果壳电碳联产方法与流程

本发明涉及生物质能源利用与环保，具体涉及一种果壳电碳联产方法及装置。

背景技术：

1、

2、现有技术中，活性炭生产与生物质能源利用通常采用分离式工艺：活性炭生产企业将炭化过程产生的生物质气收集储存后，通过管道或槽车输送至发电企业燃烧发电。该工艺存在以下显著缺陷：生物质气在储存、输送过程中存在泄漏损失，且输送过程需消耗额外动力，整体能源利用率低；此外，需单独建设生物质气储存罐区和输送管网，投资成本高，同时由于活性炭活化所需蒸汽通常需要外购，蒸汽成本占活性炭生产成本比重也较大。

3、此外，传统固定床炭化炉多为间歇式生产，单炉生产周期长，劳动强度大，产品质量稳定性差，且传统烟气脱硫多采用湿法工艺，产生大量脱硫废水，需配套建设废水处理系统，从另外角度增加运行成本和环保风险。此外，虽然已有部分研究尝试将炭化与燃烧结合，但多存在炭化与燃烧耦合度低、温度控制精度差、活性炭活化效果不佳等问题，无法实现工业化连续稳定生产。

4、因此，开发一种高效、环保、低成本的果壳电碳联产一体化工艺具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种果壳电碳联产方法及装置，解决现有技术中活性炭生产与能源利用分离导致的能源利用率低、生产成本高，炭化炉无法连续生产，活化蒸汽外购成本高，以及传统烟气处理产生废水等技术问题。

2、本发明提供的果壳电碳联产方法，包括：对生物质果壳原料进行预处理后，送入炉前生物质仓暂存；

3、预处理后的果壳原料通过螺旋给料机送入生物质燃料汽碳耦合锅炉下部的炭化炉中，通过预设处理工艺生成粗活性炭和挥发性生物质气；

4、所述挥发性生物质气通过生物质产气及碳化调节装置后进入生物质燃料汽碳耦合锅炉上部的燃气锅炉，加热所述燃气锅炉并产生高温高压蒸汽；

5、所述高温高压蒸汽分为两路，一路送入汽轮机驱动发电机发电，所述发电机产生的电能经变压器后并入电网；另一路送入活性炭活化反应釜中作为活化介质，对所述粗活性炭进行活化处理得到目标活性炭；

6、所述生物质燃料汽碳耦合锅炉的尾部烟气依次通过脱硫装置和布袋除尘器处理，并在达标后通过烟囱排放。

7、此外，可选的技术方案是，所述预处理包括：将所述果壳原料破碎处理至颗粒直径10~30cm；

8、所述预设处理工艺包括：将所述果壳原料在限氧环境下随炉排移动，并依次经过150~250℃干燥段、350~450℃表面炭化段、450~650℃深度炭化段的处理，生成所述粗活性炭和所述挥发性生物质气。

9、此外，可选的技术方案是，所述炉排采用冷风冷却，在所述炉排的进风口的两侧设置短路调节装置，用于控制所述炉排的表面温度≤150℃，冷却后的热风通过旁路送入所述燃气锅炉的燃烧室参与燃烧。

10、此外，可选的技术方案是，通过联动调节所述生物质产气及碳化调节装置的开度和所述炉排的运行速度，控制所述炭化炉内的限氧程度、碳化反应速率和挥发性生物质气的产量。

11、此外，可选的技术方案是，所述活化反应釜内的蒸汽压力范围为0.8~2.5mpa，温度范围为180~350℃，活化时间为60~120min；

12、所述目标活性炭经过第二水冷螺旋输送装置冷却至60℃以下后装车运输。

13、此外，可选的技术方案是，所述果壳原料包括椰壳、核桃壳、杏壳、花生壳、木材边角料、竹屑中的任意一种或多种组合。

14、另一方面，本发明还提供一种实现上述果壳电碳联产方法的果壳电碳联产装置，所述装置包括依次连接的生物质上料系统、生物质燃料汽碳耦合锅炉、活性炭活化系统、蒸汽发电系统和烟气净化系统；其中，

15、所述生物质燃料汽碳耦合锅炉为上下一体式结构，下部为炉排式炭化炉，上部为燃气锅炉；所述炭化炉的进料口连接所述生物质上料系统，出料口连接第一水冷螺旋输送装置；在所述炭化炉的上部侧壁设置有生物质产气及碳化调节装置，所述生物质产气及碳化调节装置的出气端直接连通所述燃气锅炉的燃烧区，所述燃气锅炉的蒸汽出口分别连接所述蒸汽发电系统和所述活性炭活化系统；

16、所述烟气净化系统包括依次连接的半干法脱硫装置、布袋除尘器、锅炉引风机和烟囱，所述脱硫装置的进气口连接所述生物质燃料汽碳耦合锅炉的尾部烟道。

17、此外，可选的技术方案是，所述生物质上料系统包括依次连接的生物质上料装置、炉前生物质仓和螺旋给料机；

18、在所述炭化炉的进料口和出料口均设置有密封调节门，所述密封调节门与所述生物质产气及碳化调节装置协同形成密闭限氧体系。

19、此外，可选的技术方案是，所述蒸汽发电系统包括依次连接的汽轮机、发电机和主变压器，所述主变压器的输出端连接电网；

20、所述活性炭活化系统包括活化反应釜和所述第一水冷螺旋输送装置，所述活化反应釜的进料口连接所述第一水冷螺旋输送装置，所述活化反应釜的蒸汽进口连接所述生物质燃料汽碳耦合锅炉的蒸汽出口；

21、所述活化反应釜的出料口连接第二水冷螺旋输送装置，通过所述第二水冷螺旋输送装置进行装车运输；

22、所述生物质燃料汽碳耦合锅炉还配套设置至少两台锅炉电动给水泵；所述炉排的底部设置风冷进风系统，进风系统连接旁路烟道至所述燃气锅炉的燃烧室。

23、此外，可选的技术方案是，还包括plc自动控制系统和烟气在线监测装置；其中，

24、所述plc自动控制系统分别与所述炉排的驱动装置、所述生物质产气及碳化调节装置的电动执行机构、蒸汽调节阀、所述烟气在线监测装置电连接，以对炭化温度、炉排速度、蒸汽参数、烟气排放进行实时监测与自动调节。

25、根据上述本发明提供的果壳电碳联产方法及装置，采用一体化的生物质燃料汽碳耦合锅炉，使得果壳原料可直接在锅炉内燃烧利用，消除存储和输送环节的损失，提高能源利用率，同时可消纳农林废弃物，减少秸秆焚烧带来的环境污染，并满足保环保排放要求。

26、为了实现上述及相关目的，本发明将结合以下具体技术特征展开说明。下文及附图详细说明了本发明的示例性实施方式，但其仅为应用本发明原理的多种可能方式之一。此外，本发明旨在涵盖所有这些实施方式及其等同技术方案。

1.一种果壳电碳联产方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的果壳电碳联产方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的果壳电碳联产方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的果壳电碳联产方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的果壳电碳联产方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的果壳电碳联产方法，其特征在于，

7.一种实现如权利要求1至6任一项所述果壳电碳联产方法的果壳电碳联产装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的生物质上料系统、生物质燃料汽碳耦合锅炉、活性炭活化系统、蒸汽发电系统和烟气净化系统；其中，

8.根据权利要求7所述的果壳电碳联产装置，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的果壳电碳联产装置，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的果壳电碳联产装置，其特征在于，还包括plc自动控制系统和烟气在线监测装置；其中，