沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統技術方案

本發明專利技術公開了一種沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統，包括具有沼氣池的沼氣池恒溫發酵系統，沼氣池具有生物能入口，沼氣池的發酵廢液出口連接廢液磨漿機，廢液磨漿機的液體出口接入氣化系統中，氣化系統具有貧煤磨煤機和氣化爐，氣化系統將廢液磨漿機的液體與貧煤混合后送入氣化爐，沼氣池和氣化爐的氣體出口均連接合成器反應器，合成器反應器連接儲氣罐和燃氣輪機組，本系統的原料供應為生物質能源和燃燒效率不高的貧煤資源，將兩者結合通過沼氣發酵技術、氣化技術、合成氣技術生產清潔的合成氣資源。

Biogas fermentation waste coal slurry gasification combined system

The invention discloses a biogas fermentation waste coal slurry with CO gasification system, including biogas fermentation system with constant temperature biogas digesters, biogas digesters can have biological entrance, fermentation waste liquor outlet is connected with the grinding machine, the liquid outlet access refiner waste gasification system, gasification system with coal grinding the coal gasification furnace and gasification system, waste liquid and coal grinding machine mixed into the gasification furnace, gas digesters and gasification furnace outlet are connected with synthesizer reactor, synthesizer reactor connected with a gas storage tank and a gas turbine group, the raw material supply system for biomass energy and combustion efficiency of coal resources and combining with the methane fermentation technology, gasification technology, synthetic gas production technology of clean synthesis gas resources.

