由分离塔、产酸塔、产甲烷塔、好氧塔、微生物回收塔、地热换热塔、回灌井、取水井、生物质燃气锅炉、生物质气化锅炉、汽轮发电机、冷疑塔、热回收塔、空分制氧机、等离子除尘器、中央电子控制器分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。该装置采用生物质低温生物化学反应工艺，生物质可再生燃料气化低碳燃烧工艺，可再生地热能利用工艺。以三种生物质可再生能量源为能源，实现可混合、可调节、可互补、可储存、可再生、智能化方式发电供热。其污染物质综合排放量比传统煤碳、石油发电供热设施减少99％。其发电供热成本是传统方式发电供热成本的1/3，即发电每千瓦时(度)人民币0.17元，供热每平方米人民币6元。
【技术实现步骤摘要】
生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置
[0001 ] 本专利技术技术涉及一种发电供热装置。
技术介绍
电能、热能是优质的二次能源是消耗大量一次能源转换而来的，是实现工业化现代化提高人类社会生活水平的必需条件和物质保障。在发电供热生产中，通常将燃料(煤炭、石油、天然气、核原料)投入锅炉燃烧产生蒸汽先推动汽轮发电机发电，然后余热为城市采暖供热。煤炭、石油、天然气是一次性不可再生的矿物能源，形成它要经过距今200万至上亿年时间。近两个世纪，人类大规模开发利用煤炭石油发展电力工业，使人类进入了工业化、现代化社会，同时也产生了全球关注的气候变暖，能源短缺，环境污染，公众健康受到损害的问题，为此人类社会已经付出了巨大代价，影响了社会的可持续发展。因此开发利用清洁环保、节能高效、绿色生态、安全低碳生物质可再生能源，已成为人类社会的共识。目前世界人口在增长，城市建设在发展，全球6000个城市中超过1000万人口的大城市发电容量达到1000兆瓦(I兆瓦=1000000瓦)，每年(6000小时)燃烧消耗优质煤炭大于350-400万吨，约300万吨标煤(TCE)。采暖供热1.2亿平方米，供热能量6850万GJ，每年冬季150天燃烧消耗优质煤炭大于300-450万吨。由于传统燃煤发电供热锅炉热效率低，排因温度高，带走损失的热能量多，锅炉蒸气温度的提高，受到材料制造方面的限制，以及需要大量冷却水，大量的煤炭、煤灰的运输和人工。同时向城市大气环境中排放有害污染物S0215万吨，煤烟20万吨，煤灰100万吨，以及所产生的大量废热，有害温室气体C02、Nno, Co。因此传统燃煤发电供热方式存在的问题是:能源利用综合热效率低，转换发电供热损失大，消耗不可再生矿物质能源多，发电供热成本高，城市大气环境污染严重，治理难度大，危害公众健康，已经不再适应大规模现代化城市建设的绿色低碳、节能减排、可持续发展。因此开发利用清洁环保、节能高效、绿色生态、安全低碳、生物质可再生能源混合化、低碳化、生态化、智能化、能源可再生现代技术生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，已成为人类社会实现可持续发展重要而紧迫的课题。目前，人类社会应当如何开发利用新能源，如何解决新能源在发电采暖供热生产开发利用中存在的问题。首先人类社会对目前日益减少的全球剩余储量石油和煤炭资源和日益增长的城市化发展所需用电能量和热能量以及危害城市大气环境有害气体污染物质和温室气体CO2的排放。对所开发利用的新能源燃料的要求是:广泛存在于全球自然界-生物圈内，经济上可开发、可收集、可再生、可大规模生产和应用，其技术难度和生产应用成本要低于目前的矿物质能源:煤炭、石油、天然气、核原料。做为新能源发电供热燃料的贮存、运输、加工转换要与传统燃料同样安全、方便、低污染，主要技术性能燃烧发热量(热值)要相当于传统能源燃料。对新能源发电供热装置的要求是:技术工艺简单实用，安全、高效、节能、低污染、低排放，建设投资要低于传统发电供热设施。
技术实现思路
