CN110791322A - 一种生物质综合利用***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生物质综合利用***及方法，所述***包括成型设备、输送***、生物质锅炉、生物质气化/碳化炉、SCR脱硝装置、袋式除尘装置、脱硫装置及湿电除尘装置，其中，所述成型设备为用于对生物质原料进行压缩成型的成型设备；所述输送***为用于将压缩成型后的生物质送至生物质气化/碳化炉中的输送***；所述生物质锅炉设置有生物质入口、燃料气入口、燃烧器及烟道，所述烟道被隔板分为第一烟道段及第二烟道段，所述第一烟道段的尾部侧壁设置有烟道气出口，该烟道气出口通过管路依次经由高温旋分器、SCR脱硝装置与第二烟道段顶部侧壁所设置的烟道气入口相连。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质综合利用***及方法，属于生物质利用技术领域。
背景技术
化石燃料的枯竭、可能引起全球变暖的二氧化碳排放和空气污染物诸如NOX和SOX的产生是亟待解决的一些环境挑战。
包括植被、人类和动物粪便等的生物质是一种可再生且可持续的能源，其合理利用可以有效缓解上述所述环境挑战。与化石燃料相比，生物质能具有显著的环境效益，包括CO2和其他空气污染物的小净排放量。生物质的一个有前景的应用是通过气化过程产生合成气。合成气可作为燃烧过程的燃料和原料化学品。然而，能量密度低、季节性特征、难以收集、运输和维持供应的特性限制了工业规模的生物质利用。
因此，提供一种生物质综合利用***及方法已经成为本领域亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种生物质综合利用***。
本发明的目的还在于提供一种生物质综合利用方法。
为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种生物质综合利用***，其中，所述***包括成型设备、输送***、生物质锅炉、生物质气化/碳化炉、SCR脱硝装置、袋式除尘装置、脱硫装置及湿电除尘装置，其中，
所述成型设备为用于对生物质原料进行压缩成型的成型设备；
所述输送***为用于将压缩成型后的生物质送至生物质气化/碳化炉中的输送***；
所述生物质锅炉设置有生物质入口、燃料气入口、燃烧器及烟道，所述烟道被隔板分为第一烟道段及第二烟道段，所述第一烟道段的尾部侧壁设置有烟道气出口，该烟道气出口通过管路依次经由高温旋分器、SCR脱硝装置与第二烟道段顶部侧壁所设置的烟道气入口相连；
所述第一烟道段内依次设置有第一省煤器、第二省煤器及第三省煤器，且在第一省煤器与该生物质锅炉的烟道气出口之间的第一烟道段侧壁上设置有第一高温烟道气出口，在第二省煤器及第三省煤器之间的第一烟道段侧壁上设置有第二高温烟道气出口；
所述第二烟道段内依次设置有第一空气预热器及第二空气预热器，且其底部设置有烟道气出口，该烟道气出口通过管路依次经由袋式除尘装置、第一引风机、脱硫装置与湿电除尘装置的入口相连；
所述生物质气化/碳化炉设置有生物质原料入口、燃料气出口、残渣出口及气化剂入口，其内部设置有惰性热气分配***(气体分布装置)及多块缓冲折流板，该多块缓冲折流板交错设置于所述生物质气化/碳化炉炉体内；
所述第一高温烟道气出口、第二高温烟道气出口、SCR脱硝装置的气体出口以及袋式除尘装置的气体出口分别通过管路并各自经由第一风道阀门、第二风道阀门、第三风道阀门及第四风道阀门与所述生物质气化/碳化炉的气化剂入口相连；该生物质气化/碳化炉的气化剂入口与风道阀门之间的管路上还设置有第一温度检测装置；
所述燃料气出口通过管路经由脱水装置与所述生物质锅炉的燃料气入口相连。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述惰性热气分配***的底部盘管分布器水平布局，开孔均布；纵向布局的是立式“刺刀管式”分布器，开孔率下大上小。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述第一温度检测装置、第一风道阀门、第二风道阀门、第三风道阀门及第四风道阀门及PLC控制***(本领域常规***)之间电连接/信号连接，进而可以通过判断温度高低来控制并自动调节各个阀门的开度。