【技術實現步驟摘要】
沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統
本專利技術屬于可再生能源領域，具體涉及一種沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統。
技術介紹
沼氣工程對生態環境保護和改善、資源循環利用方面有著重要的作用。但大型沼氣工程正常運行后，每天產生的副產品沼液沼渣少則幾百噸，多則可達幾千噸，大量的沼渣沼液如何處理就成了一大難題。目前沼渣資源化利用的途徑主要有兩類，養殖類和土地使用。其中沼渣的養殖業的應用主要是作物飼料或飼料添加劑應用在水產和畜禽養殖等方面，沼渣的過量使用或者添加劑的濫用使得飼料中的不安全因素例如重金屬、病元微生物以及有害有毒物質通過食物鏈最終影響到人類的健康和安全，因此其在養殖方面越來越收到限制。沼渣在土地利用方面普遍存在過度使用造成土壤遭受重金屬、抗生素累積、水體富營養化、磷元素在土壤中過度積累，其次源于沼渣沼液的原料成分以及沼渣沼液的pH值，有的地方因施用方式不當而發生農作物被燒死的情況。因此其在土地利用方面也越來越受到限制。沼氣發酵廢液中含有大量的有機質和腐植酸，沼渣物理特性及沼渣纖維化學成分測定與分析表明：將稻草、麥草和玉米稈中纖維素、半纖維素和木質素的質量分數與沼渣纖維對比分析可知，經過厭氧發酵后的沼渣纖維中纖維素質量分數較水稻、小麥和玉米等農作物秸稈高5％以上，同時半纖維素質量分數較水稻、小麥和玉米等農物秸稈低5％，木質素質量分數基本未變。這一結果表明，厭氧發酵對纖維成分中的木質素沒有影響，而使得半纖維素相對含量減少，纖維素相對含量增加，這對于沼渣纖維的資源化利用特別是沼渣氣化有積極意義。近年來沼渣作為固體燃料的研究正在處于起步階段，Kratzeisen對兩種不同原料的沼渣進行脫水后燃燒實驗，發現其熱值與木材相當，且產生的煙氣能夠達到國家排放標準，證明了沼渣資源作為燃料原料的可行性。水煤漿(CoalWaterSlurry，簡稱CWS)作為一種低污染，高效率，流動性強的新型清潔燃料近年來在國際上得到迅速發展。典型的水煤漿由60％一75％的煤,25一40％的水以及大約1％的化學添加劑所組成。作為一種煤基流體燃料，水煤漿應具有以下的性質與特點：良好的穩定性、水煤漿的粘度要低、煤粉顆粒要達到一定的細度、水煤漿的濃度應盡量高,以利于燃燒。水煤漿技術不僅是先進的煤利用技術之一，而且也是我國潔凈煤技術中的一項主要內容"水煤漿還被認為是最有發展前景的代油燃料。根據中國富煤，缺油，少氣的能源資源特點，資源利用率較低，環境污染嚴重的現狀，水煤漿作為節約和替代石油以及潔凈煤利用的示范與推廣技術，對于發揮中國煤炭資源優勢，既符合國情要求，又可保證能源安全，具有現實和長遠意義。自從70年代以來，利用高濃度水煤漿作為石油的替代燃料的想法已得到世界范圍內的廣泛關注。美國、瑞典、日本、澳大利亞等國家基于長期的能源戰略考慮將其作為以煤代油燃料的技術儲備，對水煤漿進行了大量地研究開發和試驗。從80年代以來，水煤漿技術已經成為中國一項關鍵的研究與開發，課題經歷了六五到九五，4個五年計劃的攻關，我國在技術開發，工業化制漿及燃燒等方面己具備一定基礎和能力，水煤漿技術己趨于成熟，并出現較好的發展勢頭。近30年來，中國的水煤漿技術，在制漿、貯運、燃燒應用等許多方面，都取得了十分可喜的長足發展，且收到了良好的節能效益，經濟效益和環境效益。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述不足，提供一種沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統，聯合較為成熟的煤漿氣化技術解決了大中型厭氧發酵后發酵廢液處理難的問題。為了達到上述目的，本專利技術包括平板太陽能集熱器，平板太陽能集熱器連接儲熱水箱，儲熱水箱連接沼氣池內的管式換熱器，沼氣池包括發酵廢液出口、沼氣出口和生物能入口，管式換熱器的出口通過回水泵接入平板太陽能集熱器，沼氣池的發酵廢液出口連接廢液磨漿機，廢液磨漿機的液體出口接入煤粉廢液混合制漿機中，煤粉廢液混合制漿機還連接有廢液磨漿機和氣化爐，氧氣通過流量計接入氣化爐中，沼氣池和氣化爐的氣體出口均連接合成器反應器，合成器反應器連接儲氣罐和燃氣輪機組。所述儲熱水箱通過閥門連接沼氣池內的管式換熱器。所述貧煤磨煤機連接有煤粒進料器，煤粉廢液混合制漿機通過直列泵連接氣化爐，氣化爐下方設置有灰渣收集盒。所述沼氣池和氣化爐分別通過脫硫塔和除塵器接入合成器反應器。所述合成器反應器連接有洗劑冷卻塔，洗劑冷卻塔連接有三通閥，三通閥的兩個出口分別連接儲氣罐和燃氣輪機組。所述儲氣罐能夠放入油罐車上。所述燃氣輪機組連接有換熱器。所述生物能通過螺旋進料器通入沼氣池內。與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果：(1)本系統的原料供應為生物質能源和燃燒效率不高的貧煤資源，將兩者結合通過沼氣發酵技術、氣化技術、合成氣技術生產清潔的合成氣資源；(2)本系統中厭氧發酵產生的沼氣只需要脫除SO2，不需要分離其中的CO2，最終與氣化產生的氣體同時進入合成器反應器，在一定的高溫和催化劑的作用下將氣體中所含的CH4和CO2轉化為只有CO和H2的合成氣，使得沼氣資源進一步邁向市場化利用，打破了厭氧發酵系統中因產生的沼氣CO2含量過高或CO2分離成本過高使得其資源化利用受限的現狀；(3)氣化原料為煤粉聯合厭氧發酵廢液制成的漿液，解決了大中型厭氧發酵后發酵廢液處理難的問題，厭氧發酵廢液中的纖維素通過熱解后產生了清潔的可燃氣體，其中的腐植酸作為水煤漿的分散劑減少了化學添加劑的使用，其中的堿金屬對氣化過程中的化學反應過程也起到了一定的催化用最后作為灰渣得以處理，煤粉聯合厭氧發酵廢液制成的漿液與單一原料煤漿氣化相比使得氣化效率提高，同時使得發酵廢液資源得以工業化利用而且節約水資源；(4)燃氣輪機發電機組產生的廢氣主要產物為高溫水蒸氣和CO2，無其它對環境有害的物質，只需將其余熱利用回收后直接排入大氣，省去了后續的煙氣處理設備，節約成本的同時保護了環境。【附圖說明】圖1為本專利技術的結構示意圖。【具體實施方式】下面結合附圖對本專利技術做進一步說明。參見圖1，本專利技術包括具有沼氣池5的沼氣池恒溫發酵系統，沼氣池5具有生物能入口，生物能通過螺旋進料器7通入沼氣池5內，沼氣池5的發酵廢液出口連接廢液磨漿機9，廢液磨漿機9的液體出口接入氣化系統中，氣化系統具有貧煤磨煤機11和氣化爐15，氣化系統將廢液磨漿機9的液體與貧煤混合后送入氣化爐15，沼氣池5和氣化爐15分別通過脫硫塔18和除塵器17接入合成器反應器19，合成器反應器19連接有洗劑冷卻塔20，洗劑冷卻塔20連接有三通閥21，三通閥21的兩個出口分別連接儲氣罐22和燃氣輪機組24，儲氣罐22能夠放入油罐車23上，燃氣輪機組24連接有換熱器25。沼氣池恒溫發酵系統包括包括平板太陽能集熱器1，平板太陽能集熱器1連接儲熱水箱2，儲熱水箱2通過閥門3連接沼氣池5內的管式換熱器4，沼氣池包括發酵廢液出口、沼氣出口和生物能入口，管式換熱器4的出口通過回水泵6接入平板太陽能集熱器1。氣化系統包括連接貧煤磨煤機11和廢液磨漿機9的煤粉廢液混合制漿機12，煤粉廢液混合制漿機12連接氣化爐15，氧氣通過流量計14接入氣化爐15中，貧煤磨煤機11連接有煤粒進料器10，煤粉廢液混合制漿機12通過直列泵13連接氣化爐15，氣化爐15下方設置有灰渣收集盒16。本系統運行過程：沼氣發酵系統運行后產生的發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統，其特征在于：包括平板太陽能集熱器(1)，平板太陽能集熱器(1)連接儲熱水箱(2)，儲熱水箱(2)連接沼氣池(5)內的管式換熱器(4)，沼氣池包括發酵廢液出口、沼氣出口和生物能入口，管式換熱器(4)的出口通過回水泵(6)接入平板太陽能集熱器(1)，沼氣池(5)的發酵廢液出口連接廢液磨漿機(9)，廢液磨漿機(9)的液體出口接入煤粉廢液混合制漿機(12)中，煤粉廢液混合制漿機(12)還連接有廢液磨漿機(9)和氣化爐(15)，氧氣通過流量計(14)接入氣化爐(15)中，沼氣池(5)和氣化爐(15)的氣體出口均連接合成器反應器(19)，合成器反應器(19)連接儲氣罐(22)和燃氣輪機組(24)。

