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一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法

文檔序號(hào):5110229閱讀:178來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種氣化裝備的控制方法,尤其涉及一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法。
背景技術(shù)
能源與環(huán)保是當(dāng)今世界亟待解決的兩大問(wèn)題,現(xiàn)時(shí)絕大多數(shù)能源供應(yīng)仍然依賴化石燃料,然而其燃燒時(shí)排放的各類污染物卻讓環(huán)保問(wèn)題雪上加霜。諷刺的是,我們所使用的化石燃料,卻來(lái)源于生物質(zhì),而生物質(zhì)其實(shí)是一種100%可再生的清潔能源。廣義上,生物質(zhì)包括所有的植物,微生物,動(dòng)物,以及它們產(chǎn)生的廢棄物。生物質(zhì)資源非常豐富,諸如城市固體垃圾(MSW),林木,農(nóng)業(yè)廢棄物和其他富碳有機(jī)材料都是優(yōu)良的生物質(zhì)資源。每年地球上都因基于葉綠素的光合作用生成1400-1800億噸生物質(zhì)。儲(chǔ)藏在這些生物質(zhì)里面的化學(xué)能源是世界總能源消耗量的三倍以上,但是我們目前的利用率不足總量的3%。現(xiàn)有生物質(zhì)氣化流程操作方法存在諸多缺陷,如操作方法簡(jiǎn)陋,無(wú)法準(zhǔn)確控制各反應(yīng)階段,運(yùn)營(yíng)成本高, 操作失誤可能性大,安全性低,所產(chǎn)燃?xì)獬煞植豢煽兀艧煏r(shí)間長(zhǎng),污染環(huán)境,產(chǎn)氣不穩(wěn)定, 產(chǎn)氣焦油含量高造成輸氣管線阻塞,或者損害腐蝕終端應(yīng)用設(shè)備。因此無(wú)法長(zhǎng)期連續(xù)使用, 不便于儲(chǔ)存運(yùn)輸或者大面積推廣應(yīng)用,也無(wú)法應(yīng)用于現(xiàn)有燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電。為解決上述問(wèn)題,申請(qǐng)人提出一種新型的生物質(zhì)氣化裝備和氣化工藝,具體結(jié)構(gòu)如下生物質(zhì)氣化裝備,如圖1所示,包括由輸氣管道依次連接的氣化反應(yīng)室1、空氣緩沖罐2、蒸汽緩沖罐3、蒸汽換熱器4、內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器5、冷卻塔6、電捕焦油器7、除硫化氫噴淋器8、氣水分離器9和儲(chǔ)氣罐10 ;蒸汽換熱器4,蒸汽緩沖罐3,氣化反應(yīng)室1通過(guò)蒸汽管道依次相連;鼓風(fēng)機(jī),內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器5,空氣緩沖罐2,氣化反應(yīng)室1通過(guò)空氣管道依次相連;(燃?xì)?儲(chǔ)氣罐 10則通過(guò)減壓閥與用戶端燃?xì)鈶?yīng)用設(shè)備或輸氣管網(wǎng)相連。所述氣化反應(yīng)室,為下吸式氣化反應(yīng)室,如圖2、圖3所示,自上而下包括自動(dòng)上料裝置101、自動(dòng)整平裝置102、初級(jí)氣化區(qū)103、自動(dòng)點(diǎn)火裝置104、振動(dòng)爐蓖105、二次氣化區(qū)106、自動(dòng)排渣裝置107 ;以及分別位于初級(jí)氣化區(qū)頂部和二次氣化區(qū)頂部的兩套爐內(nèi)壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)、均勻分布于初級(jí)氣化區(qū)內(nèi)的12個(gè)熱電偶組成的爐溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、由兩個(gè)微波料位探測(cè)儀組成安裝于初級(jí)氣化區(qū)內(nèi)的爐內(nèi)料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、分別安裝于氣體進(jìn)口輸送管和出口管口處的進(jìn)出口氣體溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和氣體進(jìn)出口壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng),以及位于點(diǎn)火器上方的火焰監(jiān)測(cè)系統(tǒng);所述自動(dòng)上料裝置101,位于氣化反應(yīng)室的頂部,如圖4所示,包括兩級(jí)氣動(dòng)偏心球閥1011和1013、一個(gè)料倉(cāng)1012以及一個(gè)高低位料位監(jiān)測(cè)器,所述料倉(cāng)1012位于兩級(jí)球閥1011和1013之間,高低位料位檢測(cè)器位于其料倉(cāng)1012內(nèi)部;氣化區(qū)由一體式的初級(jí)氣化區(qū)103和二次氣化區(qū)106組成,所述初級(jí)所化區(qū)103 在上,二次氣化區(qū)106在下,兩者之間設(shè)置振動(dòng)爐蓖105 ;氣化區(qū)的耐火層均由硅酸鋁耐火混凝土澆筑形成,保溫層由陶瓷纖維包裹而成;初級(jí)氣化區(qū)103的混合氣化介質(zhì)進(jìn)氣口位于初級(jí)氣化區(qū)頂部;二次氣化區(qū)106的混合氣化介質(zhì)進(jìn)氣口位于二次氣化區(qū)的上部,其燃?xì)獬鰵饪谖挥诙?jí)氣化區(qū)中部。所述振動(dòng)爐蓖105,如圖5所示,是上下兩層分體結(jié)構(gòu);下層爐蓖1052是固定爐蓖,由多個(gè)梯型不銹鋼齒條呈正梯型放置并通過(guò)其兩端固定連接于下層爐蓖圈內(nèi)側(cè)形成, 所述固定爐蓖固定于所述氣化反應(yīng)室的耐火材料壁上;上層爐蓖1051是活動(dòng)爐蓖,由多個(gè)梯型不銹鋼齒條呈倒梯型放置并通過(guò)其兩端固定連接于上層爐蓖圈內(nèi)側(cè)形成,所述上層爐蓖1051與液壓動(dòng)力裝置2000連接并連動(dòng);所述下層爐蓖1052的齒條與上層爐蓖1051的齒條對(duì)應(yīng)咬合,并設(shè)定相鄰的上下兩層爐蓖的齒條咬合處的橫向間隙為5-80mm ;所述不銹鋼齒條的上底寬約20mm,下底寬約40mm。通過(guò)PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)控制所述液壓動(dòng)力裝置帶動(dòng)所述上層爐蓖以不大于200次/分鐘的頻率振動(dòng);所述自動(dòng)整平裝置101包括動(dòng)力部分1021和十字型整平轉(zhuǎn)臂1022 ;所述動(dòng)力部分1021位于初級(jí)氣化區(qū)103的頂部,由液壓推動(dòng)裝置和減速電機(jī)組成;所述整平轉(zhuǎn)臂1022 位于初級(jí)氣化區(qū)103內(nèi)部,套裝固定于中心軸1023上;所述液壓推動(dòng)裝置的缸頭與減速電機(jī)相連接,減速電機(jī)的輸出端與中心軸1023相連接,所述中心軸1023、減速電機(jī)的輸出軸及缸頭的中心線與所述氣化區(qū)的中心線重合;自動(dòng)整平裝置102的所述液壓推動(dòng)裝置的行程為50-500mm,所述減速電機(jī)的轉(zhuǎn)速為5_20rpm。