生物质是太阳能通过光合作用生成的有机物，是能量和氢的双重载体，储存的能量为碳氢化合物的碳-氢键能。生物质由C、H、D、N、S元素组成，其中H元素的质量占6%，即每千克生物质可以产生0.672M3H2,占其物质总能量的40%。地热能是太阳能以外的一种自然能源。是由长寿命放射性同位素进行的热核反应与地球物质中放射性元素衰变产生的热能量。在距离地表面以下3000米深部温度为90-105°C，即浅层低温地热源，热能储存在热水中，部分储存在岩石的骨架中，温度梯度为2.5-30C /100m，每立方公里含有热能量(热储)相当于I亿桶石油所含热能量(BOE)。本专利技术技术的目的在于提供一种生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。该生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，将有机生物质(城市管道生活污水与有机厨余垃圾废弃物)，经过热交换由4°C经烟气加热至38°C，经过细菌微生物转化为可溶性挥发酸类甲烷基质，再由甲烷细菌微生物将甲烷基质转化为甲烷CH4沼气，与生物质燃料气投入锅炉燃烧产生热蒸汽，推动汽轮发电机发电；经过好氧处理后的中水一部分由超临界水氧化反应器氧化处理后，进入锅炉补充冷凝水，另一部分送往地下热场(地热田)吸收地热能量后返回地面加热汽轮发电机做功发电后排出的泛气冷凝水至90°C，送往锅炉继续加热产生蒸汽，形成热能再生循环。同时在中央电子控制器控制调解下，按用户电能、热能实际消耗量或功率，控制投入锅炉燃烧的生物质燃料，并且在电能用户和热能用户耗能低谷时段将热能量送往地下储存，用电用热高峰时取出地下热能量补充发电采暖供热。结合附图1本专利技术技术解决其技术问题所采用的技术方案是:由分离塔1、产酸塔2、产甲烷塔3、好氧塔4、微生物回收塔5、地热换热塔6、回灌井7、取水井8、生物质燃气锅炉9、生物质气化锅炉10、汽轮发电机11、冷凝塔12、热回收塔13、空分制氧机14、等离子除尘器15、中央电子控制器16分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置。结合附图2分离塔I由进水口 17、出水口 18、排气口 19、浓缩液出口 20通过塔体21分别连成一体组成分离塔。按照上述装置，生活污水靠水泵压力由切线方向进入分离塔，由于悬浮颗粒和污水质量不同，在高速旋转运动时所受到的离心力大小不同，质量大的被甩到外圈，质量小的留在内圈，通过不同出口，将其分离排出。其中上清液通过管道送往热回收塔，分离后的浓缩液通过管道送往产酸塔。结合附图3产酸塔2由进料活门22、出料活门23、进水口 24、出水口 25、排气口 26通过塔体27分别连成一体组成产酸塔。按照上述装置，将粉碎的有机生活厨余垃圾废弃物与分离塔分离出的浓缩液投入产酸塔(产酸生化反应器)与经过加热到38°C上清液搅拌混合(干发酵)，被发酵性细菌分泌的胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨基酸和脂肪酸，之后被微生物吸收利用。发酵性细菌将上述可溶性物质吸收进入细胞后，经发酵作用将其转化为乙酸、丙酸、丁酸、脂肪酸和醇及氢、二氧化碳、硫。其反应过程为:(C6H10O5) n+n H2D — n (C6H12 D6)2 C6 H12 D6 — CH3C00H+CH3CH2C00H+CH3CH2C00H+3CD2+3H2其中蛋白质含量直接影响产气中氨及硫化氢的含量，氨基酸分解时生成的有机酸可转化为甲烷、二氧化碳和水。发酵性细菌将有机物分解发酵后产生的有机酸和醇类，必须由产氢产乙酸菌，将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳，其反应过程为:CH3CH2CH2C00H+2H20 — CH3C00H+C02+3H2CH3CH2CH2C00H+2H20 — 2CH3C00H+2H20CH3CH20H+H20 — CH3C00H+2H20CH3CH0HC00H+H20 — CH3C00H+C02+2H2耗氢产乙酸菌分别利用H2+C02生成乙酸，或代谢糖类产生乙酸。其反应式为:2C02+4H2— CH3C00H+2H20C6H12O6 — 3CH3C00H产酸反应后的浓缩液送往产甲烷塔。结合附图4产甲烷塔3由进水口 28、出水口 29、沼气出口 30、导流管31、填本文档来自技高网...
