农林固废生物质炭化循环发电系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种农林固废生物质炭化装置，特别是一种农林固废生物质炭化循环发电系统。


背景技术：

2.农林固体废弃物是指农业林业作物在生长、收获和加工等过程中所产生的秸秆、糠皮、灌木枝、枯树叶、木皮、木屑、刨花以及食品加工行业排出的水果残渣等。目前对于农林固体废弃物比较常见的处理手段可分为：填埋、焚烧、造纸、饲料、压板、生物质颗粒、生物质发电等，以上处理利用率低、污染大，已逐渐被新型技术所取代。为了提高农林固废生物质料炭化处理的效率，逐渐开始采用热裂解炭化方式进行炭化的多管式炭化一体机对生物质料进行处理，然而多管式炭化一体机产生的烟气高达1000
‑
1800℃，目前是采用将高温烟气直接排放的方式来处理，虽然所产生的烟气中污染物含量低于直接排放标准，可直接排放至大气，但是这样不仅会造成空气中的热污染，没有对热能进行有效的回收，从而造成生物质能的浪费；而且炭基在从炭化一体机中出产时其表面温度过高，遇到外界空气时可能会发生炭复燃，影响炭的质量。因此，现有的技术存在着烟气会对空气造成热释放、生物质能浪费以及炭基出产过程中容易发生复燃的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，提供一种农林固废生物质炭化循环发电系统。本实用新型具有能够有效降低烟气对空气的热释放、提高生物质能的利用率以及消除炭基出产过程中发生复燃现象的特点。
4.本实用新型的技术方案：农林固废生物质炭化循环发电系统，包括依次相连的生物质料储存仓、第一传送装置、生物质料破碎机、第二传送装置和热裂解炭化一体机；热裂解炭化一体机的出料端设有螺旋式炭基输送机，螺旋式炭基输送机外套设有夹套式炭冷却装置；热裂解炭化一体机的排烟口经烟道连接有蒸压可调式余热锅炉，蒸压可调式余热锅炉连接有水处理装置；所述蒸压可调式余热锅炉的蒸汽出口经管道连接有蒸汽发电机组。
5.前述的农林固废生物质炭化循环发电系统中所述蒸压可调式余热锅炉包括锅炉烟道，锅炉烟道内沿着烟气流动方向依次设有膜式水冷壁、蒸发器、省煤器和除氧蒸发器；所述膜式水冷壁的出口连接有锅筒，锅筒经管道与蒸发器相连；还包括除氧器和除氧水箱，除氧水箱的出口分别与省煤器和除氧蒸发器的进口相连，除氧蒸发器的出口与除氧水箱的进口相连；所述省煤器的出口与锅筒的进口相连。
6.前述的农林固废生物质炭化循环发电系统中所述锅筒还连接有位于锅炉烟道进口端的过热器，过热器经管道连接有过热蒸汽集箱，过热蒸汽集箱经管道与蒸汽发电机组相连。
7.前述的农林固废生物质炭化循环发电系统中，所述烟道上设有多个烟道阀门。
8.前述的农林固废生物质炭化循环发电系统中所述水处理装置经管道依次与烟道
阀门和夹套式炭冷却装置的进水口相连，夹套式炭冷却装置的出水口经管道与蒸压可调式余热锅炉相连。
9.前述的农林固废生物质炭化循环发电系统中所述水处理装置包括依次相连的原水箱、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器、一级反渗透装置和纯水箱；纯水箱出口设有补充水路和预热水路；所述补充水路经管道与除氧器相连；所述预热水路依次经过烟道阀门和夹套式炭冷却装置后与除氧器相连。
