一種利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法與裝置，包括生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化裝置、氣體冷卻裝置、氣體電捕焦裝置和氣體發(fā)電裝置；氣化爐的氣體出口通過管道與風(fēng)冷換熱器的進(jìn)氣口連通，風(fēng)冷換熱器的出氣口與一級(jí)水冷換熱器的進(jìn)口連通，一級(jí)水冷換熱器的出口與電捕焦油器的進(jìn)氣口連通，電捕焦油器的上端設(shè)有出氣口，出氣口通過引風(fēng)機(jī)與二級(jí)水冷換熱器的進(jìn)氣口連通，二級(jí)水冷換熱器的出氣口與捕滴器連通，捕滴器與發(fā)電機(jī)組連通。本發(fā)明在高溫、缺氧的條件將生物質(zhì)顆粒熱解氣化成烷類、一氧化碳、焦油等可燃?xì)怏w和水蒸氣，通過對(duì)可燃?xì)怏w充分冷卻和凈化，使可燃?xì)怏w達(dá)到低污染燃?xì)獍l(fā)電的要求，從而使生物質(zhì)顆粒高效地綜合利用。
【專利說明】一種利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法與裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生活污泥處理，特別是涉及一種利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法與裝置，是一種生活污泥經(jīng)脫水干燥后的資源化方法，用于生活污泥的綜合利用。

【背景技術(shù)】
[0002]在污泥處置中，傳統(tǒng)的污泥處理主要方法填埋、堆肥、焚燒三種技術(shù)日益顯示出其缺陷，如填埋占用大片土地，堆肥法處理量小、效率低，焚燒法容易產(chǎn)生二次污染，使污泥處理真正實(shí)現(xiàn)起來困難重重。
[0003]目前，比較普遍的做法是用污泥壓干機(jī)將污泥壓濾到低含水率，直接進(jìn)行焚燒，用來發(fā)電或供熱。此法雖然簡(jiǎn)單但是卻會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成污染。中國實(shí)用新型專利CN203794764U公開了一種生活污泥深度干化和資源化利用一體式裝置，包括污泥傳送裝置、污泥改性裝置、污泥機(jī)械脫水裝置、污泥烘干裝置和污泥資源化裝置；污泥機(jī)械脫水裝置為板框式壓濾脫水機(jī)；污泥烘干裝置為熱泵；污泥資源化裝置包括混合機(jī)和造粒機(jī)；污泥池和污泥改性罐通過第一單螺桿泵和第一管道連接；污泥改性罐與板框式壓濾機(jī)通過第二單螺桿泵和第二管道連接；板框式壓濾機(jī)與熱泵通過第一傳送帶連接，熱泵通過第二傳送帶與混合機(jī)連接，混合機(jī)通過第四傳送帶與造粒機(jī)連接。經(jīng)本發(fā)明中的裝置處理后污泥的含水率可以控制在20%以下，有利于降低了污泥的體積，節(jié)省污泥后續(xù)的運(yùn)輸，處置成本，但要利用該發(fā)明產(chǎn)出的生活污泥生物質(zhì)顆粒，則需要相應(yīng)的資源化設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種可平穩(wěn)利用生活污泥生物質(zhì)顆粒發(fā)電，二次污染危害非常小的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法與裝置。
[0005]本發(fā)明采用熱解氣化技術(shù)將生活污泥生物質(zhì)顆粒放入熱解氣化爐中，在高溫、缺氧的條件下，經(jīng)過一段時(shí)間熱解氣化反應(yīng)，使生物質(zhì)顆粒中有機(jī)類組分得到充分的熱解氣化，在熱解氣化過程中有機(jī)質(zhì)大分子態(tài)裂解成小分子態(tài)可燃?xì)怏w，并經(jīng)風(fēng)冷和水冷方法，對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)行冷卻，同時(shí)使用電捕焦技術(shù)、水霧分離技術(shù)對(duì)可燃?xì)怏w進(jìn)一步凈化，使可燃?xì)怏w達(dá)到低污染燃?xì)獍l(fā)電的要求，經(jīng)燃料發(fā)電機(jī)發(fā)電，從而使生活污泥生物質(zhì)顆粒高效地綜合利用；本發(fā)明熱解氣化過程沒有直接的氣體排出，電捕焦技術(shù)從焦油出口排入焦油池I的焦油、粉塵等粒子量少，還可進(jìn)一步資源化利用或處理；進(jìn)入發(fā)電機(jī)組的燃?xì)庖呀?jīng)經(jīng)過凈化處理，產(chǎn)生的二次污染很小。