所述自動(dòng)點(diǎn)火裝置104,位于所述初級(jí)氣化區(qū)103下端的反應(yīng)室側(cè)壁處,包括3套油槍、點(diǎn)火器和推進(jìn)系統(tǒng);所述自動(dòng)排渣裝置107,與所述二次氣化區(qū)106底部的排渣通道相連接,包括兩級(jí)氣動(dòng)偏心球閥、一個(gè)料倉(cāng)以及一個(gè)高低位料位監(jiān)測(cè)器,所述料倉(cāng)位于兩級(jí)球閥之間,高低位料位檢測(cè)器位于其料倉(cāng)內(nèi)部;所述蒸汽換熱器4通過(guò)輸氣管路與二次氣化區(qū)106的燃?xì)獬鰵夤苈愤B接;所述蒸汽緩沖罐3通過(guò)輸氣管路分別連接至蒸汽換熱器4的蒸汽出氣管路和氣化區(qū)的蒸汽進(jìn)氣管路;所述蒸汽換熱器上,裝有液位計(jì)與壓力表,用于監(jiān)測(cè)蒸汽換熱器內(nèi)部壓力與水位;同時(shí)有溫度計(jì),用于監(jiān)測(cè)所產(chǎn)生的蒸汽溫度,并配有安全閥,用于壓力過(guò)大時(shí)泄壓;所述蒸汽緩沖罐,在其蒸汽入口處配有溫度計(jì),出口處配有壓力表與流量計(jì),并于出口處設(shè)置調(diào)節(jié)閥加以控制。所述內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器為5內(nèi)外雙層立式筒狀的一體結(jié)構(gòu),上部為圓筒狀, 下部為倒圓臺(tái)筒狀,里層為旋風(fēng)分離倉(cāng)501,外層為旋風(fēng)換熱倉(cāng)502 ;所述旋風(fēng)分離倉(cāng)501自下而上分為集液區(qū)、旋風(fēng)分離區(qū)和凈化區(qū),其燃?xì)膺M(jìn)氣口 5011和出氣口 5012分別經(jīng)輸氣管道與蒸汽換熱器4的出氣口及冷卻塔6的入氣口相連接;所述旋風(fēng)換熱倉(cāng)502設(shè)置導(dǎo)流板 5021,所述導(dǎo)流板5021為不銹鋼板呈螺旋狀焊接于所述旋風(fēng)換熱倉(cāng)502的內(nèi)壁上,其水平寬度與所述換熱倉(cāng)502的寬度相當(dāng);所述旋風(fēng)換熱倉(cāng)502下部設(shè)置冷空氣進(jìn)氣口 5022,上部設(shè)置熱空氣出氣口 5023,所述出氣口 5023通過(guò)空氣緩沖罐3與所述氣化反應(yīng)室1的進(jìn)氣管路相連接;所述內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器5底部,配有變頻鼓風(fēng)機(jī),用于向其外層的旋風(fēng)換熱倉(cāng)送入常溫空氣,在其內(nèi)部還配有液位計(jì)用于監(jiān)測(cè)底部排渣出口處液位。慣性分離器的啟動(dòng)控制、排渣系統(tǒng)與內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器完全相同;通過(guò)慣性將氣體中的木焦油,木醋液,灰分分離出來(lái),在底部對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和通過(guò)雙球閥控制排放, 排廢液步驟與內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器相同;在所述冷卻塔6氣體出口處,裝有氣體溫度計(jì),用于監(jiān)測(cè)燃?xì)鉁囟?。在冷卻塔6內(nèi)部,裝有水溫度計(jì),用于監(jiān)測(cè)冷卻塔中水溫,并配有調(diào)頻水泵,用于控制冷卻塔循環(huán)水。在底部排渣出口上端,另裝有液位計(jì),用于監(jiān)測(cè)底部液位。在所述電捕焦油器7進(jìn)氣口位置,配有氧分析儀200,用于監(jiān)測(cè)進(jìn)入電捕焦油器的燃?xì)庵醒鹾?。底部排渣出口上端,配有液位?jì),用于監(jiān)測(cè)底部排渣出口出液位。在所述除硫化氫噴淋器8中,盛放按一定比例配比的氫氧化鈉水溶液,裝有液位計(jì),用于監(jiān)測(cè)除硫化氫噴淋器中水溶液液位。同時(shí)配有水泵控制其中水溶液的循環(huán)。在所述氣水分離器9出氣口處,裝有氣體分析儀100,用于監(jiān)測(cè)最終所產(chǎn)燃?xì)獬煞?。所述蒸汽換熱器3、內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器5、冷卻塔6的排渣出口,均設(shè)置與所述氣化反應(yīng)室相同的自動(dòng)排渣裝置,即為雙球閥結(jié)構(gòu),使用時(shí),一級(jí)球閥先開(kāi)啟,廢渣落入排渣倉(cāng),第一級(jí)球閥關(guān)閉后,第二級(jí)球閥再打開(kāi),排出廢渣廢液,第二級(jí)球閥關(guān)閉。因此不會(huì)發(fā)生空氣通過(guò)排渣出口倒流入氣化裝備內(nèi)部的情況。所述氣化裝備的氣化工藝,包括如下工藝步驟(a)燃?xì)馍缮狭虾瓦M(jìn)氣生物質(zhì)原料進(jìn)入自動(dòng)上料系統(tǒng),上料系統(tǒng)的一級(jí)球閥打開(kāi),原料進(jìn)入料倉(cāng),料位監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到高位信號(hào)時(shí),一級(jí)球閥關(guān)閉,之后二級(jí)球閥打開(kāi),原料進(jìn)入初級(jí)氣化區(qū),料位監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到低位信號(hào)時(shí),二級(jí)球閥關(guān)閉;同時(shí),用鼓風(fēng)機(jī)向氣化反應(yīng)室吹入溫度在200°C以上的蒸汽和/或160°C熱空氣組成的氣化介質(zhì);初級(jí)氣化生物質(zhì)原料進(jìn)入初級(jí)氣化區(qū)后,在微波料位監(jiān)測(cè)儀檢測(cè)到高位信號(hào)后, 停止進(jìn)料,由自動(dòng)整平系統(tǒng)進(jìn)行整平,之后由自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)火,火焰監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)火焰達(dá)到預(yù)定指標(biāo)后,油槍退出爐膛,大氣聯(lián)通管關(guān)閉,初級(jí)氣化開(kāi)始,即通過(guò)厭氧燃燒,形成燃?xì)庠诔跫?jí)氣化區(qū),原料分為5層,分別為干燥層、熱解層、燃燒層、還原層、灰燼層,均布的熱電偶不間斷向控制臺(tái)傳輸各個(gè)料層的溫度,通過(guò)控制進(jìn)氣量和整平裝置的動(dòng)作對(duì)初級(jí)氣化區(qū)的5個(gè)層面進(jìn)行控制和調(diào)整;形成燃?xì)獍–0、H2、CH4、C2H6、CnHm、N2、C02 ;各個(gè)層面的反應(yīng)如下干燥層,溫度約達(dá)100°C該層通過(guò)200°C的空氣和水蒸氣對(duì)物料進(jìn)行干燥,提取出物料中的H20,生成水蒸氣。熱解層和燃燒層,溫度約500°C 1000°C主要反應(yīng)A :CH1. 400. 6+0. 602+1. 6N2 — 0. 7C0+0. 6H2+0. 3C02+0. 1H20+1. 6N2B :CH1. 600. 6+0. 4H20 — C0+1. 1H2C :C+02 — C02D :C+C0 — C02該層通過(guò)生物質(zhì)原料和脫揮反應(yīng)的生成物部分氧化,并釋放大量的熱量,將區(qū)域溫度提升至1000攝氏度以上,生成CO,H2,C02, H20。
還原層,溫度約850°C主要反應(yīng)A:C+C02 —2C0 (還原反應(yīng))
B:C+H20 —C0+H2 (還原反應(yīng))