根据本发明具体实施方案，该***所用生物质锅炉可为差速流化床锅炉，其为本领域常规设备，所用生物质气化/碳化炉为立式炉；
其中，该差速流化床锅炉为高温高压，单锅筒横置式，自然循环，全悬吊结构，全钢架Π型布置。锅炉运转层以上露天，运转层以下封闭，在运转层8米标高设置混凝土平台及操作层。炉膛采用膜式水冷壁，炉膛上部布置有高温及屏式两级过热器，水平烟道布置一组低温过热器，尾部竖井烟道依次布置三组省煤器，一组加热器及空气预热器。
该锅炉采用带差速床的低倍率循环流化床燃烧技术，是申请人多年来生产循环流化床锅炉的经验和引用国外先进技术开发的新一代产品。该锅炉炉膛底部设有主床和两个副床，给料机将燃烧料送入落料斗进入主床，锅炉燃烧所需空气分别由一、二次风机提供，一次风机送出的空气经空气预热器预热后由左侧风道引入主床风室，通过布风板上的风帽进入燃烧室；二次风机送出的风经空气预热器预热后，一部分进入前后副床风室，经副床水冷风帽送入燃烧室，另一部分通过分布在炉膛两侧墙上的喷口作为二次风喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。燃料在主床流化和燃烧后，一部分进入炉膛，而大部分流向前后副床，经副床流化和埋管吸热后再回流至主床，与新进入的燃料混合重复上述的物料床内循环燃烧。随烟气飞出炉膛的细小颗粒经两组布置较稀松的高温过热器，然后颗粒通过惯性被分离下来，从返料阀返回炉膛再次实现循环燃烧。而被分离后比较洁净的烟气经过省煤器及空气预热器后从尾部烟道排出。
由于采用了循环流化床燃烧方式，通过向炉内添回石灰石，能显著降低烟气中二氧化硫排放，采用低温和空气分级供风的燃烧技术能够显著抑制NOx的生成。燃烧后的灰渣其活性好，具有较高的综合利用价值，因而其更能适应日益严格的国家环保要求。
该锅炉的水、汽流程如下：
给水经水平布置的三组省煤器加热后进入锅筒，锅筒内的锅水由集中下降管、分配管进入水冷壁下集箱，经水冷壁、上集箱，然后从上升管进入锅筒。锅筒内设置有汽水分离装置，饱和蒸汽从锅筒顶部的蒸汽连接管引至低温级过热器，经一级喷水减温器、高温过热器、二级喷水减温器、屏式过热器，最后将合格的过热蒸汽引向汽轮机。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所用高温旋分器(用于在高温状态下分离气体中的灰)、SCR脱硝装置、袋式除尘装置、脱硫装置及湿电除尘装置为使该***环保要求达到超低排放的环保设施单元，该***配置的该些环保措施单元能够达到超净排放，高于现行超低排放的要求。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述燃烧器位于该生物质锅炉炉膛高度的1/4-1/5处。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述生物质气化/碳化炉的残渣出口还设置有变频螺旋阀。其中，该变频螺旋阀配有调频电机，可调节该螺旋阀的转速。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述生物质气化/碳化炉的内部设置有气体分布装置及多块缓冲折流板可保证气化剂气体分布均匀和生物质接触良好，下部设计变频螺旋阀，其可转速控制气化时间，实现自动进出料。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述***还包括烟囱，其通过管路与所述湿电除尘装置的出气口相连。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述生物质气化/碳化炉的燃料气出口通过管路经由脱水装置、焦油脱除装置与燃气管网相连。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述生物质气化/碳化炉的燃料气出口通过管路经由脱水装置与氢气分离装置相连。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述***还包括筛分装置，该筛分装置用于筛分所述残渣出口排出的残渣。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述***还包括制氮机，该制氮机通过管路经由第五风道阀门与生物质气化/碳化炉的气化剂入口及第一温度检测装置之间的管路相连。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，该***还包括一氧含量在线分析装置，其连接于生物质气化/碳化炉的气化剂入口与制氮机之间的管路上，且该氧含量在线分析装置与第五风道阀门电连接。