10.与现有技术相比，本实用新型由由多个传送装置、生物质料破碎机、热裂解炭化一体机、蒸压可调式余热锅炉、夹套式炭冷却装置、水处理装置和蒸汽发电机组等部件组成，通过上述部件之间的相互配合，将生物质料制成炭基，并通过蒸压可调式余热锅炉产生适用于发电机组的蒸汽压力，驱动蒸汽发电机组对其中产生的热量有效利用并转换成电能，从而能够有效提高农林废弃物热裂解炭化过程中的热利用效率，解决了炭化一体机烟气排放造成的热污染、生物质能浪费以及出产炭基过程中炭基复燃等问题；新增前置式的生物质料破碎机，使得系统对农林废弃物具有更强的适应性。
11.本实用新型通过在炭基传输机处设置夹套式炭冷却装置，解决了炭复燃这个问题的同时，也能够进一步提高余热利用效率。
12.具体地：
13.本实用新型通过在蒸压可调式余热锅炉的前段设置膜式水冷壁，烟气经过膜式水冷壁、除氧蒸发器与水进行充分换热，将烟气温度降至200℃左右后，通过原有钢烟囱排放大气，以此来降低烟气温度，从而可以降低高温对后续换热管材质以及焊接的影响，并能够提升蒸汽产量。
14.通过增加锅筒及省煤器，除氧器中的水仅通过水泵加压经省煤器进入锅筒，水在锅筒与蒸发器、膜式水冷壁间进行自然循环，与烟气进行换热，同时设置过热器，锅筒上部饱和蒸汽进入过热器与高温烟气进行换热，使蒸汽过热，并将烟气温度降至200℃以下排放，提高了热利用率，也能够有效提高蒸汽品质，使其可产生低/中压过热蒸汽，扩大蒸汽使用范围，使其能够满足发电要求。
15.本实用新型通过在炭基输送装置外设置夹套式炭冷却装置，采用进入余热锅炉的常温纯水对出产的炭基进行冷却，同时达到对进入锅炉的水进行预加热的目的，即夹套式炭冷却装置在降低出炭温度避免复燃的情况下，同时还能增加余热锅炉进水的水温，提高热利用效率。
16.利用纯水冷却炭基可省略循环水冷却过程，无需设置原本需要的冷却塔、循环水泵等设备，降低了投资成本，简化了工艺流程，降低了操作复杂程度，也减少了能耗，在解决了炭基复燃的问题的同时，又进一步对余热进行回收利用，从而降低生产成本。
17.综上所述，本实用新型具有能够有效降低烟气对空气的热释放、提高生物质能的利用率以及消除炭基出产过程中发生复燃现象的特点。
附图说明
18.图1是本实用新型的结构示意图；
19.图2是蒸压可调式余热锅炉的结构示意图。
20.附图中的标记为：1
‑
生物质料储存仓，2
‑
第一传送装置，3
‑
生物质料破碎机，4
‑
第
二传送装置，5
‑
热裂解炭化一体机，6
‑
螺旋式炭基输送机，7
‑
夹套式炭冷却装置，8
‑
烟道，9
‑
蒸压可调式余热锅炉，10
‑
水处理装置，11
‑
烟道阀门，901
‑
锅炉烟道，902
‑
膜式水冷壁，903
‑
蒸发器，904
‑
省煤器，905
‑
除氧蒸发器，906
‑
锅筒，907
‑
除氧器，908
‑
除氧水箱，909
‑
过热器，910
‑
过热蒸汽集箱，101
‑
原水箱，102
‑
多介质过滤器，103
‑
活性炭过滤器，104
‑
保安过滤器，105
‑
一级反渗透装置，106
‑
纯水箱，107
‑
补充水路，108
‑
预热水路。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
22.实施例。农林固废生物质炭化循环发电系统，构成如图1和图2所示，包括依次相连的生物质料储存仓1、第一传送装置2、生物质料破碎机3、第二传送装置4和热裂解炭化一体机5；热裂解炭化一体机5的出料端设有螺旋式炭基输送机6，螺旋式炭基输送机6外套设有夹套式炭冷却装置7；热裂解炭化一体机5的排烟口经烟道8连接有蒸压可调式余热锅炉9，蒸压可调式余热锅炉9连接有水处理装置10；所述蒸压可调式余热锅炉9的蒸汽出口经管道连接有蒸汽发电机组。