C:CH1. 600.6+0. 4H20 — CO+1. 1H2 (氧化反應(yīng))該層為無(wú)氧反應(yīng)區(qū),這些反應(yīng)將爐床的溫度降至750-800°C,任何在爐床上方生成,并殘余的焦油在此將會(huì)被熱解,并進(jìn)一步增加混合氣體的產(chǎn)氣量,CHl. 600. 6+0. 4H20 — CO+1. 1H2部分在火焰熱解中生成的二氧化碳在此同焦結(jié)發(fā)生碳溶損反應(yīng),并增加產(chǎn)出混合氣體的能量密度C+C02 — 2C0部分在干燥和火焰熱解過(guò)程中生成的水蒸氣又同焦結(jié)反應(yīng),使混合氣體中氫氣含量增加 C+H20 — C0+H2?;覡a層在還原層之下,就是灰燼收集區(qū)。每隔一段時(shí)間,灰燼就通過(guò)爐篦,聚集到氣化爐底部。二次氣化初次氣化形成的固體余渣和結(jié)焦灰渣,經(jīng)振動(dòng)爐蓖的振動(dòng)和擠壓變?yōu)樾☆w粒爐渣順利排放至二次氣化區(qū),同時(shí)向二次氣化區(qū)再次通入預(yù)熱的氣化介質(zhì),進(jìn)行二次氣化;發(fā)生如下反應(yīng)少量的輔助氧化劑從爐蓖下方被注進(jìn)混合氣體當(dāng)中,并進(jìn)一步降低氣體中焦油的含量,增加氫氣含量和總的氣體產(chǎn)量。C+02 — C02C+H20 — C0+H22C0+02 —2C02C+C02 — 2C0自動(dòng)排渣爐渣進(jìn)入自動(dòng)排渣系統(tǒng)后,一級(jí)球閥保持打開(kāi),爐渣進(jìn)入料倉(cāng),料位監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)到高位信號(hào)時(shí),一級(jí)球閥關(guān)閉,之后二級(jí)球閥打開(kāi)進(jìn)行排渣,料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到低位信號(hào)時(shí)二級(jí)球閥關(guān)閉;(b)氣化介質(zhì)預(yù)熱將所生成燃?xì)饨?jīng)輸氣管道送入蒸汽熱交換器和內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器分別獲得200°C以上的蒸汽和160°C以上的熱空氣,兩者分別經(jīng)蒸汽緩沖器和空氣緩沖器,并在管道中混合后送入氣化反應(yīng)室中作為氣化介質(zhì),或選擇其中一種作為氣化介質(zhì);(c)燃?xì)鈨艋^(guò)濾在水環(huán)壓縮機(jī)的抽力作用下,生成的燃?xì)庠跉饣磻?yīng)室中通過(guò)燃燒層和還原層,經(jīng)輸氣管道進(jìn)入蒸汽換熱器中,自動(dòng)進(jìn)行熱量交換獲得蒸汽并以輸氣管路送至氣化反應(yīng)室作為氣化介質(zhì),同時(shí)發(fā)生雜質(zhì)的沉降;繼而進(jìn)入內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器,燃?xì)庵械念w粒物和木焦油等雜質(zhì)進(jìn)一步沉降的同時(shí)進(jìn)行熱量交換,即給冷空氣預(yù)熱獲得熱空氣并經(jīng)輸氣管道送至氣化反應(yīng)室作為氣化介質(zhì);燃?xì)饩o接再依次進(jìn)入冷卻塔,通過(guò)封閉水體對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行進(jìn)一步的降溫;電捕焦油器,利用靜電吸附及慣性分離的原理對(duì)燃?xì)饨禍睾笃渲心Y(jié)的焦油微粒和顆粒物進(jìn)行分離沉降,焦油脫除率在99. 99%以上;和除硫化氫噴淋器中,通入氫氧化鈉水溶液,并進(jìn)行噴淋,去除燃?xì)庵兴腍2S成分,經(jīng)過(guò)處理后的燃?xì)庵蠬2S含量低于0. 00001%,經(jīng)過(guò)上述一系列的脫除雜質(zhì),最后進(jìn)入氣水分離器進(jìn)行氣水分離,即通過(guò)氣水分離器中過(guò)濾網(wǎng),對(duì)燃?xì)庵兴诌M(jìn)行分離;在上述所有環(huán)節(jié)均自動(dòng)進(jìn)行排污和排水處理;(d)燃?xì)鈮嚎s儲(chǔ)存凈化后的燃?xì)庠谒h(huán)壓縮機(jī)的作用被壓縮存入儲(chǔ)氣罐中,所述水環(huán)壓縮機(jī)的排量范圍是90m7h-1800m3/h,最大工作壓力0. 6MPa。上述氣化裝備和工藝需一種新的生物質(zhì)氣化裝備的控制方法被研制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題的提出,而研制一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法,其特征在于包括如下步驟1)生物質(zhì)填料步驟,具體包括如下步驟1-1、氣化爐內(nèi)料位感應(yīng)達(dá)到低位值時(shí),上料傳送帶打開(kāi);料位整平器開(kāi)啟并保持旋轉(zhuǎn);1-2、第一道球閥打開(kāi),生物質(zhì)燃料進(jìn)入上料倉(cāng);1-3、上料倉(cāng)料位感應(yīng)器啟動(dòng),達(dá)到高位時(shí),第一道球閥關(guān)閉,上料傳送帶關(guān)閉;1-4、第二道球閥打開(kāi),上料倉(cāng)感應(yīng)器達(dá)到低位值時(shí),第二道球閥關(guān)閉;1-5、再次從步驟1-2開(kāi)始循環(huán);1-6、氣化爐內(nèi)料位感應(yīng)達(dá)到高位值時(shí)循環(huán)停止;1-7、填料步驟停止后,位于中心的料位整平器開(kāi)始對(duì)物料整平,并在填料步驟再次開(kāi)啟時(shí),料位整平器旋轉(zhuǎn)停止;2)爐篦調(diào)整步驟在物料進(jìn)入氣化爐后,爐篦上層振動(dòng)對(duì)原料進(jìn)行粉碎,達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,振動(dòng)停止,上層爐篦復(fù)位;3)除灰控制步驟上層爐篦復(fù)位后,除灰步驟啟動(dòng),具體步驟如下3-1、爐篦復(fù)位后,第一道球閥打開(kāi),爐渣進(jìn)入排渣倉(cāng);3-2、達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,第一道球閥關(guān)閉;3-3、第二道球閥打開(kāi),達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,第二道球閥關(guān)閉;3-4、排出的廢渣由稀相輸送機(jī)排到指定排渣倉(cāng);4)爐內(nèi)溫控制步驟,具體包括如下步驟4-1、每層取電熱偶的平均溫度值,若平均值低于預(yù)設(shè)值50攝氏度時(shí),空氣閥門加大,直至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值,空氣調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)位置,若平均值高于預(yù)設(shè)值100攝氏度時(shí), 蒸汽發(fā)調(diào)節(jié)閥加大,直至溫度降低至預(yù)設(shè)值,蒸汽調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)位置;4-2、燃燒層的電熱偶之間的最大溫差達(dá)到100攝氏度時(shí),料位整平器向下推進(jìn)再收回,并旋轉(zhuǎn);5)內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器控制步驟氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器開(kāi)啟,對(duì)其內(nèi)的焦油、木醋液、冷凝水及灰分通過(guò)水平微波液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控,具體控制步驟如下5-1、液位達(dá)到高位值時(shí),第一道球閥打開(kāi),廢液進(jìn)入熱除塵器排渣倉(cāng);