其中，该氧含量在线分析装置为本领域常规设备，其带有显示功能，可以依据氧含量在线分析数据调控(调控第五风道阀门的开度)氮气加入量，保证混合惰性气体中氧气含量不超标。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用***中，所述氧含量在线分析装置与生物质气化/碳化炉的气化剂入口之间的管路上还依次设置有第六风道阀门及第二引风机。
另一方面，本发明还提供了一种生物质综合利用方法，该生物质综合利用方法是采用所述生物质综合利用***实现的，其中，所述方法包括以下步骤：
(1)根据作业需要，将所述生物质压缩成型为目标形状的生物质燃料块；
(2)将一部分生物质燃料块于生物质锅炉中进行燃烧，得到锅炉水及烟道气；该烟道气依次经回收余热处理、SCR脱硝处理、空气预热处理、袋式除尘处理、脱硫处理及湿电除尘处理后，排放至大气；
(3)将另一部分生物质燃料块于生物质气化/碳化炉中进行气化或碳化，得到燃料气及碳燃料或碳基复合肥原料；
该方法还包括采用步骤(2)中所得不同温度的惰性高温烟道气作为步骤(3)中生物质气化所需气化剂并利用其调节气化或碳化温度的操作。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述不同温度的惰性高温烟道气包括回收余热处理前、后的烟道气、SCR脱硝处理后的烟道气及袋式除尘处理后的烟道气。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述回收余热处理前烟道气的温度为710-730℃，回收余热处理后烟道气的温度为443-463℃，SCR脱硝处理后的烟道气的温度为374-394℃及袋式除尘处理后的烟道气的温度为140-160℃。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述回收余热处理前烟道气的温度为715-725℃，回收余热处理后烟道气的温度为448-458℃，SCR脱硝处理后的烟道气的温度为379-389℃及袋式除尘处理后的烟道气的温度为145-155℃。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述回收余热处理前烟道气的温度为720℃，回收余热处理后烟道气的温度为453℃，SCR脱硝处理后的烟道气的温度为384℃及袋式除尘处理后的烟道气的温度为150℃。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，步骤(2)中所得锅炉水经烟道气预热后再经炉膛加热产生蒸汽用于发电。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述不同温度的惰性高温烟道气的氧气体积含量不高于5％，优选为1-3％。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，该方法还包括通过调控所述变频螺旋阀控制气化反应时间的操作。
其中，所述调控所述变频螺旋阀控制气化反应时间包括控制该变频螺旋阀所配调频电机的转速，以控制该变频螺旋阀的开度，阀门开度的调控可实现进出物料量的调节，进而可以实现气化反应时间的控制。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述生物质包括但不限于玉米芯、玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、树枝、树干、锯末、花生壳以及木质素渣。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，以该木质素渣的总重量为100％计，其含水量为10-20％。