[0006]本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]一種利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法與裝置，包括生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化裝置、氣體冷卻裝置、氣體電捕焦裝置和氣體發(fā)電裝置；
[0008]所述生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化裝置包括斗式提升機(jī)、螺旋進(jìn)料機(jī)、勻料機(jī)、氣化爐、鼓風(fēng)機(jī)和螺旋出料機(jī)；所述氣化爐中設(shè)有可開合地將氣化爐分4為上下封閉兩層的氣化爐閥門，上層為進(jìn)料層，下層為熱解氣化層；斗式提升機(jī)、螺旋進(jìn)料機(jī)和勻料機(jī)依次連接，勻料機(jī)位于進(jìn)料層的上端，鼓風(fēng)機(jī)與汽化爐燃燒室連通，螺旋出料機(jī)連接在熱解氣化層的底部；氣化爐的熱解氣化層上部設(shè)有氣體出口；
[0009]所述氣體冷卻裝置包括風(fēng)冷換熱器、一級(jí)水冷換熱器、二級(jí)水冷換熱器、第一冷凝池、第二冷凝池、冷卻塔、第一水泵、第二水泵；氣體過濾裝置包括電捕焦油器、引風(fēng)機(jī)、焦油池和捕滴器；氣化爐的氣體出口通過管道與風(fēng)冷換熱器的進(jìn)氣口連通，風(fēng)冷換熱器的出氣口與一級(jí)水冷換熱器的進(jìn)口連通，一級(jí)水冷換熱器的出口與電捕焦油器的進(jìn)氣口連通，電捕焦油器的底部設(shè)有焦油出口，焦油出口與焦油池連通，電捕焦油器的上端設(shè)有出氣口，出氣口通過引風(fēng)機(jī)與二級(jí)水冷換熱器的進(jìn)氣口連通，二級(jí)水冷換熱器的出氣口與捕滴器連通，捕滴器與發(fā)電機(jī)組連通；第一水泵一端連接第一冷凝池，另一端分別與風(fēng)冷換熱器和一級(jí)水冷換熱器頂部連通；第二水泵一端通過管道與第二冷凝池連通，另一端通過管道分別與一級(jí)水冷換熱器和二級(jí)水冷換熱器的進(jìn)水口連通，一級(jí)水冷換熱器和二級(jí)水冷換熱器的出水口都與冷卻塔連通。
[0010]應(yīng)用上述裝置的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法，包括如下步驟:
[0011]I)向氣化爐4內(nèi)加入燃料，點(diǎn)火燃燒，鼓風(fēng)機(jī)將空氣送入氣化爐，使?fàn)t內(nèi)燃料充分燃燒，控制氣化爐內(nèi)溫度升至360 °C?440 °C ；
[0012]2)通過斗式提升機(jī)、螺旋進(jìn)料機(jī)和勻料機(jī)將生物質(zhì)顆粒加入氣化爐的進(jìn)料層，當(dāng)進(jìn)料質(zhì)量與氣化爐容積比達(dá)到0.2?0.25t/m3時(shí)，螺旋進(jìn)料機(jī)停止工作，并將氣化爐上層與外界空氣流通隔斷，同時(shí)打開氣化爐閥門，在勻料機(jī)的作用下，生物質(zhì)顆粒進(jìn)入氣化爐下層；
[0013]3)氣化爐內(nèi)的生物質(zhì)顆粒在缺氧的條件下，并在溫度400-450°C的灼熱燃?xì)獾暮婵鞠?，?jīng)過I?1.5小時(shí)熱解氣化反應(yīng)，得到充分的熱解氣化，在熱解氣化過程中有機(jī)質(zhì)大分子態(tài)裂解成小分子態(tài)，發(fā)生干餾反應(yīng)，生成烷類、一氧化碳、氫氣、焦油的可燃?xì)怏w和水蒸氣，剩余物為熔融爐渣，各類細(xì)菌病原菌被殺滅；