5-2、液位達(dá)到低位值時(shí),第一道球閥關(guān)閉;5-3、第二道球閥打開(kāi),廢液排出,達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),第二道球閥關(guān)閉;6)冷卻塔控制步驟由氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)開(kāi)啟, 通過(guò)循環(huán)水將所產(chǎn)燃?xì)饫鋮s、降溫至90攝氏度,循環(huán)水是由調(diào)頻水泵控制,水溫由罐內(nèi)溫度計(jì)檢測(cè),氣體溫度由出口溫度計(jì)檢測(cè);7)慣性分離器控制步驟氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)慣性分離器開(kāi)啟,對(duì)其內(nèi)的焦油、木醋液、冷凝水及灰分通過(guò)水平微波液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控,具體控制步驟如下7-1、液位達(dá)到高位值時(shí),第一道球閥打開(kāi),廢液進(jìn)入慣性分離器排渣倉(cāng);7-2、液位達(dá)到低位值時(shí),第一道球閥關(guān)閉;7-3、第二道球閥打開(kāi),廢液排出,達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),第二道球閥關(guān)閉;8)電捕焦器控制步驟電捕焦器由進(jìn)氣口處的氧分析儀控制開(kāi)啟和關(guān)閉;當(dāng)氧含量低于時(shí)開(kāi)啟,通過(guò)高壓靜電對(duì)氣體中殘余的木焦油、灰分和二氧化硫進(jìn)行捕捉;當(dāng)氧含量超過(guò)時(shí),電捕焦器停止給電;電捕焦器停電后氣體仍可從其中通過(guò);9)除硫化氫噴淋器控制步驟除硫化氫噴淋器是由氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)開(kāi)啟;10)氣水分離器控制步驟氣水分離器通過(guò)內(nèi)置高、低液位計(jì)和雙球閥排放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)部水位和排水的控制,即達(dá)到高位時(shí)開(kāi)始排放,低位時(shí)停止排放;11)蒸汽發(fā)生器控制步驟蒸汽發(fā)生器氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000 攝氏度時(shí)開(kāi)啟;內(nèi)設(shè)高低水位計(jì)、蒸汽壓力表及溫度計(jì)來(lái)控制水位和蒸汽壓力并反饋爐內(nèi)溫度;蒸汽壓力過(guò)大時(shí),打開(kāi)安全閥泄壓,直至壓力降低至預(yù)設(shè)值,安全閥關(guān)閉;12)蒸汽、空氣儲(chǔ)存罐控制步驟蒸汽、空氣儲(chǔ)存罐在水環(huán)壓縮機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)啟動(dòng),罐體入口處設(shè)有溫度計(jì),出口由兩個(gè)調(diào)節(jié)閥控制,并設(shè)有流量計(jì)和壓力表;13)風(fēng)帶及二次氧化區(qū)步驟氣化爐外的三層風(fēng)帶由調(diào)節(jié)閥控制流量,點(diǎn)火時(shí)三層風(fēng)帶全部打開(kāi),當(dāng)氧化層溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),位于還原層、灰燼層的兩個(gè)風(fēng)帶關(guān)閉,只留燃燒層一個(gè)風(fēng)帶持續(xù)供氧并將調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)大小,當(dāng)燃燒層溫度降低至下限溫度時(shí),調(diào)節(jié)閥加大,增加空氣量,直至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值,調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)值;另外,二次氧化區(qū)風(fēng)帶由調(diào)節(jié)閥控制,人工開(kāi)啟,當(dāng)燃?xì)夥€(wěn)定輸出后,如需二次氧化并且氧含量小于1 %,開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥通入適量空氣及水蒸氣,當(dāng)電捕焦器前的氧分析儀監(jiān)測(cè)氧含量超標(biāo)時(shí),二次氧化區(qū)空氣調(diào)節(jié)閥立刻關(guān)閉。所述步驟6)冷卻塔控制的具體步驟如下6-1、氣體溫度控制冷卻水入口隔離閥保持敞開(kāi),當(dāng)燃?xì)獬隹跍囟瘸^(guò)90攝氏度時(shí)調(diào)頻水泵逐步加大水量,直至氣體溫度回落至90攝氏度,調(diào)頻水泵回復(fù)預(yù)設(shè)值;6-2、水溫控制冷卻水入口隔離閥保持敞開(kāi),當(dāng)水溫超過(guò)80攝氏度時(shí),調(diào)頻水泵逐步加大水量,直至水溫回落至50攝氏度,調(diào)頻水泵回復(fù)至預(yù)設(shè)值;6-3、廢液排放控制氣體冷卻后產(chǎn)生大量木焦油、木醋液、冷凝水、灰分,通過(guò)水平微波液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控,排廢液和檢測(cè)步驟與內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器相同。所述步驟11)蒸汽發(fā)生器控制步驟還包括當(dāng)水位達(dá)到高位值,減弱給水泵的給水量,當(dāng)水位達(dá)到低位值,加大給水泵的供水量,并通過(guò)壓力表對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)控保持壓力
1彡0. 7MPa,多余的蒸汽用于其它熱源回收的步驟。所述步驟1 蒸汽、空氣儲(chǔ)存罐具體控制步驟如下12-1、蒸汽儲(chǔ)存罐當(dāng)入口處氣體溫度、壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),調(diào)節(jié)閥打開(kāi)至預(yù)設(shè)位置,向爐內(nèi)輸送蒸汽,由爐內(nèi)電熱偶反饋信號(hào)控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)大小,并反饋出口處流量、壓力大??;12-2、空氣儲(chǔ)存罐出口調(diào)節(jié)閥在水環(huán)壓縮機(jī)開(kāi)啟的同時(shí)開(kāi)啟,向爐內(nèi)輸送空氣, 空氣流量大小不變,壓力通過(guò)變頻鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié),壓力過(guò)大時(shí)停止鼓風(fēng)機(jī),直至壓力降低至預(yù)設(shè)值,鼓風(fēng)機(jī)再次打開(kāi);反饋空氣溫度、流量及壓力大小。在氧分析儀檢測(cè)到3%的氧氣、水環(huán)壓縮機(jī)故障、主鼓風(fēng)機(jī)故障、生物質(zhì)填料步驟或機(jī)械故障、除灰步驟或機(jī)械故障、爐篦調(diào)整步驟或機(jī)械故障、氣化爐溫度超過(guò)預(yù)設(shè)最大值、氣化爐壓力超過(guò)預(yù)設(shè)最大值、監(jiān)控設(shè)備發(fā)現(xiàn)在特定控制點(diǎn)處有泄露、蒸汽發(fā)生器壓力超過(guò)預(yù)設(shè)最大值、蒸汽發(fā)生器水位達(dá)不到預(yù)設(shè)值或緊急停電的情況發(fā)生后系統(tǒng)會(huì)激活自動(dòng)安全關(guān)機(jī)的步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的1、操作方法精確,各反應(yīng)階段和反應(yīng)狀態(tài)得到控制;2、自動(dòng)化程度高,運(yùn)營(yíng)成本,尤其是人工成本得到大幅降低;3、安全性大大提高,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃?xì)庵醒鯕夂?,具備多種安全模式和緊急狀態(tài)下自動(dòng)處置方法;4、溫度控制精確,并對(duì)燃?xì)獬煞诌M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),所產(chǎn)燃?xì)獬煞址€(wěn)定可控;5、采用蒸汽與熱空氣混合氣化劑,氣化反應(yīng)效率提高,燃?xì)庵械獨(dú)夂繙p少,氫氣含量增加。操作簡(jiǎn)便,對(duì)操作人員要求低,操作失誤可能性小,而且成本低廉適于在生物質(zhì)氣化領(lǐng)域廣泛推廣。


