[發明專利]一種利用自熱提高固定床外送燃氣溫度的方法

在審

• 申請號: 201710445705.8
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107057774A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 馬中青;楊優優;趙超;俞友明;丁興萃
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學;國家林業局竹子研究開發中心
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 王清義

技術領域

本發明涉及的是一種利用自熱提高固定床外送燃氣溫度的方法，屬于生物質能源綜合利用領域。

背景技術

當前生物質氣化技術中，氣化裝置主要三種：上吸式固定床氣化裝置、下吸式固定床氣化裝置、流化床氣化裝置。正常運行時，上吸式氣化裝置氣化爐出口可燃氣的溫度在80℃-150℃之間，下吸式固定床氣化裝置氣化爐出口可燃氣的溫度在250℃-300℃之間，流化床氣化裝置氣化爐出口可燃氣的溫度在600℃左右。

氣化可燃氣利用工藝主要是以下兩種方案：一是對可燃氣進行深度凈化去除可燃氣中焦油以及含有有機質的醋液,然后凈化后可燃氣用來供內燃氣發電或者供鍋爐燃燒，其凈化的主要方法是旋風除塵、水洗、電捕焦（由于燃氣的氧含量無法控制，為避免安全事故，目前工程幾乎不用）、高速離心脫焦等；二是南京林業大學張齊生院士團隊提出的可燃氣不經過凈化直接用來供鍋爐燃燒帶動汽輪機發電的多聯產技術。方案一，對可燃氣進行深度凈化產生了兩大問題，經過凈化產生大量的焦油和木醋液，木醋液雖然說是很好的資源可以做肥料、殺蟲劑等，但是還存在提純問題以及市場用量的問題，如果不加以利用就是污染源，同時，熱燃氣經過水洗，損失了大量熱，因此，方案一應用比較局限。方案二，熱燃氣燃燒，焦油和木醋液經過燃燒后轉化為熱量，確實解決方案一的問題，對于流化床來說，熱燃氣燃燒工藝已經工程化應用，對于固定床來說，由于氣化爐出口可燃氣溫度低，可燃氣與鍋爐之間的管道中析出大量的焦油和木醋液，導致管道堵塞，鍋爐難以穩定運行。

目前，國家能源方針中逐步取消中小燃煤鍋爐，給生物質氣化可燃氣燒鍋爐帶來了發展的紅利，而由于固定床氣化爐對原料的適應更廣，更適合中小鍋爐和多聯產技術，因此，如何將固定床可燃氣溫度提高至焦油和木醋液析出溫度之上，成為這項技術能否規模化推廣應用的重中之重。

發明內容

本發明提出的是一種利用自熱提高固定床外送燃氣溫度的方法，其目的旨在解決固定床氣化爐出口燃氣溫度低，燃氣出口至鍋爐輸送過程中析出大量的焦油以及含有大量有機物的醋液，導致管道堵塞，燃氣無法燃燒的問題，利用自熱對燃氣進行加熱，保證了可燃氣輸送溫度在焦油與醋液析出溫度之上，保證了后續燃氣鍋爐的穩定運行。

本發明的技術解決方案：利用自熱提高固定床外送燃氣溫度的方法，由固定床氣化爐1、氣化爐反應區換熱管3、蓄熱介質換熱器2、油泵8、補熱爐4、燃燒器7、閥門6，控制器5組成，其氣化爐反應區換熱管3安裝于固定床氣化爐1反應區內壁，蓄熱介質換熱器2安裝于與氣化爐1出口相連的燃氣管道上，流經換熱管的蓄熱介質從氣化爐1反應區吸收熱量，通過油泵8經過補熱爐4輸送至蓄熱介質換熱器2，在蓄熱介質換熱器2中與可燃氣發生熱交換后返回氣化爐反應區換熱管3；用于檢測與蓄熱介質換熱器2進行熱交換后的燃氣溫度的傳感器與控制器相連；向燃燒器供應燃氣的燃氣支路上設置閥門6，并與燃氣管道相通；燃氣溫度低于300度時，控制器控制閥門6開啟，同時打開燃燒器7通過補熱爐對蓄熱介質進行加熱。

進一步地，所使用蓄熱介質為導熱油。

進一步地，外送燃氣溫度為300℃-350℃。

進一步地，固定床氣化爐剛運行時，燃氣熱值低于900Kcal，燃氣直接外排,不經過蓄熱介質換熱器2；當可燃氣熱值達到900Kcal時，氣化爐反應區溫度為700度左右,燃氣進入蓄熱介質換熱器。

本發明的優點：本發明利用固定床反應區的熱量和蓄熱介質換熱器將氣化爐出口的低溫燃氣（100℃左右）加熱至300℃-350℃，同時利用自動控制系統以及少量可燃氣燃燒，對反應區溫度波動導致蓄熱介質如導熱油熱量不夠，燃氣溫度低于300度時，對蓄熱介質進行補熱，保證外送可燃氣溫度在300℃-350℃之間。控制器對反應區溫度波動導致蓄熱介質熱量不夠，燃氣溫度低于300度時，自動開啟閥門送入可燃氣至燃燒器燃燒，通過補熱爐對蓄熱介質進行加熱，保證氣化爐出口可燃氣的溫度。本發明解決固定床氣化爐出口燃氣溫度低，燃氣出口至鍋爐輸送過程中析出大量的焦油以及含有大量有機物的醋液，導致管道堵塞，燃氣無法燃燒的問題，利用自熱對燃氣進行加熱，保證了燃氣的溫度在焦油與醋液析出溫度之上，保證了后續燃氣鍋爐的穩定運行。

本發明利用氣化爐反應的熱量以及少量可燃氣反流燃燒保證了可燃氣溫度在焦油和木醋液析出溫度之上，有效防止管道堵塞，保證運行。

本發明利用蓄熱能力較強介質導熱油，保證了運行的穩定。

本發明為帶有自動控制系統，保證運行的穩定，無需額外人員配置。

附圖說明