[0014]4)溫度為180?250°C的烷類、一氧化碳、氫氣、焦油和水蒸氣的混合氣體單位立方米產(chǎn)氣氣量200?300mVh的速度從氣化爐上部排出并經(jīng)管道進(jìn)入風(fēng)冷換熱器，在風(fēng)冷換熱器中，可燃?xì)怏w與空氣進(jìn)行熱交換，熱交換后可燃?xì)怏w降至120?150°C，從風(fēng)冷換熱器出口排出；若可燃?xì)怏w溫度不能達(dá)到額定溫度120?150°C，啟動(dòng)第一水泵，將第一冷凝池中的水注入風(fēng)冷換熱器頂端，水沿著輸送可燃?xì)怏w的管道外壁，在重力的作用下自上往下流動(dòng)，強(qiáng)制冷卻；在第一冷凝池收集流下的水，從而形成循環(huán)水；
[0015]5)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入一級(jí)水冷換熱器，第二水泵向一級(jí)水冷換熱器循環(huán)水管道注入第二冷凝池中的循環(huán)水，可燃?xì)怏w與循環(huán)水進(jìn)行熱交換，可燃?xì)怏w進(jìn)一步冷卻至60?90°C，當(dāng)其溫度不能達(dá)到額定溫度60?90°C時(shí)，啟動(dòng)第一水泵，將第一冷凝池中的循環(huán)水注入一級(jí)水冷換熱器頂端，循環(huán)水沿著輸送可燃?xì)怏w的管道外壁，在重力的作用下自上往下流動(dòng)，強(qiáng)制冷卻；
[0016]6)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入電捕焦油器，在電捕焦油器中電場(chǎng)的作用下，可燃?xì)怏w中的焦油、粉塵、水霧的粒子與電子結(jié)合帶電，在電場(chǎng)力的作用下向兩極運(yùn)動(dòng)；到達(dá)沉淀極板中和后，依靠殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過焦油出口排出進(jìn)入焦油池，可燃?xì)怏w實(shí)現(xiàn)初步過濾；
[0017]7)電捕焦油器中的可燃?xì)怏w在引風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)管道進(jìn)入二級(jí)水冷換熱器，第二水泵向二級(jí)水冷換熱器循環(huán)水管道注入第二冷凝池中的循環(huán)水，可燃?xì)怏w與循環(huán)水進(jìn)行熱交換，可燃?xì)怏w進(jìn)一步冷卻至30?40°C ；
[0018]8)流經(jīng)一級(jí)水冷換熱器及二級(jí)水冷換熱器中的循環(huán)水進(jìn)入冷卻塔，循環(huán)水在冷卻塔中與空氣進(jìn)行熱交換；
[0019]9)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入捕滴器，捕滴器分離出可燃?xì)怏w中水霧；隨后可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
[0020]優(yōu)選地，每小時(shí)給氣化爐4添加進(jìn)料質(zhì)量與氣化爐容積比為20?25kg/m3的生物質(zhì)顆粒。
[0021]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]①能耗少，成本低。原料來源于污泥脫水后制成的生物質(zhì)顆粒，該原料成本極低，同時(shí)相對(duì)于其它的處理污泥的方式，所需的設(shè)備成本費(fèi)用低；
[0023]②采用先進(jìn)的進(jìn)料技術(shù)和高效的氣化技術(shù)，生活污泥處理后得到的生物質(zhì)顆?？梢赃B續(xù)進(jìn)入氣化爐，與生活污泥深度干化和資源化利用一體式裝置相互結(jié)合，可以全天24小時(shí)不間斷處理生活污泥；
[0024]③可燃?xì)怏w冷卻時(shí)綜合考慮各階段的冷卻效果，在不同階段分別采用風(fēng)冷和水冷的方式，同時(shí)水冷中的循環(huán)水是循環(huán)利用的，從而實(shí)現(xiàn)自然資源和水資源的高效利用。
[0025]④可燃?xì)怏w燃燒發(fā)電前采用了電捕焦技術(shù)，除去了可燃?xì)怏w中的焦油、水汽以及粉塵，因而保證了燃燒發(fā)電所需要的氣體質(zhì)量，同時(shí)二次污染很小。