23.所述蒸压可调式余热锅炉9包括锅炉烟道901，锅炉烟道901内沿着烟气流动方向依次设有膜式水冷壁902、蒸发器903、省煤器904和除氧蒸发器905；所述膜式水冷壁902的出口连接有锅筒906，锅筒906经管道与蒸发器903相连；还包括除氧器907和除氧水箱908，除氧水箱908的出口分别与省煤器904和除氧蒸发器905的进口相连，除氧蒸发器905的出口与除氧水箱908的进口相连；所述省煤器904的出口与锅筒906的进口相连。
24.所述锅筒906还连接有位于锅炉烟道901进口端的过热器909，过热器909经管道连接有过热蒸汽集箱910，过热蒸汽集箱910经管道与蒸汽发电机组相连。
25.所述烟道8上设有多个烟道阀门11。
26.所述水处理装置10经管道依次与烟道阀门11和夹套式炭冷却装置7的进水口相连，夹套式炭冷却装置7的出水口经管道与蒸压可调式余热锅炉9相连。
27.所述水处理装置10包括依次相连的原水箱101、多介质过滤器102、活性炭过滤器103、保安过滤器104、一级反渗透装置105和纯水箱106；纯水箱106出口设有补充水路107和预热水路108；所述补充水路107经管道与除氧器907相连；所述预热水路108依次经过烟道阀门11和夹套式炭冷却装置7后与除氧器907相连。
28.可以多台炭化一体机的排烟通过烟道连接，集中至一台余热锅炉进行热回收利用。
29.烟道和锅炉烟道之间还设有引风机，用于克服余热锅炉和新增烟道的阻力。
30.螺旋式炭基输送机，包括传送套管，传送套管内设有送料螺杆，通过电机驱动送料螺杆，使得送料螺杆在旋转过程中实现对炭基的传送。
31.而夹套式炭冷却装置包括位于传送套管外壁上的螺旋冷却管。
32.炭化一体机采用市面上现存的产品即可满足使用要求。
33.本发明的工作过程：农林固废等生物质料经第一传送装置(如螺旋或皮带传送)进入前置的生物质料破碎机，生物质料经破碎后，满足多管式炭化一体机粒径要求的物料由第二传送装置分配至单台或多台多管式炭化一体机进行炭化处理，经过热裂解区、炭化区
将生物质料变为生物质炭基。生物质炭基经螺旋式炭基输送机出产，并经过夹套式炭冷却装置对炭基进行冷却，经冷却后生物质炭经过加工封装后形成精加工所需的炭基。
34.炭化一体机生产过程中产生的1300℃至1600℃高温烟气采用烟管与余热锅炉相连，由于烟气温度较高，通过设置膜式水冷壁，增加锅筒及省煤器，除氧器中的水仅通过水泵加压经省煤器进入锅筒，水在锅筒与蒸发器、膜式水冷壁之间进行自然循环，与烟气进行换热，同时设置过热器，锅筒上部饱和蒸汽进入过热器与高温烟气进行换热，使蒸汽过热，并将烟气温度降至200℃以下，通过原有炭化一体机的出烟口的钢烟囱排至大气，系统设置引风机用于克服余热锅炉和新增烟道的阻力。
35.余热锅炉用水根据余热锅炉对水质的要求设置水处理装置，自来水进入水处理装置的原水箱，由水泵提升经过多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器，再由高压泵加压进入一级反渗透装置产生满足余热锅炉水质要求的纯水，纯水存储于纯水箱，余热水路的水经纯水泵升压进入烟道阀门，对烟道阀门进行冷却(由于烟温过高，采用水冷阀门)，再进入夹套式炭冷却装置，升温后的水直接进入除氧器；同时设置一路补充水路，由纯水泵直接进入除氧器，水在除氧器及除氧蒸发器间形成自然循环，与烟气进行换热。锅炉的水处理装置有两个作用：降低出炭温度避免复燃的情况下，同时增加锅炉进水的水温，提高热利用效率。
36.破碎机采用现有常规成熟设备，以适应不同地方不同品种的农林废弃物规格尺寸。
37.若有多台炭化一体机一同运行，可通过烟道收集多台炭化一体机产生的烟气进入一台余热锅炉。烟气量的增加，锅炉换热效率得到提高，蒸汽产量也相应提高，大大降低蒸汽的单位成本。