圖1是實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2是氣化反應(yīng)室的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是氣化反應(yīng)室的俯視圖;圖4是上料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5是振動(dòng)爐蓖的結(jié)構(gòu)示意圖;圖6是內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器的結(jié)構(gòu)示意圖;圖7是生物質(zhì)氣化工藝流程圖。圖中,1氣化反應(yīng)室 2空氣緩沖罐 3蒸汽緩沖罐 4蒸汽換熱器 5內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器6冷卻塔 7電捕焦油器 8除硫化氫噴淋器 9氣水分離器 10 儲(chǔ)氣罐100氣體分析儀200氧分析儀101自動(dòng)上料裝置 1011、1013 —級(jí)、二級(jí)氣動(dòng)偏心球閥 1012料倉(cāng)102自動(dòng)整平裝置 1021動(dòng)力部分 1022整平轉(zhuǎn)臂 1023中心軸103初級(jí)氣化區(qū)104自動(dòng)點(diǎn)火裝置
105振動(dòng)爐蓖 1051上層爐蓖 1052下層爐蓖 2000液壓缸106二次氣化區(qū)107自動(dòng)排渣裝置501旋風(fēng)分離倉(cāng) 5011混合氣進(jìn)氣口 5012混合氣出氣口502旋風(fēng)換熱倉(cāng) 5021導(dǎo)流板 5022冷空氣進(jìn)氣口 5023熱空氣出氣口503球閥排塵結(jié)構(gòu) 5031,5033 —級(jí)、二級(jí)球閥 5032儲(chǔ)塵室
具體實(shí)施例方式申請(qǐng)人:提出一種新型的生物質(zhì)氣化裝備包括由輸氣管道依次連接的氣化反應(yīng)室、 空氣緩沖罐、蒸汽緩沖罐、蒸汽換熱器、內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器、慣性分離器、冷卻塔、電捕焦油器、除硫化氫噴淋器、氣水分離器和儲(chǔ)氣罐;上述各裝置分別與西門子S7-300(PLC)程控系統(tǒng)配套檢測(cè)發(fā)生室內(nèi)的各區(qū)域溫度、壓力、點(diǎn)火裝置。熱電偶配備相關(guān)的流量計(jì)、溫度計(jì)、燃?xì)夥治鰞x,讀數(shù)所有發(fā)生氣內(nèi)各溫度,各種燃?xì)夂?,分析起?dòng)點(diǎn)火裝置,并且及時(shí)將讀數(shù)反饋至控制面板,與客戶發(fā)電機(jī)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,反饋。系統(tǒng)在臨界狀態(tài)下會(huì)警告工作人員進(jìn)入維護(hù)安全模式,處于質(zhì)量安全因素會(huì)自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。西門子PLC程控系統(tǒng)有著充足的模塊檢測(cè)內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)的錯(cuò)誤,與PLC系統(tǒng)總線連接進(jìn)行交流,流程控制器從現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備收到信號(hào),然后依據(jù)預(yù)先收到的信號(hào)設(shè)定方式控制閥門和馬達(dá)執(zhí)行命令,也可以與工作人員進(jìn)行互動(dòng),調(diào)節(jié)相關(guān)的參數(shù)和生產(chǎn)配方,控制面板顯示器遠(yuǎn)程控制終端。結(jié)合氣化工藝,如圖7所示,該生物質(zhì)氣化裝備的控制方法,包括1)生物質(zhì)填料步驟,包括如下步驟1-1、氣化爐內(nèi)料位感應(yīng)達(dá)到低位值時(shí),上料傳送帶打開(kāi);料位整平器開(kāi)啟并保持旋轉(zhuǎn);1-2、第一道球閥打開(kāi),生物質(zhì)燃料進(jìn)入上料倉(cāng);1-3、上料倉(cāng)料位感應(yīng)器啟動(dòng),達(dá)到高位時(shí),第一道球閥關(guān)閉,上料傳送帶關(guān)閉;1-4、第二道球閥打開(kāi),上料倉(cāng)感應(yīng)器達(dá)到低位值時(shí),第二道球閥關(guān)閉;1-5、再次從步驟1-2開(kāi)始循環(huán);1-6、氣化爐內(nèi)料位感應(yīng)達(dá)到高位值時(shí)循環(huán)停止;1-7、填料步驟停止后,位于中心的料位整平器,向下推進(jìn)200mm(防止形成支架), 然后收回,開(kāi)始旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速由電機(jī)和減速器控制在IOrpm),填料步驟再次開(kāi)啟時(shí),旋轉(zhuǎn)停止;2)爐篦調(diào)整步驟自動(dòng)操作的時(shí)間將由原料變?yōu)榛覡a的速率決定。爐篦分上下兩層,下層固定在氣化爐內(nèi),上層是振動(dòng)層,是由兩個(gè)50行程液壓缸控制,步驟啟動(dòng)后,上層爐篦上升50mm,之后在這50mm范圍內(nèi)上下振動(dòng),達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,振動(dòng)停止,上層爐篦復(fù)位;3)除灰步驟除灰步驟的啟動(dòng)的時(shí)間由爐篦調(diào)整步驟控制,爐篦復(fù)位后,除灰步驟啟動(dòng)以防止在排渣口處結(jié)渣;3-1、爐篦復(fù)位后,第一道球閥打開(kāi),爐渣進(jìn)入排渣倉(cāng);3-2、達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,第一道球閥關(guān)閉;3-3、第二道球閥打開(kāi),達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,第二道球閥關(guān)閉;
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3-4、排出的廢渣由稀相輸送機(jī)排到指定排渣倉(cāng);4)爐內(nèi)溫控步驟爐內(nèi)溫控步驟是由,位于氣化爐內(nèi)的3層12個(gè)電熱偶和位于爐外的3個(gè)風(fēng)帶實(shí)現(xiàn)控制,12個(gè)電熱偶分別位于燃燒層,還原層,熱解層,每層4個(gè)電熱偶;3 個(gè)風(fēng)帶由調(diào)節(jié)閥控制風(fēng)量大?。?