[0026]⑤充分利用了污泥中的有機(jī)物成分進(jìn)行氣化發(fā)電，經(jīng)后續(xù)的穩(wěn)壓等處理措施后可作為日常的用電，從而降低污泥處理的成本，做到變廢為寶。
[0027]⑥經(jīng)氣化后的廢渣由于經(jīng)歷了高溫、無氧階段，能有效的起到殺菌消毒的作用，因而廢渣可以安全地用于制磚等處理方式。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為一種利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法與裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中示出:斗式提升機(jī)1、螺旋進(jìn)料機(jī)2、勻料機(jī)3、氣化爐4、氣化爐閥門4-1、鼓風(fēng)機(jī)5、螺旋出料機(jī)6、風(fēng)冷換熱器7、第一水泵8、第一冷凝池9、一級(jí)水冷換熱器10、電捕焦油器11、引風(fēng)機(jī)12、焦油池13、冷卻塔14、第二水泵15、第二冷凝池16、二級(jí)水冷換熱器17、捕滴器18及發(fā)電機(jī)組19。

【具體實(shí)施方式】
[0030]為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限如此。
[0031]如圖1所示，一種生活污泥生物質(zhì)顆粒的氣化與發(fā)電裝置，包括生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化裝置、氣體冷卻裝置、氣體電捕焦裝置和氣體發(fā)電裝置。
[0032]生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化裝置包括斗式提升機(jī)1、螺旋進(jìn)料機(jī)2、勻料機(jī)3、氣化爐4、鼓風(fēng)機(jī)5和螺旋出料機(jī)6 ;其中，氣化爐4中設(shè)有可開合將氣化爐分4為上下封閉兩層的氣化爐閥門4-1，上層為進(jìn)料層，下層為熱解氣化層；斗式提升機(jī)1、螺旋進(jìn)料機(jī)2和勻料機(jī)3依次連接，勻料機(jī)3位于進(jìn)料層的上端，鼓風(fēng)機(jī)5與汽化爐燃燒室連通，螺旋出料機(jī)6連接在熱解氣化層的底部；氣化爐4的熱解氣化層頂部設(shè)有氣體出口 ；斗式提升機(jī)1、螺旋進(jìn)料機(jī)2、勻料機(jī)3用于將生物質(zhì)顆粒輸送至氣化爐，氣化爐4用于生物質(zhì)顆粒的氣化，鼓風(fēng)機(jī)5用于在燃料燃燒和氣化階段將空氣送入氣化爐，螺旋出料機(jī)6將氣化后的廢渣排出氣化爐。氣化爐閥門4-1為保證爐內(nèi)的的氧氣含量較少，氣化爐4加料采用隔離式設(shè)計(jì)，氣化爐閥門4-1將氣化爐分4為上下兩層，在螺旋進(jìn)料機(jī)2向氣化爐上層添加生物質(zhì)顆粒時(shí)，氣化爐閥門4_1關(guān)閉；
[0033]氣體冷卻裝置包括風(fēng)冷換熱器7、一級(jí)水冷換熱器10、二級(jí)水冷換熱器17、第一冷凝池9、第二冷凝池16、冷卻塔14、第一水泵8、第二水泵15 ;氣體過濾裝置包括電捕焦油器11、引風(fēng)機(jī)12、焦油池13和捕滴器18 ;氣化爐4的氣體出口通過管道與風(fēng)冷換熱器7的進(jìn)氣口連通，風(fēng)冷換熱器7的出氣口與一級(jí)水冷換熱器10的進(jìn)口連通，一級(jí)水冷換熱器10的出口與電捕焦油器11的進(jìn)氣口連通，電捕焦油器11的底部設(shè)有焦油出口，焦油出口與焦油池13連通，電捕焦油器11的上端設(shè)有出氣口，出氣口通過引風(fēng)機(jī)12與二級(jí)水冷換熱器17的進(jìn)氣口連通，二級(jí)水冷換熱器17的出氣口與捕滴器18連通，捕滴器18與發(fā)電機(jī)組19連通；第一水泵8 一端連接第一冷凝池9，另一端分別與風(fēng)冷換熱器7和一級(jí)水冷換熱器10頂部連通；第二水泵15 —端通過管道與第二冷凝池16連通，另一端通過管道分別與一級(jí)水冷換熱器10和二級(jí)水冷換熱器17的進(jìn)水口連通，一級(jí)水冷換熱器10和二級(jí)水冷換熱器17的出水口都與冷卻塔14連通，冷卻塔14與第二冷凝池16連通。第一冷凝池9位于風(fēng)冷換熱器7和一級(jí)水冷換熱器10的下端，收集來自第一水泵8抽出到風(fēng)冷換熱器7和一級(jí)水冷換熱器10頂部的水。