【技術特征摘要】
1.沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統，其特征在于：包括平板太陽能集熱器(1)，平板太陽能集熱器(1)連接儲熱水箱(2)，儲熱水箱(2)連接沼氣池(5)內的管式換熱器(4)，沼氣池包括發酵廢液出口、沼氣出口和生物能入口，管式換熱器(4)的出口通過回水泵(6)接入平板太陽能集熱器(1)，沼氣池(5)的發酵廢液出口連接廢液磨漿機(9)，廢液磨漿機(9)的液體出口接入煤粉廢液混合制漿機(12)中，煤粉廢液混合制漿機(12)還連接有廢液磨漿機(9)和氣化爐(15)，氧氣通過流量計(14)接入氣化爐(15)中，沼氣池(5)和氣化爐(15)的氣體出口均連接合成器反應器(19)，合成器反應器(19)連接儲氣罐(22)和燃氣輪機組(24)。2.根據權利要求1所述的沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統，其特征在于：所述儲熱水箱(2)通過閥門(3)連接沼氣池(5)內的管式換熱器(4)。3.根據權利要求1所述的沼氣發酵廢液聯合貧煤成漿共氣化系統，其特征在于：貧煤磨煤機(11)連接有煤粒...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周丹丹，翟盼盼，李紅博，胡廣濤，楊健，
申請(專利權)人：榆林學院，
類型：發明
國別省市：陜西,61