-1、每層取4個(gè)電熱偶的平均溫度值,若平均值低于預(yù)設(shè)值50攝氏度時(shí),空氣閥門加大,直至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值,空氣調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)位置,若平均值高于預(yù)設(shè)值100攝氏度時(shí),蒸汽發(fā)調(diào)節(jié)閥加大,直至溫度降低至預(yù)設(shè)值,蒸汽調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)位置;4-2、燃燒層的4個(gè)電熱偶之間的最大溫差達(dá)到100攝氏度時(shí),料位整平器向下推進(jìn)200mm后,再收回,繼續(xù)旋轉(zhuǎn);5)內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器控制步驟內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器控制步驟是由氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器開(kāi)啟,對(duì)其內(nèi)的焦油、木醋液、冷凝水、灰分通過(guò)水平微波液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控;5-1、液位達(dá)到高位值時(shí),第一道球閥打開(kāi),廢液進(jìn)入排渣倉(cāng);5-2、液位達(dá)到低位值時(shí),第一道球閥關(guān)閉;5-3、第二道球閥打開(kāi),達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),第二道球閥關(guān)閉;6)冷卻塔控制步驟冷卻塔控制步驟與內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器類似也是由氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)開(kāi)啟,通過(guò)循環(huán)水將所產(chǎn)燃?xì)饫鋮s、降溫至 90攝氏度,循環(huán)水是由調(diào)頻水泵控制,水溫由罐內(nèi)溫度計(jì)檢測(cè),氣體溫度由出口溫度計(jì)檢測(cè);6-1、氣體溫度控制冷卻水入口隔離閥保持敞開(kāi),當(dāng)燃?xì)獬隹跍囟瘸^(guò)90攝氏度時(shí)調(diào)頻水泵逐步加大水量,直至氣體溫度回落至90攝氏度,調(diào)頻水泵回復(fù)預(yù)設(shè)值;6-2、水溫控制冷卻水入口隔離閥保持敞開(kāi),當(dāng)水溫超過(guò)80攝氏度時(shí),調(diào)頻水泵逐步加大水量,直至水溫回落至50攝氏度,調(diào)頻水泵回復(fù)至預(yù)設(shè)值;6-3、廢液排放控制氣體冷卻后產(chǎn)生大量木焦油、木醋液、冷凝水、灰分,通過(guò)水平微波液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控,排廢液和檢測(cè)步驟與內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器相同;7)慣性分離器控制步驟慣性分離器的啟動(dòng)控制、排渣系統(tǒng)與內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器完全相同;通過(guò)慣性將氣體中的木焦油,木醋液,灰分分離出來(lái),在底部對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和通過(guò)雙球閥控制排放,排廢液步驟與內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器相同;8)電捕焦器控制步驟電捕焦器是由進(jìn)氣口處的氧分析儀控制開(kāi)啟和關(guān)閉;當(dāng)氧含量低于時(shí)開(kāi)啟,通過(guò)高壓靜電對(duì)氣體中殘余的木焦油、灰分和二氧化硫進(jìn)行捕捉;當(dāng)氧含量超過(guò)時(shí),電捕焦器停止給電;電捕焦器停電后氣體仍可從其中通過(guò);9)除硫化氫噴淋器控制步驟除硫化氫噴淋器控制步驟是由氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)開(kāi)啟;除硫化氫噴淋器是通過(guò)將可燃?xì)怏w通入NaOH(燒堿)溶液和噴淋兩種方式,達(dá)到去除H2S (硫化氫)的目的,在這個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)通過(guò)水泵來(lái)控制NaOH溶液的循環(huán)和噴淋,并內(nèi)置液位計(jì),使NaOH液位始終保持在安全水位;10)氣水分離器控制步驟氣水分離器與水環(huán)壓縮機(jī)同時(shí)開(kāi)啟,通過(guò)內(nèi)置高、低液位計(jì)和雙球閥排放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)部水位和排水的控制,即達(dá)到高位時(shí)開(kāi)始排放,低位時(shí)停止排放,具體步驟同內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器;11)蒸汽發(fā)生器控制步驟蒸汽發(fā)生器氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)開(kāi)啟;內(nèi)設(shè)高低水位計(jì)、蒸汽壓力表及溫度計(jì)來(lái)控制水位和蒸汽壓力并反饋爐內(nèi)溫度;蒸汽壓力過(guò)大時(shí),打開(kāi)安全閥泄壓,直至壓力降低至預(yù)設(shè)值,安全閥關(guān)閉;蒸汽發(fā)生器控制步驟根據(jù),當(dāng)水位達(dá)到高位值,減弱給水泵的給水量,當(dāng)水位達(dá)到低位值,加大給水泵的供水量,并通過(guò)壓力表對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)控保持壓力< 0. 7MPa,多余的蒸汽用于其它熱源回收;12)蒸汽、空氣儲(chǔ)存罐兩個(gè)罐體在水環(huán)壓縮機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)啟動(dòng),罐體入口處設(shè)有溫度計(jì),出口由兩個(gè)調(diào)節(jié)閥控制,并設(shè)有流量計(jì)、壓力表;12-1、蒸汽儲(chǔ)存罐當(dāng)入口處氣體溫度、壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),調(diào)節(jié)閥打開(kāi)至預(yù)設(shè)位置,向爐內(nèi)輸送蒸汽,由爐內(nèi)電熱偶反饋信號(hào)控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)大小,并反饋出口處流量、壓力大??;12-2、空氣儲(chǔ)存罐出口調(diào)節(jié)閥在水環(huán)壓縮機(jī)開(kāi)啟的同時(shí)開(kāi)啟,向爐內(nèi)輸送空氣, 空氣流量大小不變,壓力通過(guò)變頻鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié),壓力過(guò)大時(shí)停止鼓風(fēng)機(jī),直至壓力降低至預(yù)設(shè)值,鼓風(fēng)機(jī)再次打開(kāi);反饋空氣溫度、流量及壓力大小;13)風(fēng)帶及二次氧化區(qū)爐外的三層風(fēng)帶由調(diào)節(jié)閥控制流量,點(diǎn)火時(shí)三層風(fēng)帶全部打開(kāi),當(dāng)氧化層溫度達(dá)到1000攝氏度時(shí),位于還原層、灰燼層的兩個(gè)風(fēng)帶關(guān)閉,只留燃燒層一個(gè)風(fēng)帶持續(xù)供氧并將調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)大小,當(dāng)燃燒層溫度降低至900攝氏度以下時(shí),調(diào)節(jié)閥加大,增加空氣量,直至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值,調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)值;二次氧化區(qū)風(fēng)帶由調(diào)節(jié)閥控制,人工開(kāi)啟,當(dāng)燃?xì)夥€(wěn)定輸出后,如需二次氧化并且氧含量小于1 %,開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥通入適量空氣及水蒸氣,當(dāng)電捕焦器前的氧分析儀監(jiān)測(cè)氧含量超標(biāo)時(shí),二次氧化區(qū)空氣調(diào)節(jié)閥立刻關(guān)閉。