[0034]風(fēng)冷換熱器7、一級(jí)水冷換熱器10、二級(jí)水冷換熱器17用于可燃?xì)怏w的冷卻，第一水泵8用于當(dāng)風(fēng)冷換熱器7及一級(jí)水冷換熱器10中的可燃?xì)怏w溫度過高時(shí)，將第一冷凝池9中的循環(huán)水注入換熱器頂端，循環(huán)水沿著輸送可燃?xì)怏w的管道外壁，在重力的作用下自上往下流動(dòng)，從而起到強(qiáng)制冷卻的效果。第二水泵15用于將第二冷凝池16中的循環(huán)水注入一級(jí)水冷換熱器10和二級(jí)水冷換熱器17。冷卻塔14用于經(jīng)水冷換熱器后的循環(huán)水的冷卻。
[0035]氣體過濾裝置用于去除可燃?xì)怏w中的焦油、粉塵及水蒸氣等；電捕焦油器11工作過程為:高壓直流電源產(chǎn)生的負(fù)高壓，接入電暈極，它與沉淀極之間產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度超過一定極限后在陰陽兩極間即產(chǎn)生電暈放電。此時(shí)流經(jīng)電場(chǎng)區(qū)的氣體發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的離子和電子。通過電場(chǎng)的可燃?xì)怏w中的焦油、粉塵、水霧等粒子的電子結(jié)合而帶電，在電場(chǎng)力的作用下向兩極運(yùn)動(dòng)。由于電子質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)速度快，空間分布廣。所以主要是荷負(fù)電的粒子向沉淀極運(yùn)動(dòng)到達(dá)沉淀極板中和后，依靠殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過焦油出口排出進(jìn)入焦油池13。引風(fēng)機(jī)12用于保證氣體發(fā)電裝置可燃?xì)怏w的氣壓與濃度，捕滴器18將氣體中過多的水霧成分分離，達(dá)到去除水蒸氣的效果。
[0036]氣體發(fā)電裝置主要為發(fā)電機(jī)組19，用于可燃?xì)怏w的燃燒發(fā)電。
[0037]以上設(shè)備可分別選用以下型號(hào):電捕焦油器11可選用湖北景新達(dá)環(huán)保設(shè)備有限公司生產(chǎn)的套筒式電捕焦油器，型號(hào)為TDlK ;捕滴器18可用太原眾聯(lián)達(dá)機(jī)械設(shè)備有限公司生產(chǎn)的規(guī)格為1420X4600mm的捕滴器；發(fā)電機(jī)組19可選用無錫市特能機(jī)電有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為300GFLS的發(fā)電機(jī)組；一級(jí)水冷換熱器10和二級(jí)水冷換熱器17可選用泰州市永鑫換熱設(shè)備制造廠生產(chǎn)的型號(hào)為GLL7-160L的立式換熱器；風(fēng)冷換熱器7可選用泰州市永鑫換熱設(shè)備制造廠生產(chǎn)的型號(hào)為KL-410 ;冷卻塔14可選用昌源冷卻塔廠生產(chǎn)的型號(hào)為DBNL3-30的冷卻塔。
[0038]利用上述裝置對(duì)生活污泥生物質(zhì)顆粒進(jìn)行氣化與發(fā)電的方法，包括以下步驟:
[0039]I)向氣化爐4內(nèi)加入燃料，點(diǎn)火燃燒，同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)5將空氣送入氣化爐，使?fàn)t內(nèi)燃料充分燃燒，控制氣化爐內(nèi)溫度升至360 °C?440 °C ；
[0040]2)通過斗式提升機(jī)1、螺旋進(jìn)料機(jī)2和勻料機(jī)3將生物質(zhì)顆粒加入氣化爐4的進(jìn)料層，當(dāng)進(jìn)料質(zhì)量與氣化爐容積比達(dá)到0.2?0.25t/m3時(shí)，螺旋進(jìn)料機(jī)停止工作，并將氣化爐上層與外界空氣流通隔斷，同時(shí)打開氣化爐閥門4-1，在勻料機(jī)3的作用下，生物質(zhì)顆粒進(jìn)入氣化爐下層；此后每小時(shí)給氣化爐4添加進(jìn)料質(zhì)量與氣化爐容積比為20?25kg/m3的生物質(zhì)顆粒；
