一种基于燃煤电厂的生物炭制备系统及方法与流程

本发明属于生物质固废资源化利用，涉及一种基于燃煤电厂的生物炭制备系统及方法。

背景技术：

1、农林生物质废弃物等大量产生的生物质面临处置难题，直接焚烧经济性不显著，若通过热解等工艺转化为具有稳定碳结构的固体燃料，将有效提高产量巨大的生物质资源的利用价值，实现对煤炭的燃料替代，有助于减少化石资源消耗带来的碳减排压力，符合可持续发展战略。

2、生物炭是一种高附加值的热解炭化产品，生物质炭化可以将农林废弃物转化为生物质能源或产品，不仅能通过碳的固定来减少温室效应，还避免了农林废弃物的资源浪费和随意处置可能造成的环境问题。生物炭应用场景广阔：一方面，生物质制碳技术可以将生物质资源转化为高效清洁的可再生固体燃料，可以替代传统的煤炭和木炭等化石燃料，满足用户的清洁能源能源使用需求，有助于减少对不可再生燃料的依赖从而优化能源结构，有利于减少温室气体排放、改善空气质量，符合可持续能源发展的需要；另一方面，生物质炭具有较高的孔隙率和吸附性能，在农业领域可以用于改良土壤、提高土壤肥力和保水保肥能力，也可用于净化水质、治理空气污染。

3、生物质热解制炭过程中大致可分为三个阶段：干燥阶段、裂解阶段和炭化阶段。干燥阶段一般发生在130℃之前，生物质在此阶段发生脱水反应：裂解阶段主要发生在130～450℃之间，半纤维素、纤维素、木质素分别在各自温度范围内发生裂解，生成气态产物，生物质表面挥发分大量析出，表现出明显的失重；炭化阶段一般从450℃开始，此时固定碳开始富集，最终生成生物炭。

4、在国内外，生物质制碳主流技术主要有2种，分别是热解炭化技术和水热炭化技术，但生物质处置量和生物炭年产量均相对较低。热解炭化技术的核心为在缺氧或限氧条件下对生物质原料进行高温裂解炭化，其主要产物为生物炭，副产物为生物油以及热解气等，系统相对简单，但制备过程存在燃料消耗，各产物分离、输送困难，流程中存在二次污染。水热炭化技术是指对生物质原材料进行高温水蒸气处理及高压作用后进入高压反应釜热解，该技术系统相对复杂，工艺要求较高，需加压加水，设备安全性要求高，流程中也存在废水等二次污染。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于燃煤电厂的生物炭制备系统及方法，该系统及方法能够利用现有燃煤锅炉对生物质固废进行资源化、无害化处置利用。