其中，该木质素渣可源自本领域常规纤维素项目，该木质素渣可利用生物质电厂烟道气进行初步烘干，以控制其水分为10-20％。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述目标形状包括棒型、粒型或中空棒型。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述生物质在进行压缩成型前，还需对其进行除杂、粗破、粉碎等处理，然后根据所需要的压缩成型后生物质的目标形状选择不同的成型机械对其进行压缩成型，以获得如棒型、粒型或中空棒型的生物质燃料块，压缩成型后的该生物质燃料块才可在生物质气化/碳化炉中自由落体向下流动。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，步骤(3)所得燃料气经脱水处理后返回至步骤(2)用作生物质锅炉的燃气。
根据本发明具体实施方案，在该生物质综合利用方法中，所述压缩成型为该方法必须进行的操作，其目的是为了保证炉内物料具有一定的空隙率，热空气可以流通，如果是散堆***阻力较大，热风通过困难。
首先，本发明所提供的该生物质综合利用***及方法将生物质锅炉与生物质气化/碳化炉联用，在调节生物质锅炉的不同温度的惰性高温烟道气的含氧量后，可以利用其对生物质进行碳化/气化，提高了传热效率；生物质碳化/气化所产生的气化气通过不同的措施，可以有不同的用途，如：可以直接进入生物质锅炉进行燃烧，又可以将其分离焦油、木醋液后供居民使用，还可以通过分离装置产生H2。
其次，本发明可以通过采用不同类型、不同形状的生物质，并利用不同温度的惰性高温烟道气调节气化温度，进而可以产生不同用途的碳燃料和炭基肥料。
附图说明
图1为本发明实施例1所提供的生物质综合利用***的结构示意图。
主要附图标号说明：
1、生物质锅炉；
2、生物质气化/碳化炉；
3、SCR脱硝装置；
4、袋式除尘装置；
5、脱硫装置；
6、湿电除尘装置；
7、成型设备；
8、输送***；
9、粉碎设备；
10、燃烧器；
11、第一烟道段；
12、第二烟道段；
13、隔板；
14、高温旋分器；
15、第一省煤器；
16、第二省煤器；
17、第三省煤器；
18、第一空气预热器；
19、第二空气预热器；
20、第一引风机；
21、惰性热气分配***(气体分布装置)；
22、缓冲折流板；
23、变频螺旋阀；
24、第一风道阀门；
25、第二风道阀门；
26、第三风道阀门；
27、第四风道阀门；
28、第一温度检测装置；
29、脱水装置；
30、焦油脱除装置；
31、燃气管网；
32、氢气分离装置；
33、筛分装置；
34、制氮机；
35、第五风道阀门；
36、氧含量在线分析装置；
37、第六风道阀门；
38、第二引风机；
39、烟囱；
40、烘干设备。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种生物质综合利用***，其中，该***的结构示意图如图1所示，从图1中可以看出，所述***包括粉碎设备9、烘干设备40、成型设备7、输送***8、生物质锅炉1、生物质气化/碳化炉2、SCR脱硝装置3、袋式除尘装置4、脱硫装置5及湿电除尘装置6，其中，
所述粉碎设备9为用于对生物质原料进行粉碎的粉碎设备；
所述成型设备7为用于对粉碎后的生物质原料进行压缩成型的成型设备；
当所述生物质原料为木质素渣时，所述烘干设备40为对该木质素渣进行烘干的烘干设备；
所述输送***8为用于将压缩成型后的生物质送至生物质气化/碳化炉2中的输送***；
所述生物质锅炉1为差速流化床锅炉，其设置有生物质入口、燃料气入口、燃烧器10及烟道，所述烟道被隔板13分为第一烟道段11及第二烟道段12，所述第一烟道段11的尾部侧壁设置有烟道气出口，该烟道气出口通过管路依次经由高温旋分器14、SCR脱硝装置3与第二烟道段12顶部侧壁所设置的烟道气入口相连；
该燃烧器10位于该生物质锅1炉炉膛高度(从该生物质锅炉底部算起)的1/4-1/5处；
所述第一烟道段11内依次设置有第一省煤器15、第二省煤器16及第三省煤器17，且在第一省煤器15与该生物质锅炉1的烟道气出口之间的第一烟道段11侧壁上设置有第一高温烟道气出口，在第二省煤器16及第三省煤器17之间的第一烟道段11侧壁上设置有第二高温烟道气出口；
所述第二烟道段12内依次设置有第一空气预热器18及第二空气预热器19，且其底部设置有烟道气出口，该烟道气出口通过管路依次经由袋式除尘装置4、第一引风机20、脱硫装置5与湿电除尘装置6的入口相连；