[0041]3)氣化爐4內(nèi)的生物質(zhì)顆粒在缺氧的條件下，并在溫度400-450°C的灼熱燃?xì)獾暮婵鞠拢?jīng)過I?1.5小時(shí)熱解氣化反應(yīng)，得到充分的熱解氣化，在熱解氣化過程中有機(jī)質(zhì)大分子態(tài)裂解成小分子態(tài)，發(fā)生干餾反應(yīng)，生成烷類、一氧化碳、氫氣、焦油的可燃?xì)怏w和水蒸氣，剩余物為熔融爐渣，同時(shí)各類細(xì)菌病原菌被徹底殺滅；
[0042]4)溫度為180?250°C的烷類、一氧化碳、氫氣、焦油和水蒸氣的混合氣體以氣量800?1100m3/h的速度從氣化爐上部排出并經(jīng)管道進(jìn)入風(fēng)冷換熱器7，在風(fēng)冷換熱器7中，可燃?xì)怏w與空氣進(jìn)行熱交換，熱交換后可燃?xì)怏w降至120?150°C，從風(fēng)冷換熱器7出口排出；若可燃?xì)怏w溫度不能達(dá)到額定溫度120?150°C，啟動(dòng)第一水泵8，將第一冷凝池9中的水注入風(fēng)冷換熱器7頂端，水沿著輸送可燃?xì)怏w的管道外壁，在重力的作用下自上往下流動(dòng)，起到強(qiáng)制冷卻的效果；在第一冷凝池9收集流下的水，從而形成循環(huán)水。
[0043]5)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入一級(jí)水冷換熱器10，第二水泵15向一級(jí)水冷換熱器10循環(huán)水管道注入第二冷凝池16中的循環(huán)水，可燃?xì)怏w與循環(huán)水進(jìn)行熱交換，可燃?xì)怏w進(jìn)一步冷卻至60?90°C，當(dāng)其溫度不能達(dá)到額定溫度60?90°C時(shí)，啟動(dòng)第一水泵8，將第一冷凝池9中的循環(huán)水注入一級(jí)水冷換熱器10頂端，循環(huán)水沿著輸送可燃?xì)怏w的管道外壁，在重力的作用下自上往下流動(dòng)，從而起到強(qiáng)制冷卻的效果；
[0044]6)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入電捕焦油器11，在電捕焦油器11中電場(chǎng)的作用下，可燃?xì)怏w中的焦油、粉塵、水霧的粒子與電子結(jié)合帶電，在電場(chǎng)力的作用下向兩極運(yùn)動(dòng)；由于電子質(zhì)量小，運(yùn)動(dòng)速度快，空間分布廣，所以主要是荷負(fù)電的粒子向沉淀極運(yùn)動(dòng)，到達(dá)沉淀極板中和后，依靠殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過焦油出口排出進(jìn)入焦油池13，可燃?xì)怏w實(shí)現(xiàn)初步過濾；
[0045]7)電捕焦油器11中的可燃?xì)怏w在引風(fēng)機(jī)12的作用下經(jīng)管道進(jìn)入二級(jí)水冷換熱器17，第二水泵15向二級(jí)水冷換熱器17循環(huán)水管道注入第二冷凝池16中的循環(huán)水，可燃?xì)怏w與循環(huán)水進(jìn)行熱交換，可燃?xì)怏w進(jìn)一步冷卻至30?40°C ;
[0046]8)流經(jīng)一級(jí)水冷換熱器10及二級(jí)水冷換熱器17中的循環(huán)水進(jìn)入冷卻塔14，循環(huán)水在冷卻塔14中與空氣進(jìn)行熱交換；
[0047]9)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入捕滴器18，捕滴器18將可燃?xì)怏w中過多的水霧成分分離，進(jìn)而提高可燃?xì)怏w的純凈度，增加可燃?xì)怏w效能。
[0048]10)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入發(fā)電機(jī)組19，在發(fā)電機(jī)組19內(nèi)部，可燃?xì)怏w燃燒產(chǎn)生熱能，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