正常關(guān)機(jī)步驟關(guān)機(jī)步驟是在例行/非緊急狀況下的自動(dòng)功能;快速的關(guān)機(jī)步驟在設(shè)計(jì)上被用來(lái)安全關(guān)閉反應(yīng)爐;關(guān)機(jī)必須同客戶步驟操作相協(xié)調(diào);在操作員站的系統(tǒng)控制總界面可以啟動(dòng)關(guān)機(jī)步驟;以下是同關(guān)機(jī)相關(guān)的操作;1.生物質(zhì)填料循環(huán)停止2.除灰循環(huán)停止3.爐篦調(diào)整循環(huán)停止4.水環(huán)壓縮機(jī)減速至全速的15%5.蒸汽發(fā)生器安全閥打開(kāi)6.關(guān)閉內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器控制循環(huán)7.關(guān)閉冷卻罐控制循環(huán)8.關(guān)閉慣性分離器和電捕焦器循環(huán)9.關(guān)閉除硫化氫噴淋器控制循環(huán)10.關(guān)閉主鼓風(fēng)機(jī)11.關(guān)閉氣化爐出氣口閥門12.在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)關(guān)閉水環(huán)壓縮機(jī)13.制氮機(jī)打開(kāi),將氮?dú)馔ㄈ霘饣癄t14.監(jiān)測(cè)氣化爐內(nèi)壓力,表壓至50Kpa時(shí),大氣聯(lián)通管打開(kāi);15.制氮機(jī)關(guān)閉16.進(jìn)氣閥門關(guān)閉
手動(dòng)關(guān)機(jī)系統(tǒng)可以被手動(dòng)關(guān)閉,基本操作同上述相同,推薦盡量使用正常的自動(dòng)關(guān)機(jī)步驟;自動(dòng)安全關(guān)機(jī)控制系統(tǒng)可以啟動(dòng)自動(dòng)安全關(guān)機(jī)步驟;包括人員安全受到威脅,流程故障,或者機(jī)械故障在內(nèi)的數(shù)種情況都會(huì)激活自動(dòng)安全關(guān)機(jī)步驟;以下情況會(huì)啟動(dòng)自動(dòng)關(guān)機(jī)
0182]1.氧分析儀檢測(cè)到3%的氧氣0183]2.水環(huán)壓縮機(jī)故障0184]3.主鼓風(fēng)機(jī)故障0185]4.生物質(zhì)填料步驟或機(jī)械故障0186]5.除灰步驟或機(jī)械故障0187]6.爐篦調(diào)整步驟或機(jī)械故障0188]7.氣化爐溫度超過(guò)預(yù)設(shè)最大值0189]8.氣化爐壓力超過(guò)預(yù)設(shè)最大值0190]9.監(jiān)控設(shè)備發(fā)現(xiàn)在特定控制點(diǎn)處有泄露0191]10蒸汽發(fā)生器壓力超過(guò)預(yù)設(shè)最大值0192]11蒸汽發(fā)生器水位達(dá)不到預(yù)設(shè)值0193]12緊急停電自動(dòng)安全關(guān)機(jī)步驟會(huì)快速對(duì)氣化爐中的反應(yīng)進(jìn)行降溫,并最小化混合氣體的產(chǎn)生;如果控制系統(tǒng)無(wú)法執(zhí)行自動(dòng)安全關(guān)機(jī)步驟中的某一項(xiàng)操作,操作人員必須手動(dòng)執(zhí)行; 如果在關(guān)機(jī)步驟下出現(xiàn)緊急情況,自動(dòng)安全關(guān)機(jī)步驟將會(huì)被激活。以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此, 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
1. 一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法,其特征在于包括如下步驟1)生物質(zhì)填料步驟,具體包括如下步驟1-1、氣化爐內(nèi)料位感應(yīng)達(dá)到低位值時(shí),上料傳送帶打開(kāi);料位整平器開(kāi)啟并保持旋轉(zhuǎn);1-2、第一道球閥打開(kāi),生物質(zhì)燃料進(jìn)入上料倉(cāng);1-3、上料倉(cāng)料位感應(yīng)器啟動(dòng),達(dá)到高位時(shí),第一道球閥關(guān)閉,上料傳送帶關(guān)閉; 1-4、第二道球閥打開(kāi),上料倉(cāng)感應(yīng)器達(dá)到低位值時(shí),第二道球閥關(guān)閉; 1-5、再次從步驟1-2開(kāi)始循環(huán); 1-6、氣化爐內(nèi)料位感應(yīng)達(dá)到高位值時(shí)循環(huán)停止;1-7、填料步驟停止后,位于中心的料位整平器開(kāi)始對(duì)物料整平,并在填料步驟再次開(kāi)啟時(shí),料位整平器旋轉(zhuǎn)停止;2)爐篦調(diào)整步驟在物料進(jìn)入氣化爐后,爐篦上層振動(dòng)對(duì)原料進(jìn)行粉碎,達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,振動(dòng)停止,上層爐篦復(fù)位;3)除灰控制步驟上層爐篦復(fù)位后,除灰步驟啟動(dòng),具體步驟如下 3-1、爐篦復(fù)位后,第一道球閥打開(kāi),爐渣進(jìn)入排渣倉(cāng);3-2、達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,第一道球閥關(guān)閉;3-3、第二道球閥打開(kāi),達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間后,第二道球閥關(guān)閉;3-4、排出的廢渣由稀相輸送機(jī)排到指定排渣倉(cāng);4)爐內(nèi)溫控制步驟,具體包括如下步驟4-1、每層取電熱偶的平均溫度值,若平均值低于預(yù)設(shè)值50攝氏度時(shí),空氣閥門加大, 直至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值,空氣調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)位置,若平均值高于預(yù)設(shè)值100攝氏度時(shí),蒸汽發(fā)調(diào)節(jié)閥加大,直至溫度降低至預(yù)設(shè)值,蒸汽調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)位置;4-2、燃燒層的電熱偶之間的最大溫差達(dá)到100攝氏度時(shí),料位整平器向下推進(jìn)再收回,并旋轉(zhuǎn);5)內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器控制步驟氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器開(kāi)啟,對(duì)其內(nèi)的焦油、木醋液、冷凝水及灰分通過(guò)水平微波液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控,具體控制步驟如下5-1、液位達(dá)到高位值時(shí),第一道球閥打開(kāi),廢液進(jìn)入熱除塵器排渣倉(cāng); 5-2、液位達(dá)到低位值時(shí),第一道球閥關(guān)閉;5-3、第二道球閥打開(kāi),廢液排出,達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),第二道球閥關(guān)閉;6)冷卻塔控制步驟由氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)開(kāi)啟,通過(guò)循環(huán)水將所產(chǎn)燃?xì)饫鋮s、降溫至90攝氏度,循環(huán)水是由調(diào)頻水泵控制,水溫由罐內(nèi)溫度計(jì)檢測(cè),氣體溫度由出口溫度計(jì)檢測(cè);7)慣性分離器控制步驟氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)慣性分離器開(kāi)啟,對(duì)其內(nèi)的焦油、木醋液、冷凝水及灰分通過(guò)水平微波液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控,具體控制步驟如下7-1、液位達(dá)到高位值時(shí),第一道球閥打開(kāi),廢液進(jìn)入慣性分離器排渣倉(cāng); 