【技术保护点】
生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，由分离塔(1)、产酸塔(2)、产甲烷塔(3)、好氧塔(4)、微生物回收塔(5)、地热换热塔(6)、回灌井(7)、取水井(8)、生物质燃气锅炉(9)、生物质气化锅炉(10)、汽轮发电机(11)、冷凝塔(12)、热回收塔(13)、空分制氧机(14)、等离子除尘器(15)、中央电子控制器(16)分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是：通过管道将分离塔出水口(18)与热回收塔污水进口(106)连接；通过管道将热回收塔污水出口(107)与产酸塔进水口(24)连接；通过管道将产酸塔出水口(25)与产甲烷塔进水口(28)连接；通过管道将产甲烷塔出水口(29)与好氧塔进水口(34)连接；通过管道将好氧塔出水口(35)、出水口(36)分别与微生物回收塔进水口(42)连接；微生物回收塔出水口(43)分别与产甲烷塔进水口(28)、好氧塔进水口(34)连接；微生物回收塔出水口(44)与回灌井(7)连接；通过管道将地热换热塔地热水进口(47)与取水井(8)连接；地热换热塔地热水出口(48)通过管道与回灌井(7)连接；通过管道将地热换热塔冷凝水进口(49)与冷凝塔冷凝水出口(88)连接；通过管道将地热换热塔冷凝水出口(50)与热回收塔冷凝水进口(100)连接；通过管道将热回收塔冷凝水出口(101)与生物质燃气锅炉水冷壁进水口(56)连接；通过管道将生物质燃气锅炉水冷壁出水口(57)与高温再热器进水口(62)连接；通过管道将高温再热器出水口(63)与汽轮发电机高压进气口(78)连接；通过管道将高压排气口(79)与生物质燃气锅炉低温过热器进水口(59)连接；通过管道将低温过热器出水口(60)与气轮发电机中压进气口(80)连接；通过管道将中压排气口(81)与低压进气口(82)连接；通过管道 将泛气出口(83)与冷凝塔泛气进口(87)连接；通过管道将城市集中供热回水管与地热换热塔供热水进口(52)连接；通过管道将城市集中供热热水管与地热换热塔供热水出口(53)连接；通过管道将城市集中供热回水管与热回收塔供热水进口(103)连接；通过管道将城市集中供热热水管与热回收塔供热水出口(104)连接；通过管道将城市集中供热回水管与冷凝塔冷却水进口(89)连接；通过管道将城市集中供热热水管与冷凝塔冷却水出口(90)连接；通过管道将产甲烷塔沼气出口(30)与生物质燃气锅炉生物质燃气燃烧器(65)连接；通过管道将生物质气化锅炉生物质燃气出口(70)与生物质燃气锅炉生物质燃气燃烧器(65)连接；通过管道将生物质燃气锅炉烟气出口(66)与热回收塔烟气进口(95)连接；通过管道将空分制氧机氧气出口分别与生物质气化锅炉氧气进口(69)、好氧塔氧气进口(38)、等离子除尘器烟气进口(116)连接；通过管道将热回收塔烟气出口(96)与等离子除尘器烟气进口(116)连接。...
【技术特征摘要】
1.生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，由分离塔(I)、产酸塔(2)、产甲烷塔(3)、好氧塔(4)、微生物回收塔(5)、地热换热塔(6)、回灌井(7)、取水井(8)、生物质燃气锅炉(9)、生物质气化锅炉(10)、汽轮发电机(11)、冷凝塔(12)、热回收塔(13)、空分制氧机(14)、等离子除尘器(15)、中央电子控制器(16)分别通过机械、管道、电路经过机械联结、电子联结、电力联结、热联结构成生物质可再生能源环保低碳城市发电供热装置，其特征是:通过管道将分离塔出水口(18)与热回收塔污水进口(106)连接；通过管道将热回收塔污水出口(107)与产酸塔进水口(24)连接；通过管道将产酸塔出水口(25)与产甲烷塔进水口(28)连接；通过管道将产甲烷塔出水口(29)与好氧塔进水口(34)连接；通过管道将好氧塔出水口(35)、出水口(36)分别与微生物回收塔进水口(42)连接；微生物回收塔出水口(43)分别与产甲烷塔进水口(28)、好氧塔进水口(34)连接；微生物回收塔出水口(44)与回灌井(7)连接；通过管道将地热换热塔地热水进口(47)与取水井(8)连接；地热换热塔地热水出口(48)通过管道与回灌井(7)连接；通过管道将地热换热塔冷凝水进口(49)与冷凝塔冷凝水出口(88)连接；通过管道将地热换热塔冷凝水出口(50)与热回收塔冷凝水进口(100)连接；通过管道将热回收塔冷凝水出口(101)与生物质燃气锅炉水冷壁进水口(56)连接；通过管道将生物质燃气锅炉水冷壁出水口(57)与高温再热器进水口(62)连接；通过管道将高温再热器出水口 (63)与汽轮发电机高压进气口(78)连接；通过管道将高压排气口(79)与生物质燃气锅炉低温过热器进水口(59)连接；通过管道将低温过热器出水口(60)与气轮发电机中压进气口(80)连接；通过管道将中压排气口(81)与低压进气口(82)连接；通过管道将泛气出口(83)与冷凝塔泛气进口(87)连接；通过管道将城市集中供热回水管与地热换热塔供热水进口(52)连接；通过管道将城市集中供热热水管与地热换热 塔供热水出口(53)连接；通过管道将城市集中供热回水管与热回收塔供热水进口(103)连接；通过管道将城市集中供热热水管与热回收塔供热水出口(104)连接；通过管道将城市集中供热回水管与冷凝塔冷却水进口(89)连接；通过管道将城市集中供热热水管与冷凝塔冷却水出口(90)连接；通过管道将产甲烷塔沼气出口(30)与生物质燃气锅炉生物质燃气燃烧器(65)连接；通过管道将生物质气化锅炉生物质燃气出口(70)与生物质燃气锅炉生物质燃气燃烧器出5)连接；通过管道将生物质燃气锅炉烟气出口(66)与热回收塔烟气进口(95)连接；通过管道将空分制氧机氧气出口分别与生物质气化锅炉氧气进口(69)、好...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖英佳，
申请(专利权)人：肖英佳，
类型：新型
国别省市：吉林;22
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。