【權(quán)利要求】
1.一種利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的裝置，其特征在于，包括生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化裝置、氣體冷卻裝置、氣體電捕焦裝置和氣體發(fā)電裝置； 所述生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化裝置包括斗式提升機(jī)、螺旋進(jìn)料機(jī)、勻料機(jī)、氣化爐、鼓風(fēng)機(jī)和螺旋出料機(jī)；所述氣化爐中設(shè)有可開合地將氣化爐分為上下封閉兩層的氣化爐閥門，上層為進(jìn)料層，下層為熱解氣化層；斗式提升機(jī)、螺旋進(jìn)料機(jī)和勻料機(jī)依次連接，勻料機(jī)位于進(jìn)料層的上端，鼓風(fēng)機(jī)與汽化爐燃燒室連通，螺旋出料機(jī)連接在熱解氣化層的底部；氣化爐的熱解氣化層上部設(shè)有氣體出口； 所述氣體冷卻裝置包括風(fēng)冷換熱器、一級(jí)水冷換熱器、二級(jí)水冷換熱器、第一冷凝池、第二冷凝池、冷卻塔、第一水泵、第二水泵；氣體過濾裝置包括電捕焦油器、引風(fēng)機(jī)、焦油池和捕滴器；氣化爐的氣體出口通過管道與風(fēng)冷換熱器的進(jìn)氣口連通，風(fēng)冷換熱器的出氣口與一級(jí)水冷換熱器的進(jìn)口連通，一級(jí)水冷換熱器的出口與電捕焦油器的進(jìn)氣口連通，電捕焦油器的底部設(shè)有焦油出口，焦油出口與焦油池連通，電捕焦油器的上端設(shè)有出氣口，出氣口通過引風(fēng)機(jī)與二級(jí)水冷換熱器的進(jìn)氣口連通，二級(jí)水冷換熱器的出氣口與捕滴器連通，捕滴器與發(fā)電機(jī)組連通；第一水泵一端連接第一冷凝池，另一端分別與風(fēng)冷換熱器和一級(jí)水冷換熱器頂部連通；第二水泵一端通過管道與第二冷凝池連通，另一端通過管道分別與一級(jí)水冷換熱器和二級(jí)水冷換熱器的進(jìn)水口連通，一級(jí)水冷換熱器和二級(jí)水冷換熱器的出水口都與冷卻塔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的裝置，其特征在于，所述冷卻塔與第二冷凝池連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的裝置，其特征在于，所述第一冷凝池位于風(fēng)冷換熱器和一級(jí)水冷換熱器的下端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方裝置，其特征在于，所述一級(jí)水冷換熱器和二級(jí)水冷換熱器選用型號(hào)為GLL7-160L的換熱器；所述風(fēng)冷換熱器選用型號(hào)為KL-410的換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的裝置，其特征在于，所述冷卻塔選用型號(hào)為DBNL3-30的冷卻塔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的裝置，其特征在于，所述捕焦油器選用型號(hào)為TDlK的電捕焦油器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的裝置，其特征在于，所述捕滴器選用規(guī)格為1420 X 4600mm的捕滴器。
8.應(yīng)用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述裝置的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法，其特征在于包括如下步驟: 1)向氣化爐4內(nèi)加入燃料，點(diǎn)火燃燒，鼓風(fēng)機(jī)將空氣送入氣化爐，使?fàn)t內(nèi)燃料充分燃燒，控制氣化爐內(nèi)溫度升至360 °C?440 °C ； 2)通過斗式提升機(jī)、螺旋進(jìn)料機(jī)和勻料機(jī)將生物質(zhì)顆粒加入氣化爐的進(jìn)料層，當(dāng)進(jìn)料質(zhì)量與氣化爐容積比達(dá)到0.2?0.25t/m3時(shí)，螺旋進(jìn)料機(jī)停止工作，并將氣化爐上層與外界空氣流通隔斷，同時(shí)打開氣化爐閥門，在勻料機(jī)的作用下，生物質(zhì)顆粒進(jìn)入氣化爐下層； 3)氣化爐內(nèi)的生物質(zhì)顆粒在缺氧的條件下，并在溫度400-450°C的灼熱燃?xì)獾暮婵鞠?