所述生物质气化/碳化炉2为立式炉，其设置有生物质原料入口、燃料气出口、残渣出口及气化剂入口，其内部设置有惰性热气分配***(气体分布装置)21及多块缓冲折流板22，该多块缓冲折流板22交错设置于所述生物质气化/碳化炉2炉体内；
所述生物质气化/碳化炉的残渣出口还设置有变频螺旋阀23；
所述第一高温烟道气出口、第二高温烟道气出口、SCR脱硝装置的气体出口以及袋式除尘装置的气体出口分别通过管路并各自经由第一风道阀门24、第二风道阀门25、第三风道阀门26及第四风道阀门27与所述生物质气化/碳化炉2的气化剂入口相连；该生物质气化/碳化炉2的气化剂入口与风道阀门之间的管路上还设置有第一温度检测装置28；
所述燃料气出口通过管路经由脱水装置29与所述生物质锅炉的燃料气入口相连；所述生物质气化/碳化炉的燃料气出口通过管路经由脱水装置29、焦油脱除装置30与燃气管网31相连；所述生物质气化/碳化炉的燃料气出口通过管路经由脱水装置29与氢气分离装置32相连；
在本实施例所提供的该***中，所述生物质气化/碳化炉的炉体设置有三层温度测点，每层沿炉子平面均匀布置3个温度测点(共9只温度热偶)；三层温度测点分别位于炉体的底部、中部和顶部，其中，顶部燃料气出口管线上设置一个温度测点，该设置可以方便监控气化炉内部顶、底和同一水平面床层温度变化的差异性；该些温度测定在图1中均未示出。
本实施例所提供的该***还包括筛分装置33，该筛分装置33用于筛分所述残渣出口排出的残渣；
本实施例所提供的该***还包括制氮机34，该制氮机34通过管路经由第五风道阀门35与生物质气化/碳化炉的气化剂入口及第一温度检测装置之间的管路相连；
本实施例所提供的该***还包括一氧含量在线分析装置36，其连接于生物质气化/碳化炉的气化剂入口与制氮机34之间的管路上，且该氧含量在线分析装置36与第五风道阀门35电连接；
所述氧含量在线分析装置36与生物质气化/碳化炉的气化剂入口之间的管路上还依次设置有第六风道阀门37及第二引风机38；
本实施例所提供的该***还包括烟囱39，其通过管路与所述湿电除尘装置6的出气口相连。
实施例2
本实施例提供了一种生物质综合利用方法，该方法是采用实施例1所提供的生物质综合利用***实现的，所述方法包括以下步骤：
(1)将所用生物质依次进行除杂、粗破、粉碎等处理后，再根据所需要的压缩成型后生物质的目标形状选择不同的成型机械对其进行压缩成型，以获得如棒型、粒型或中空棒型的生物质燃料块；
其中，所述生物质包括但不限于玉米芯、玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、树枝、树干、锯末、花生壳以及木质素渣；若选用木质素渣，则压缩前还需要对该木质素渣进行初步烘干(可利用生物质电厂烟道气进行初步烘干)，以控制其水分为10-20％；
(2)将一部分生物质燃料块于生物质锅炉中进行燃烧，得到锅炉水及烟道气；所得锅炉水经烟道气预热后再经炉膛加热产生蒸汽用于发电；所得该烟道气依次经回收余热处理、SCR脱硝处理、空气预热处理、袋式除尘处理、脱硫处理及湿电除尘处理后，排放至大气；
(3)另一部分生物质燃料块经输送***进入生物质气化/碳化炉，经缓冲折流板下降并填充该生物质气化/碳化炉的内部空间，并于该生物质气化/碳化炉中进行气化或碳化，得到燃料气及碳燃料或碳基复合肥原料；
该方法还包括采用步骤(2)中所得不同温度的惰性高温烟道气作为步骤(3)中生物质气化所需气化剂并利用其调节气化或碳化温度的操作；
步骤(3)所得燃料气的主要成分为H2O、CH4、CO、H2和焦油等，该燃料气经脱水处理(此处可不必再分离焦油和木醋液)后可以返回至步骤(2)用作生物质锅炉的燃气；该燃料气经脱水处理、焦油吸附脱除处理、加臭等处理后可送入管道燃气管网，作为洁净燃料用于生活燃料气；该燃料气经氢气分离装置处理后，可用于H2的制备；
步骤(3)所述生物质气化/碳化炉的固体产品主要有碳燃料和碳基复合肥原料。具体而言，粒型或棒型生物质燃料块经低温气化后可生产碳燃料；木材等成型的中空燃料块经低温气化后可生产高热值碳燃料；高温气化所产生的富含C的灰渣、碳燃料经筛分后所得的细料和生物质电厂产生的草木灰可以一同用于生产碳基复合肥、镁肥等专用土壤调节化肥；
