熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)與煤共氣化系統(tǒng)，尤其涉及一種熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)是潔凈能源，屬于不破壞環(huán)境的非化石能源和原料。它的氣化大多采用通入空氣燃燒直接氣化的方法，由于含有大量氮氣所產(chǎn)生的燃氣熱值低。為提高熱解氣熱值用純氧、氫氣等作為氣化劑會帶來設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，成本提高的問題。也有采用外部供熱的生物質(zhì)氣化技術(shù)，燃氣中不含氮氣，熱值可高達4300kcal/Nm3。目前主要有Batelle、Latentheat ballast、Heat-pipe reformer等幾種形式的間接氣化爐，解決了間接氣化的問題，但只能熱解生物質(zhì)，而生物質(zhì)又存在能量密度低，單獨氣化溫度低，產(chǎn)生焦油多，供給受季節(jié)影響較大等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)。以生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解為核心，構(gòu)建分布式小型燃氣供給系統(tǒng)。為工業(yè)園區(qū)、城鎮(zhèn)居民小區(qū)以及我國將大量出現(xiàn)的新型農(nóng)村社區(qū)提供中熱值的工業(yè)及生活燃氣。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0005]熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)包括生物質(zhì)熱解爐、煤熱解爐、燃燒爐、長短熱管、螺旋給料機、螺旋出料器、旋風分離器、換熱盤管等。其特征在于利用生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解的裝置，主體分為三段，第一段為加壓移動床生物質(zhì)熱解爐，第二段為移動床或流化床煤熱解爐，第三段為燃燒爐。長熱管垂直貫穿三段爐，短熱管傾斜貫穿熱解爐和煙氣夾套。
[0006]具體方式如下:
[0007](1)本發(fā)明中第一段熱解生物質(zhì)，第二段熱解煤，生物質(zhì)與煤的用量之比大約為3:7，這樣可以解決生物質(zhì)供給的季節(jié)性問題。二段熱解煤爐可用5_以下的煤粉，最適合的是低變質(zhì)程度的褐煤或長焰煤?？梢栽龃蟮妥冑|(zhì)程度煤的使用效率，使我國低變質(zhì)程度煤含量高、用途少的問題得到了一定程度的解決。
[0008]長熱管的溫度自下而上逐漸降低，正好煤的熱解溫度高，生物質(zhì)的熱解溫度低，實現(xiàn)了熱量的多級利用，環(huán)保節(jié)能。
[0009](2)本發(fā)明中第一段生物質(zhì)熱解爐產(chǎn)生的熱解氣與水蒸氣一起進入第二段煤熱解爐作為流化介質(zhì)，一方面可以減少水蒸氣的用量，減少廢水的產(chǎn)生；另一方面生物質(zhì)熱解氣中含有大量的氫氣對煤的熱解具有較大的促進作用。
[0010](3)本發(fā)明中兩個熱解爐熱解所需熱量主要由長熱管從燃燒爐傳遞出來，貫穿熱解爐與煙氣夾套的短熱管可進一步把燃燒爐煙氣中的熱量傳遞給熱解爐，不僅提高了熱量的利用率，更重要的是提高了熱解爐的熱解溫度，從而減少了熱解產(chǎn)生的焦油，提高了熱解氣的熱值。
[0011](4)由于生物質(zhì)熱解后的半焦利用價值低，所以將生物質(zhì)熱解爐產(chǎn)生的半焦收集后送入燃燒室燃燒放熱。當熱量不足以滿足熱解需要時可燃燒部分熱解氣。
[0012](5)燃燒室中設(shè)有蒸汽盤管，產(chǎn)生的蒸汽可供給熱解爐做氣化劑。排料管周圍設(shè)有夾套，一方面可以預(yù)熱進入燃燒爐的空氣，另一方面可以保護排料管。
[0013]本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡單，熱量利用率高，性能可靠的環(huán)保節(jié)能的熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)。
【附圖說明】
[0014]圖1——本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖
[0015]圖2——圖1中煤熱解爐為移動床時的結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖3——圖1中排料管夾套剖面圖
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明作進一步的描述:
本發(fā)明是熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)，裝置分為三段。第一段為生物質(zhì)熱解爐23，包括螺旋給料機1、錐形分布器2、分布板3、螺旋出料器4、半焦容器5，半焦容器上部與熱解氣管道14相通。產(chǎn)生的生物質(zhì)熱解氣通過生物質(zhì)熱解氣管道6進入煤熱解爐24，熱解爐24包括螺旋給料機7、分布板8、排料管9，產(chǎn)生的熱解氣經(jīng)過旋風分離器10。煤熱解爐24下面是燃燒爐25，包括蒸汽盤管11，蒸汽盤管11產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)蒸汽管道12進入熱解爐，還有分布板17、排料管夾套18、環(huán)形管19、灰斗20。燃燒爐25的燃料為下料管13下來的半焦或熱解氣管道14輸送的熱解氣。燃燒后的煙氣進入煙氣夾套15后再經(jīng)旋風分離器16分離。熱解所需熱量由長熱管21和短熱管22傳遞。
[0018]圖1中煤熱解爐的形式為流化床，當其形式為移動床時如圖2所示?；以?jīng)螺旋出料器26排到半焦容器27，半焦容器27與熱解氣管道相通。