，?jīng)過I?1.5小時(shí)熱解氣化反應(yīng)，得到充分的熱解氣化，在熱解氣化過程中有機(jī)質(zhì)大分子態(tài)裂解成小分子態(tài)，發(fā)生干餾反應(yīng)，生成烷類、一氧化碳、氫氣、焦油的可燃?xì)怏w和水蒸氣，剩余物為熔融爐渣，各類細(xì)菌病原菌被殺滅； 4)溫度為180?250°C的烷類、一氧化碳、氫氣、焦油和水蒸氣的混合氣體以單位立方米產(chǎn)氣氣量200?300m3/h的速度從氣化爐上部排出并經(jīng)管道進(jìn)入風(fēng)冷換熱器，在風(fēng)冷換熱器中，可燃?xì)怏w與空氣進(jìn)行熱交換，熱交換后可燃?xì)怏w降至120?150°C，從風(fēng)冷換熱器出口排出；若可燃?xì)怏w溫度不能達(dá)到額定溫度120?150°C，啟動(dòng)第一水泵，將第一冷凝池中的水注入風(fēng)冷換熱器頂端，水沿著輸送可燃?xì)怏w的管道外壁，在重力的作用下自上往下流動(dòng)，強(qiáng)制冷卻；在第一冷凝池收集流下的水，從而形成循環(huán)水； 5)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入一級(jí)水冷換熱器，第二水泵向一級(jí)水冷換熱器循環(huán)水管道注入第二冷凝池中的循環(huán)水，可燃?xì)怏w與循環(huán)水進(jìn)行熱交換，可燃?xì)怏w進(jìn)一步冷卻至60?90°C，當(dāng)其溫度不能達(dá)到額定溫度60?90°C時(shí)，啟動(dòng)第一水泵，將第一冷凝池中的循環(huán)水注入一級(jí)水冷換熱器頂端，循環(huán)水沿著輸送可燃?xì)怏w的管道外壁，在重力的作用下自上往下流動(dòng)，強(qiáng)制冷卻； 6)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入電捕焦油器，在電捕焦油器中電場(chǎng)的作用下，可燃?xì)怏w中的焦油、粉塵、水霧的粒子與電子結(jié)合帶電，在電場(chǎng)力的作用下向兩極運(yùn)動(dòng)；到達(dá)沉淀極板中和后，依靠殘存的靜電引力和分子間凝聚力首先吸附于沉淀極，而后靠自身重力沿極板下落，通過焦油出口排出進(jìn)入焦油池，可燃?xì)怏w實(shí)現(xiàn)初步過濾； 7)電捕焦油器中的可燃?xì)怏w在引風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)管道進(jìn)入二級(jí)水冷換熱器，第二水泵向二級(jí)水冷換熱器循環(huán)水管道注入第二冷凝池中的循環(huán)水，可燃?xì)怏w與循環(huán)水進(jìn)行熱交換，可燃?xì)怏w進(jìn)一步冷卻至30?40°C ； 8)流經(jīng)一級(jí)水冷換熱器及二級(jí)水冷換熱器中的循環(huán)水進(jìn)入冷卻塔，循環(huán)水在冷卻塔中與空氣進(jìn)行熱交換； 9)可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入捕滴器，捕滴器分離出可燃?xì)怏w中水霧；隨后可燃?xì)怏w經(jīng)管道進(jìn)入發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用生活污泥生物質(zhì)顆粒氣化發(fā)電的方法，其特征在于，每小時(shí)給氣化爐添加進(jìn)料質(zhì)量與氣化爐容積比為20?25kg/m3的生物質(zhì)顆粒。
【文檔編號(hào)】C10B53/02GK104479703SQ201410790155
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】曾憲方, 鐘紹明 申請(qǐng)人:廣東河山環(huán)保有限公司