[发明专利]生物质燃料实现热力过程的系统性方法

说明书

生物质燃料实现热力过程的系统性方法。属于能源与热力工程技术领域，使生物质通过直接燃烧就转化为高级可用动能的系统性的方法。利用生物质颗粒技术，使生物质颗粒模具的模孔与高压燃烧室密闭连接，模具部分进行水冷降温。生物质颗粒成型后直接自动投料到高压燃烧室，由压气机为高压燃烧室输入空气实现封闭燃烧，燃烧产生的灰也在密闭状态下排渣，形成高温高压燃气，成为生物质热力过程的核心技术。高温高压燃气经清洁除尘后直接进入膨胀机转化为可用动能，就实现了生物质热力过程。生物质热力机械小型化用于农林业机械及运输机车，大型化用于PFBC‑CC系统以生物质为燃料的投料技术改进，以及生物质蒸汽发电改进为燃气‑蒸汽联合循环。

技术领域：

生物质燃料实现热力过程的系统性方法从属于能源与热力工程技术领域。

背景技术：

以石油、天然气为燃料的活塞式发动机、燃气轮机，缺点是燃料的昂贵，其中燃气轮机更有如下缺点，怠速时能耗过高噪音大，造价昂贵，高温燃烧的石化燃料形成氮氧化合物排放物超标。其应用领域也有局限性。

以煤炭为燃料的高压流化床燃气轮机，燃料基本是细碎的颗粒煤，或者是膏状水煤浆，膏状水煤浆是用一种特定的高压泵将燃料添入燃烧室的，而煤粉或煤颗粒向燃烧室的添加就特别麻烦。依现有技术更无从谈起生物质这种散碎蓬松透气进入高压燃烧室了。

一方面，前述热力机械都消耗着昂贵的石油煤炭能源。另一方面，在农区、林区大量的生物质资源利用基本如下的低端应用：

作为农村生活燃料以及高纬度地区用于城市供暖；

生产蒸汽驱动的蒸汽轮机发电，效率不高；

生物质气化成便于输送、燃烧的二次能源木煤气，用于气电炭联产等综合用途，用作燃气轮机、内燃机的动力源，以及作甲烷、甲醇、有机酸的原料气；长期使用木煤气会使透平机造成堵塞，污染和腐蚀；净化效果不理想，运行寿命短，成为制约木煤气商业推广的主要因素。生产木煤气并且小型化，用于卡车、拖拉机的动力源，缺点极多；

生物质固体成型燃料技术，将散碎蓬松没有一定形状的秸秆、树枝等生物质，经干燥粉碎后，压制成具有一定形状的密度较大的棒状、块状、颗粒状燃料，大量应用于工业燃烧机燃料。虽然生物质固体成型燃料满足了工业燃烧的条件，但是却没有直接燃烧转化为动力技术方法。

由此可知，目前要使生物质能转化为动力则必须通过蒸汽或气化的中间过程来实现。

发明内容：

生物质燃料实现热力过程的系统性方法，是将生物质自动化投料到高压燃烧室燃烧生成转化为动能的高温高压燃气的一整套体系中解决一系列的技术问题的方法；1，燃料的选择与加工，2，燃料的自动化投料，3，高压燃烧室的建立，4燃料在高压燃烧室的燃烧产生高温高压燃气，5，应用于生物质燃气轮机，6，生物质燃气轮机适应农业从业需求的优化燃烧技术，7，排渣技术，8，PFBC-CC的适应生物质燃料的技术改进。通过以下五个方面体现出来：

一、燃料：生物质的性状、成分、分类、颗粒技术与燃烧

生物质是蓬松透气、形状不规则、能量密度低、不能自动化投料、极为廉价，部分地区已经属于负价值的低级能源。

生物质的成分是粗纤维(纤维素、半纤维素、木质素、角质)，糖类(葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、双糖、淀粉)、粗蛋白、粗脂肪、矿物质等组成。其中粗纤维、糖类、粗脂肪都以碳水化合物的形式存在。燃烧后粗蛋白与矿物质形成灰分。

生物质按照灰分含量及热值分类，1级为以木块为代表的1％灰分的生物质燃料，2级为2％以下灰分，以玉米穗轴、灌木、大豆秸秆为代表的生物质燃料，3级为2％以上灰分，农作物秸秆秸壳、芦苇杂草、干燥的牛马粪便等。