高温气化时，生物质气化/碳化炉底部排出的是生物质残渣，其含有少量碳，可作为草木灰或者用于生产炭基复合肥；低温碳化时，生物质气化/碳化炉底部的主要产品为碳燃料。
其中，在本实施例中，所述不同温度的惰性高温烟道气包括回收余热处理前、后的烟道气、SCR脱硝处理后的烟道气及袋式除尘处理后的烟道气，且该些烟道气的温度分别为720℃、453℃、384℃及150℃。
当步骤(3)中生物质碳化/气化以产生可燃气体(燃料气)为主要目的时，则采用高温气化，该生物质气化/碳化炉的底部温度(生物质气化/碳化炉的底部温度是从该炉底部三个温度热偶所测的三个温度中选择两个，再取平均值后得到的)控制在600-650℃；本实施例中，当采用不同温度的惰性高温烟道气控制生物质气化/碳化炉的底部温度为600-650℃时，温度为720℃的烟道气是必须使用的，然后优先依次调配温度较高的烟道气；
当生物质碳化/气化以产生碳燃料为主要产品时，则需要采用低温碳化，此时该生物质气化/碳化炉的底部温度需要控制在180-250℃；本实施例中，当采用不同温度的惰性高温烟道气控制生物质气化/碳化炉的底部温度为180-250℃时，温度为150℃的烟道气是必须使用的，然后优先依次调配温度较低的烟道气。
本实施例中，该生物质气化/碳化炉的底部温度控制可以按照以下具体步骤进行：
混合热风的各流股流量是依据热风管路上的温度测量点(第一温度检测装置)测量值，进行PLC程序调配控制的。
当温度升高(降低)时，上一级高温风保持每个10％流通量(相应管道流通量的10％)的前提下，依据温度变化速率调整下一级低温风加入量，如果低温风达到0(或100％)流通量，动作上级热风的下一个流通量10％；温度降低(升高)最大调节为所有流股热风全部打开(关闭)。
例如：本实施例中，需要控制某生物质的气化温度为620℃，此时需要温度分别为720℃及453℃的两个流股烟道气按照一定比例入炉；如果温度升高，关闭高温流股10％流量，并通过增大低温流股流量微调，直到温度实测值等于温度设定值；如果温度实测值瞬间温升较快，高温流股直接关闭，防止出现炉内闷烧。温度降低时，关闭低温流股10％流量，增大高温流股调节温度。
在本实施例所提供的该生物质综合利用方法中，其还包括通过调控所述变频螺旋阀控制气化反应时间的操作；
其中，所述调控所述变频螺旋阀控制气化反应时间包括控制该变频螺旋阀所配调频电机的转速，以控制该变频螺旋阀的开度，阀门开度的调控可实现进出物料量的调节，进而可以实现气化反应时间的控制。
在本实施例中，所述不同温度的惰性高温烟道气的氧气含量可以采用生物质综合利用***的第一温度检测装置和风道阀门自动调节，以将氧气含量初步调节至不高于5％；进一步地，为避免不同温度的惰性高温烟道气的氧气含量过高给生物质直接加热气化造成燃烧缺陷，本实施例中可采用制氮机产生的氮气调节气化剂中的含氧量，以将其氧气含量调节至1-3％；
本实施例中，所用生物质块为玉米秸秆、小麦秸秆、玉米芯、花生壳、锯末及木片时，按照控制连续进出物料折算物料在生物质气化/碳化炉内的滞留时间分别如下表1所示。
表1
从表1中可以看出，不同生物质块气化/碳化所需要的时间不同。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。
Claims (10)
1.一种生物质综合利用***，其特征在于，所述***包括成型设备、输送***、生物质锅炉、生物质气化/碳化炉、SCR脱硝装置、袋式除尘装置、脱硫装置及湿电除尘装置，其中，
所述成型设备为用于对生物质原料进行压缩成型的成型设备；
所述输送***为用于将压缩成型后的生物质送至生物质气化/碳化炉中的输送***；
所述生物质锅炉设置有生物质入口、燃料气入口、燃烧器及烟道，所述烟道被隔板分为第一烟道段及第二烟道段，所述第一烟道段的尾部侧壁设置有烟道气出口，该烟道气出口通过管路依次经由高温旋分器、SCR脱硝装置与第二烟道段顶部侧壁所设置的烟道气入口相连；
优选地，所述燃烧器位于该生物质锅炉炉膛高度的1/4-1/5处；
所述第一烟道段内依次设置有第一省煤器、第二省煤器及第三省煤器，且在第一省煤器与该生物质锅炉的烟道气出口之间的第一烟道段侧壁上设置有第一高温烟道气出口，在第二省煤器及第三省煤器之间的第一烟道段侧壁上设置有第二高温烟道气出口；
所述第二烟道段内依次设置有第一空气预热器及第二空气预热器，且其底部设置有烟道气出口，该烟道气出口通过管路依次经由袋式除尘装置、第一引风机、脱硫装置与湿电除尘装置的入口相连；