[0019]排料管夾套的具體結(jié)構(gòu)如圖1和圖3所示環(huán)形夾套18被軸向的隔板平均分為兩部分但上端相通。空氣進入套管的一側(cè)，向上進入另一側(cè)，另一側(cè)連通環(huán)形管19，環(huán)形管在下側(cè)開有噴氣口，空氣從噴氣口向下吹入燃燒爐25
[0020]具體步驟如下:
[0021 ] 一定粒度的生物質(zhì)從螺旋給料機1經(jīng)錐形分布器2落入生物質(zhì)熱解爐23，其形式為加壓移動床，氣化劑為水蒸氣從生物質(zhì)熱解爐23底部經(jīng)分布板3吹入。熱解產(chǎn)生的半焦由螺旋出料器4送入半焦容器5。熱解產(chǎn)生的生物質(zhì)熱解氣經(jīng)生物質(zhì)熱解氣管道6和水蒸氣一起從煤熱解爐24的底部經(jīng)分布板8吹入煤熱解爐，作為氣化介質(zhì)。
[0022]煤熱解爐24的形式為移動床或流化床。
[0023]當煤熱解爐24的形式為流化床時如圖1所示，一定粒度的煤粉經(jīng)螺旋給料機7加入煤熱解爐24，熱解后產(chǎn)生的熱解氣從熱解氣管道14出來后經(jīng)過旋風分離器10分離，氣體經(jīng)過焦油回收和凈化后儲存供給用戶，固體為熱解后的半焦收集。煤熱解爐24中產(chǎn)生的大量半焦由排料管9穿過燃燒爐25排到料斗20。燃燒爐25所需的空氣由排料管夾套18預(yù)熱后進入環(huán)形管19向下噴入燃燒爐25，燃燒爐25的燃料為下料管13下來的生物質(zhì)半焦，當熱量滿足不了熱解需要時，可燃燒部分熱解氣。燃燒產(chǎn)生的煙氣向上進入煙氣夾套15后再經(jīng)旋風分離器16分離。燃燒產(chǎn)生的熱量由長熱管21向上傳遞供給熱解。煙氣的熱量由短熱管22從煙氣夾套15傳遞到熱解爐。燃燒爐25中還設(shè)有蒸汽盤管11，脫鹽水經(jīng)過蒸汽盤管換熱產(chǎn)生過熱水蒸氣由蒸氣管道12供給熱解爐作氣化介質(zhì)。
[0024]當煤熱解爐24的形式為移動床時如圖2所示，塊煤從螺旋給料機7加入煤熱解爐24，熱解氣出來后不用經(jīng)過旋風分離器分離直接進行焦油回收、凈化等處理后儲存供給用戶。熱解產(chǎn)生的大量半焦由螺旋出料器26送入半焦容器27。燃燒爐所需的空氣從燃燒爐底部經(jīng)分布板吹入。其余同圖1。
【主權(quán)項】
1.熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)包括生物質(zhì)熱解爐、煤熱解爐、燃燒爐、長短熱管、螺旋給料機、螺旋出料器、旋風分離器、換熱盤管等。其特征在于主體分為上、中、下三段。上段生物質(zhì)熱解爐，中段為煤熱解爐，下段為燃燒爐。長熱管垂直貫穿三個爐子，在燃燒爐的一端為吸熱段，在熱解爐的一端為放熱段。在主體軸向可布置不同數(shù)量的長熱管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)其特征在于兩個熱解爐外壁上設(shè)有與燃燒室相通的煙氣夾套，短熱管在煙氣夾套中斜向上15?30度貫穿熱解爐。在主體不同軸向高度可布置不同數(shù)量的短熱管。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)其特征在于生物質(zhì)熱解爐的熱解氣與水蒸氣一起作為煤熱解的氣化介質(zhì)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)其特征在于煤熱解爐的形式為流化床或者移動床，當熱解爐的形式為流化床時，熱解爐底部設(shè)有排料管，排料管穿過燃燒爐后接料斗。5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)其特征在于排料管下部和灰斗外壁設(shè)有夾套，環(huán)形夾套被軸向的隔板平均分為兩部分但上端相通?？諝膺M入夾套的一側(cè)，另一側(cè)連通環(huán)形管，環(huán)形管在下側(cè)開有噴氣口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)其特征在于燃燒爐中布置多層換熱盤管，產(chǎn)生的過熱蒸汽供給兩個熱解爐作氣化劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)其特征在于熱管的工作介質(zhì)為硝酸鋰、氫氧化鈉等。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)其特征在于生物質(zhì)熱解爐的螺旋出料器接半焦容器，半焦經(jīng)容器下面的下料管進入燃燒室，上面與煤熱解室連通。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解系統(tǒng)。本發(fā)明利用熱管供熱式生物質(zhì)與煤分段協(xié)同熱解裝置，主體分為三段，第一段為加壓移動床生物質(zhì)熱解爐，第二段為移動床或流化床煤熱解爐，第三段為燃燒爐。長熱管垂直貫穿三段爐，短熱管傾斜貫穿熱解爐和煙氣夾套。燃燒爐燃燒生物質(zhì)熱解后的半焦和熱解氣產(chǎn)生熱量，由熱管傳遞到兩個熱解爐內(nèi)。本發(fā)明中生物質(zhì)與煤的熱解采用熱管供熱，水蒸氣為氣化介質(zhì)，實現(xiàn)了生物質(zhì)與煤的間接熱解，解決了現(xiàn)有上吸式或下吸式直接熱解產(chǎn)生的熱解氣熱值低的缺陷。生物質(zhì)熱解氣又作為煤熱解的氣化介質(zhì)，其中富含氫氣可促進煤的熱解。本發(fā)明可產(chǎn)生中熱值煤氣和優(yōu)質(zhì)半焦，經(jīng)濟效益高，而且裝置結(jié)構(gòu)簡單，傳熱效率高，性能可靠。
【IPC分類】C10J3/86, C10J3/56
【公開號】CN105273763
【申請?zhí)枴緾N201410226924
【發(fā)明人】陳永發(fā), 吳駿杰, 葛新鳳, 楊璐, 章象霈
【申請人】北京中礦科能煤炭地下氣化技術(shù)研究中心
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年5月27日