7-2、液位達(dá)到低位值時(shí),第一道球閥關(guān)閉;7-3、第二道球閥打開(kāi),廢液排出,達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí),第二道球閥關(guān)閉;8)電捕焦器控制步驟電捕焦器由進(jìn)氣口處的氧分析儀控制開(kāi)啟和關(guān)閉;當(dāng)氧含量低于時(shí)開(kāi)啟,通過(guò)高壓靜電對(duì)氣體中殘余的木焦油、灰分和二氧化硫進(jìn)行捕捉;當(dāng)氧含量超過(guò)時(shí),電捕焦器停止給電;電捕焦器停電后氣體仍可從其中通過(guò);9)除硫化氫噴淋器控制步驟除硫化氫噴淋器是由氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)開(kāi)啟;10)氣水分離器控制步驟氣水分離器通過(guò)內(nèi)置高、低液位計(jì)和雙球閥排放系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)其內(nèi)部水位和排水的控制,即達(dá)到高位時(shí)開(kāi)始排放,低位時(shí)停止排放;11)蒸汽發(fā)生器控制步驟蒸汽發(fā)生器氣化爐的燃燒層溫度控制開(kāi)啟,達(dá)到1000攝氏度時(shí)開(kāi)啟;內(nèi)設(shè)高低水位計(jì)、蒸汽壓力表及溫度計(jì)來(lái)控制水位和蒸汽壓力并反饋爐內(nèi)溫度; 蒸汽壓力過(guò)大時(shí),打開(kāi)安全閥泄壓,直至壓力降低至預(yù)設(shè)值,安全閥關(guān)閉;12)蒸汽、空氣儲(chǔ)存罐控制步驟蒸汽、空氣儲(chǔ)存罐在水環(huán)壓縮機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)啟動(dòng),罐體入口處設(shè)有溫度計(jì),出口由兩個(gè)調(diào)節(jié)閥控制,并設(shè)有流量計(jì)和壓力表;13)風(fēng)帶及二次氧化區(qū)步驟氣化爐外的三層風(fēng)帶由調(diào)節(jié)閥控制流量,點(diǎn)火時(shí)三層風(fēng)帶全部打開(kāi),當(dāng)氧化層溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí),位于還原層、灰燼層的兩個(gè)風(fēng)帶關(guān)閉,只留燃燒層一個(gè)風(fēng)帶持續(xù)供氧并將調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)大小,當(dāng)燃燒層溫度降低至下限溫度時(shí),調(diào)節(jié)閥加大,增加空氣量,直至溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值,調(diào)節(jié)閥回復(fù)預(yù)設(shè)值;另外,二次氧化區(qū)風(fēng)帶由調(diào)節(jié)閥控制,人工開(kāi)啟,當(dāng)燃?xì)夥€(wěn)定輸出后,如需二次氧化并且氧含量小于1 %,開(kāi)啟調(diào)節(jié)閥通入適量空氣及水蒸氣,當(dāng)電捕焦器前的氧分析儀監(jiān)測(cè)氧含量超標(biāo)時(shí),二次氧化區(qū)空氣調(diào)節(jié)閥立刻關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法,其特征在于所述步驟6)冷卻塔控制的具體步驟如下6-1、氣體溫度控制冷卻水入口隔離閥保持敞開(kāi),當(dāng)燃?xì)獬隹跍囟瘸^(guò)90攝氏度時(shí)調(diào)頻水泵逐步加大水量,直至氣體溫度回落至90攝氏度,調(diào)頻水泵回復(fù)預(yù)設(shè)值;6-2、水溫控制冷卻水入口隔離閥保持敞開(kāi),當(dāng)水溫超過(guò)80攝氏度時(shí),調(diào)頻水泵逐步加大水量,直至水溫回落至50攝氏度,調(diào)頻水泵回復(fù)至預(yù)設(shè)值;6-3、廢液排放控制氣體冷卻后產(chǎn)生大量木焦油、木醋液、冷凝水、灰分,通過(guò)水平微波液位計(jì)進(jìn)行監(jiān)控,排廢液和檢測(cè)步驟與內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法,其特征在于所述步驟11) 蒸汽發(fā)生器控制步驟還包括當(dāng)水位達(dá)到高位值,減弱給水泵的給水量,當(dāng)水位達(dá)到低位值,加大給水泵的供水量,并通過(guò)壓力表對(duì)壓力進(jìn)行監(jiān)控保持壓力彡0. 7MPa,多余的蒸汽用于其它熱源回收的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法,其特征在于所述步驟12) 蒸汽、空氣儲(chǔ)存罐具體控制步驟如下12-1、蒸汽儲(chǔ)存罐當(dāng)入口處氣體溫度、壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí),調(diào)節(jié)閥打開(kāi)至預(yù)設(shè)位置, 向爐內(nèi)輸送蒸汽,由爐內(nèi)電熱偶反饋信號(hào)控制調(diào)節(jié)閥開(kāi)關(guān)大小,并反饋出口處流量、壓力大12-2、空氣儲(chǔ)存罐出口調(diào)節(jié)閥在水環(huán)壓縮機(jī)開(kāi)啟的同時(shí)開(kāi)啟,向爐內(nèi)輸送空氣,空氣流量大小不變,壓力通過(guò)變頻鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié),壓力過(guò)大時(shí)停止鼓風(fēng)機(jī),直至壓力降低至預(yù)設(shè)值,鼓風(fēng)機(jī)再次打開(kāi);反饋空氣溫度、流量及壓力大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法,其特征在于還包括在氧分析儀檢測(cè)到3%的氧氣、水環(huán)壓縮機(jī)故障、主鼓風(fēng)機(jī)故障、生物質(zhì)填料步驟或機(jī)械故障、除灰步驟或機(jī)械故障、爐篦調(diào)整步驟或機(jī)械故障、氣化爐溫度超過(guò)預(yù)設(shè)最大值、氣化爐壓力超過(guò)預(yù)設(shè)最大值、監(jiān)控設(shè)備發(fā)現(xiàn)在特定控制點(diǎn)處有泄露、蒸汽發(fā)生器壓力超過(guò)預(yù)設(shè)最大值、蒸汽發(fā)生器水位達(dá)不到預(yù)設(shè)值或緊急停電的情況發(fā)生后系統(tǒng)會(huì)激活自動(dòng)安全關(guān)機(jī)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)氣化裝備的控制方法,包括如下步驟生物質(zhì)填料控制;爐篦調(diào)整;除灰控制;爐內(nèi)溫控制;內(nèi)外雙旋風(fēng)換熱除塵器控制;冷卻塔控制;慣性分離器控制;電捕焦器控制;除硫化氫噴淋器控制;氣水分離器控制;蒸汽發(fā)生器控制;蒸汽、空氣儲(chǔ)存罐控制;風(fēng)帶及二次氧化區(qū)控制。本發(fā)明操作方法精確,自動(dòng)化程度高,安全可控;大幅降低生產(chǎn)成本,適于在生物質(zhì)氣化領(lǐng)域廣泛推廣。
文檔編號(hào)C10J3/06GK102433160SQ201110255628
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者唐旻, 姜晨旭, 張建國(guó), 張建超, 張瑜 申請(qǐng)人:張建超
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