所述生物质气化/碳化炉设置有生物质原料入口、燃料气出口、残渣出口及气化剂入口，其内部设置有惰性热气分配***及多块缓冲折流板，该多块缓冲折流板交错设置于所述生物质气化/碳化炉炉体内；
所述第一高温烟道气出口、第二高温烟道气出口、SCR脱硝装置的气体出口以及袋式除尘装置的气体出口分别通过管路并各自经由第一风道阀门、第二风道阀门、第三风道阀门及第四风道阀门与所述生物质气化/碳化炉的气化剂入口相连；该生物质气化/碳化炉的气化剂入口与风道阀门之间的管路上还设置有第一温度检测装置；
所述燃料气出口通过管路经由脱水装置与所述生物质锅炉的燃料气入口相连；
还优选地，所述生物质气化/碳化炉的残渣出口还设置有变频螺旋阀。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括烟囱，其通过管路与所述湿电除尘装置的出气口相连。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述生物质气化/碳化炉的燃料气出口通过管路经由脱水装置、焦油脱除装置与燃气管网相连。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述生物质气化/碳化炉的燃料气出口通过管路经由脱水装置与氢气分离装置相连。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括筛分装置，该筛分装置用于筛分所述残渣出口排出的残渣。
6.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括制氮机，该制氮机通过管路经由第五风道阀门与生物质气化/碳化炉的气化剂入口及第一温度检测装置之间的管路相连；
优选地，该***还包括一氧含量在线分析装置，其连接于生物质气化/碳化炉的气化剂入口与制氮机之间的管路上，且该氧含量在线分析装置与第五风道阀门电连接；
还优选地，所述氧含量在线分析装置与生物质气化/碳化炉的气化剂入口之间的管路上还依次设置有第六风道阀门及第二引风机。
7.一种生物质综合利用方法，该生物质综合利用方法是采用权利要求1-6任一项所述生物质综合利用***实现的，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)根据作业需要，将所述生物质压缩成型为目标形状的生物质燃料块；
(2)将一部分生物质燃料块于生物质锅炉中进行燃烧，得到锅炉水及烟道气；该烟道气依次经回收余热处理、SCR脱硝处理、空气预热处理、袋式除尘处理、脱硫处理及湿电除尘处理后，排放至大气；
(3)将另一部分生物质燃料块于生物质气化/碳化炉中进行气化或碳化，得到燃料气及碳燃料或碳基复合肥原料；
该方法还包括采用步骤(2)中所得不同温度的惰性高温烟道气作为步骤(3)中生物质气化所需气化剂并利用其调节气化或碳化温度的操作；
优选地，所述不同温度的惰性高温烟道气包括回收余热处理前、后的烟道气、SCR脱硝处理后的烟道气及袋式除尘处理后的烟道气；
更优选地，所述回收余热处理前烟道气的温度为710-730℃，回收余热处理后烟道气的温度为443-463℃，SCR脱硝处理后的烟道气的温度为374-394℃及袋式除尘处理后的烟道气的温度为140-160℃；
还优选地，所述不同温度的惰性高温烟道气的氧气体积含量不高于5％，更优选为1-3％；
还优选地，该方法还包括通过调控所述变频螺旋阀控制气化反应时间的操作。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述生物质包括但不限于玉米芯、玉米秸秆、小麦秸秆、稻草、树枝、树干、锯末、花生壳以及木质素渣；
优选地，以该木质素渣的总重量为100％计，其含水量为10-20％。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述目标形状包括棒型、粒型或中空棒型。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(3)所得燃料气经脱水处理后返回至步骤(2)用作生物质锅炉的燃气。
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