2、为达到上述目的，本发明公开了一种基于燃煤电厂的生物炭制备系统，包括活动振筛仓、破碎系统、高温制炭系统、吸风机系统、燃烧器、锅炉系统及造粒系统；

3、活动振筛仓的物料出口与破碎系统的入口相连，破碎系统的出口与高温制炭系统的入口相连通；

4、高温制炭系统的烟气出口与吸风机系统的进风口相连，吸风机系统的出风口经燃烧器与锅炉系统的炉膛相连通；

5、高温制炭系统的生物炭出口与造粒系统的物料入口相连通；

6、高温制炭系统的高温烟气入口与锅炉系统相连通；

7、活动振筛仓的碎料出口与吸风机系统的出口相连通。

8、活动振筛仓的物料出口经除铁器与破碎系统的入口相连。

9、破碎系统的出口经螺旋输送系统与高温制炭系统的入口相连通。

10、活动振筛仓的碎料出口经仓泵系统与吸风机系统的出口相连通。

11、还包括制炭控制系统，制炭控制系统与高温制炭系统及造粒系统相连接。

12、本发明公开了一种基于燃煤电厂的生物炭制备方法，包括以下步骤：

13、生物质储存于活动振筛仓中进行振筛，振筛后的生物质送入破碎系统中进行破碎，破碎后的生物质送入高温制炭系统中制备生物炭；高温制炭系统所用的高温惰性介质为来自锅炉系统的炉烟，经高温制炭系统的高温烟气入口送入，炭化后的混合烟气由吸风机系统抽出，随后通过燃烧器送入锅炉系统的炉膛中燃烧；活动振筛仓筛出的碎渣及泥土经仓泵系统送至吸风机系统的出口处，再随混合烟气送入锅炉系统中，高温制炭系统的生物炭出口排出的碳化后的生物炭导入造粒系统中制成成品生物炭。

14、高温制炭系统内的温度维持在450-650℃之间。

15、还包括制炭控制系统，制炭控制系统与高温制炭系统及造粒系统相连接。

16、本发明具有以下有益效果：

17、本发明所述的基于燃煤电厂的生物炭制备系统及方法在具体操作时，利用燃煤锅炉系统的高温烟气热量，在高温制炭系统中对预筛分、破碎后的农林废弃物等生物质进行高温炭化，并最终面向不同客户制成替代燃料、活性炭等不同类型的生物炭产品，整体工艺系统相对简单，生物质碎渣、杂质和气相物质均送入炉膛无害化焚烧，全程无水资源损耗和二次污染物生成。

技术特征：

1.一种基于燃煤电厂的生物炭制备系统，其特征在于，包括活动振筛仓(1)、破碎系统(3)、高温制炭系统(5)、吸风机系统(6)、燃烧器(10)、锅炉系统(8)及造粒系统(9)；

2.根据权利要求1所述的基于燃煤电厂的生物炭制备系统，其特征在于，活动振筛仓(1)的物料出口经除铁器(2)与破碎系统(3)的入口相连。

3.根据权利要求1所述的基于燃煤电厂的生物炭制备系统，其特征在于，破碎系统(3)的出口经螺旋输送系统(4)与高温制炭系统(5)的入口相连通。

4.根据权利要求1所述的基于燃煤电厂的生物炭制备系统，其特征在于，活动振筛仓(1)的碎料出口经仓泵系统(7)与吸风机系统(6)的出口相连通。

5.根据权利要求1所述的基于燃煤电厂的生物炭制备系统，其特征在于，还包括制炭控制系统(11)，制炭控制系统(11)与高温制炭系统(5)及造粒系统(9)相连接。

6.一种基于燃煤电厂的生物炭制备方法，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的基于燃煤电厂的生物炭制备系统，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的基于燃煤电厂的生物炭制备方法，其特征在于，高温制炭系统(5)内的温度维持在450-650℃之间。

8.根据权利要求6所述的基于燃煤电厂的生物炭制备方法，其特征在于，还包括制炭控制系统(11)，制炭控制系统(11)与高温制炭系统(5)及造粒系统(9)相连接。

技术总结本发明公开了一种基于燃煤电厂的生物炭制备系统及方法，包括活动振筛仓、破碎系统、高温制炭系统、吸风机系统、燃烧器、锅炉系统及造粒系统；活动振筛仓的物料出口与破碎系统的入口相连，破碎系统的出口与高温制炭系统的入口相连通；高温制炭系统的烟气出口与吸风机系统的进风口相连，吸风机系统的出风口经燃烧器与锅炉系统的炉膛相连通；高温制炭系统的生物炭出口与造粒系统的物料入口相连通；高温制炭系统的高温烟气入口与锅炉系统相连通；活动振筛仓的碎料出口与吸风机系统的出口相连通，该系统及方法能够利用现有燃煤锅炉对生物质固废进行资源化、无害化处置利用。技术研发人员：周虹光,苏逸峰,李帅英,严万军,张超,张伟,张朋飞,李玉鹏,刘国龙,娄渊博受保护的技术使用者：西安西热锅炉环保工程有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18