉2、所述低温热解气燃烧器3和所述燃气炉窑及燃机4的低温热解气燃烧为基础，通过以所述低温热解炉2废弃的炉渣即木炭为碳源与所述自动耐热烟阀5、所述高温烟管6及所述高温风机7串联输入的低温热解气燃烧所形成的高温烟气为气化剂，则在所述高温热解还炉8内进行高温热解及氧化还原反应则产生煤气，该煤气经所述高温热解气燃烧器及喷头13再输入所述燃气炉窑及燃机4燃烧而形成生物质低温热解与高温热解联合循环系统，这既比同容量常规低温热解制煤气提升热能总量约50％，又比同等量的热能则节省约50％生物质原料。

以上实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，并通过实施例而帮助理解本申请的核心思想；若本领域的一般技术人员，依据本申请的核心思想而在具体实施及应用中有所增减改变，则不应理解为对本申请的限制。