[实用新型]生物质气给料放散自动控制系统以及生物质气化反应系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生物质气给料放散自动控制系统，以及使用该控制系统的生物质气化反应系统。

背景技术

生物质气化已有一百多年的历史了。最初的气化反应器产生于1883年，它以木炭为原料，气化后的燃气驱动内燃机。在二次世界大战期间，德国大力发展了用于民用汽车的车载气化器，并形成了与汽车发动机配套的完整技术。当时的生物质气化主要采用固定床气化反应器，其技术水平达到了相当完善的程度。

生物质气化是指将生物质原料加工处理后，送入气化炉中，在缺氧的条件下进行气化裂解，得到可燃气体，有时根据应用需要还要对产出气经行净化处理从而得到优质的产品气。

生物质气化原理是在一定的热力学条件下，借助于气化介质如空气、氧气或水蒸气等的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应，热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化成为小分子碳氢化合物，获得CO、H2和CH4等可燃气体。生物质气化主要包括气化反应、合成气催化变换和气体分离净化过程(直接燃用的不用分离净化)。以空气为气化介质为例，生物质气化化学反应通式可以表示为：

CH_1.4O_0.6+0.4O₂+1.5N₂＝0.7CO+0.3CO₂+0.6H₂+0.1H₂O+(1.5N₂)

一般而言，生物质由纤维素、半纤维素、木质素、惰性灰等组成，含氧量和挥发份高，焦炭的活化性强，因此生物质与煤相比，具有更高的气化活性，更适合气化。

从所采用的气化炉的角度来看，生物质气化技术可以分为两大类，一类是固定床气化炉技术，一类是流化床气化炉技术。其中，固定床气化炉又可以分为上吸式固定床气化炉、下吸式固定床气化炉、横吸式固定床气化炉、以及开心式固定床气化炉等；流化床气化炉又可以分为流化床气化炉、双流化床气化炉、以及循环流化床气化炉等。

无论采用何种气化炉，其目的都是进行生物质气化反应，进而产生燃气。除了气化反应本身外，给料和放散是生物质气化反应中重要的辅助环节。气化炉中的生物质原料增多，会有更多的生物质原料参与燃烧，进而提高炉温和炉内压力。燃气管道与气化炉相通，若燃气管道相对于气化炉为低压，气化炉产生的燃气就能顺利地通往燃气管道，进而降低气化炉内的压力。因而给料和放散与气化炉内的压力关系密切，而气化炉内的压力与气化反应的顺利进行关系密切。控制好了给料和放散，就能更好地进行生产。然而，现有的生物质气化反应设备，没有针对给料和放散的自动控制系统。

除了上述问题外，目前所使用的气化炉还存在如下问题：

(1)气化炉气化效率低。生物质原料不能很好地被气化，能量利用率低，能源浪费较严重，易使气化炉积灰及结渣较多；

(2)燃气发热量偏低。较低的发热量不仅造成储气成本升高，而且造成每户用气量升高，增加了用户支出，限制了用户用气的积极性；

(3)杂质含量高。焦油和灰尘沉积严重，集中供气系统不能进行长期安全运行。不仅影响了生产的连续性，而且造成厂房内火焰上窜，管道形成负压回火爆炸；

(4)二次污染问题。市场上部分生物质气化机组采用湿式净化技术，这样不可避免地向外界排放洗涤过的冷却水，导致冷却水中含有多种有害物质，如酚、氨等。它们对动植物生长及安全构成危害，从而造成二次污染。

发明内容

本实用新型的目的之一是提供一种生物质气给料放散自动控制系统，以实现在生物质气化反应过程中对给料放散进行自动控制；本实用新型的另一目的是提供一种使用上述控制系统的生物质气化反应系统，以达到实现给料放散自动控制的同时，提高气化效率和燃气发热量，减少焦油和灰尘等杂质的生成，减少二次污染。

一方面，为了实现上述目的，本实用新型提供了一种生物质气给料放散自动控制系统，用于控制一生物质气化系统以便使其内的生物质原料完全反应，并放散多余的燃气；其中，生物质气化系统包括流化床气化反应器、炉前储料装置、炉前送料装置、放散装置；炉前储料装置包括缓冲仓和工作仓，缓冲仓和工作仓分别包括进料口和出料口，工作仓的进料口与缓冲仓的出料口接合；炉前送料装置将来自工作仓出料口的原料送入流化床气化反应器的进料口；缓冲仓和工作仓的底部出料口处均设有阀门；放散装置包括点火装置；该生物质气给料放散自动控制系统包括：

工作仓第一料位计，其位于工作仓的下部，用于感测工作仓内的料位，当工作仓内的料位处于该料位计高度时，将工作仓内料位的信号传给阀门控制单元；