生物质水洗‑烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统技术方案

本发明专利技术公开了一种生物质水洗‑烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，属于生物质能转化利用领域，包括生物质水洗预处理系统，烟气余热烘焙生物质系统，水洗液钾资源回收系统；所述生物质水洗预处理系统包括水洗容器、水泵、淋洗塔和固液分离机，在所述水洗容器与水泵之间设有阀门，所述烟气余热烘焙生物质系统包括烘焙室、水循环系统、换热器和智能控制模块，所述换热器包括设置在烟气通道内的第一换热器和设置在烘焙室内的第二换热器，本发明专利技术在对生物质进行水洗预处理后利用烟气余热对水洗后的生物质进行烘焙，同时对水洗液中生物质被洗出的钾元素进行资源回收，提取制备高纯度农业生产用钾肥，实现多联产，从而极大地提高企业经济效益。

【技术实现步骤摘要】
生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统
本专利技术涉及一种资源回收系统，尤其是生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统。
技术介绍
生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，是一种可再生能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍。为缓解日益严重的能源短缺和环境破坏问题，生物质能作为一种储存量巨大，可再生的清洁能源被人类社会广泛关注。生物质能转化利用途径有直燃、气化、热解、液化等多种形式。碱金属是生物质生长发育所必需的主要营养元素，实验研究表明碱金属多以离子的形式存于生物质体内。由于生物质含有较多的灰分，其中主要由于灰分中碱金属的存在，导致了现有形式的生物质能转化与利用过程中出现很多问题，如在生物质直燃、气化等生物质能转化利用过程中出现碱金属诱发的管壁的沉积腐蚀问题，降低锅炉的传热效率并威胁到系统的安全运行。大量实验研究表明，由于碱金属在生物质体内多以水溶态形式存在，实验室条件下利用水洗的方式对生物质进行预处理便能洗掉生物质中70％左右的碱金属，理论上来说水洗预处理能有效缓解碱金属诱发的一系列问题。然而，在实际生产过程中由于企业从经济效益的角度还需考虑水洗预处理后生物质烘干等多重成本，导致水洗预处理并没有在实际生产过程中得到大规模推广应用。另一方面，水洗预处理后生物质中大部分钾离子进入水洗液中，如果对我国年产8亿吨的秸秆进行水洗预处理，水洗液中钾的总量高达1000万吨左右，这些钾资源如果能得到回收利用，将能大幅提高企业经济效益。因此在考虑对生物质水洗预处理的同时，如果能利用水洗液中的钾离子提取制备农业用钾肥，既能有效缓解生物质能转化利用过程中因碱金属诱发的一系列问题，又能实现多联产从而大幅提高企业经济效益。
技术实现思路
本专利技术的技术任务是针对以上现有技术的不足，而提供生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，既能够通过大幅降低生物质灰分从而有效缓解生物质能转化利用过程中碱金属诱发的管壁腐蚀结渣问题，又能在实现烟气余热综合利用对水洗后生物质进行烘焙的同时，对水洗液中生物质被洗出的钾元素进行资源回收，通过化学工艺提取制备高纯度农业生产用钾肥从而提高企业经济效益。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，其中包括：生物质水洗预处理系统；烟气余热烘焙生物质系统；水洗液钾资源回收系统；进一步优化：所述生物质水洗预处理系统包括水洗容器、水泵、淋洗塔和固液分离机，在所述水洗容器与水泵之间设有阀门，通过生物质水洗预处理系统将生物质中的钾、钠等离子洗净，其中固液分离机实现水洗液与水洗后生物质的分离，将分离后的生物质放入烘焙室内，水洗液则进入蒸馏塔内。进一步优化：所述烟气余热烘焙生物质系统包括烘焙室、水循环系统、换热器和智能控制模块，所述换热器包括设置在烟气通道内的第一换热器和设置在烘焙室内的第二换热器，水在进入第一换热器时，通过烟气通道内的热量将水加热，接着水进入第二换热器，从而对烘焙室内的生物质进行烘焙。进一步优化：所述水循环系统包括冷却塔、循环水容器和循环泵，所述循环泵通过第一换热器与所述第二换热器连接，在所述循环水容器与循环泵之间设有止回阀，所述循环泵与所述智能控制模块连接。进一步优化：为了实现对整个生物质水洗预处理系统的智能控制，因此在烟气管道内分别设有温度传感器和湿度传感器，在所述第一换热器与第二换热器之间设有截止阀和流量传感器，所述温度传感器、湿度传感器、流量传感器和截止阀均与所述智能控制模块连接，所述智能控制模块为PLC控制器。进一步优化：所述水洗液钾资源回收系统包括蒸馏塔和操作间，所述蒸馏塔与固液分离机连接。本专利技术的优点：本专利技术在对生物质进行水洗预处理后利用烟气余热对水洗后的生物质进行烘焙，同时对水洗液中生物质被洗出的钾元素进行资源回收，提取制备高纯度农业生产用钾肥，实现多联产，从而极大地提高企业经济效益，具体而言，本专利技术具有以下优点：1)本专利技术利用水洗预处理大幅降低生物质灰分从而有效缓解生物质能转化利用过程中碱金属诱发的管壁腐蚀结渣问题。2)本专利技术有效利用了生物质能转化利用过程如直燃、气化时锅炉尾部烟气余热，进一步降低排烟温度以减少对周围环境的热污染，并提高系统热效率。3)本专利技术对水洗液中生物质被洗出的钾元素进行资源回收，提取制备高纯度农业生产用钾肥，在生物质能转化利用的同时实现多联产，从而极大地提高企业经济效益。4)本专利技术的循环水系统中作为热量传输工质的凝结水始终循环使用，节约了水资源。附图说明图1是本专利技术结构示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术做以下详细说明。如图所示，生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，其中包括：生物质水洗预处理系统1；烟气余热烘焙生物质系统7；水洗液钾资源回收系统21；所述生物质水洗预处理系统包括水洗容器2、水泵4、淋洗塔5和固液分离机6，在所述水洗容器2与水泵4之间设有阀门3，通过生物质水洗预处理系统1将生物质中的钾、钠等离子洗净，其中淋洗塔5，实现生物质水洗预处理；水洗容器2给淋洗塔5提供水源头；水泵4为水洗容器2内的提供动力，将水洗容器2内的水抽到淋洗塔5内；固液分离机6对水洗液与水洗后的生物质完成分离，将分离后的生物质放入烘焙室19内，水洗液则进入蒸馏塔23内。所述烟气余热烘焙生物质系统7包括烘焙室19、水循环系统、换热器和智能控制模块71，所述换热器包括设置在烟气通道14内的第一换热器15和设置在烘焙室19内的第二换热器20，水在进入第一换热器15时，通过烟气通道14内的热量将水加热，接着水进入第二换热器20，从而对烘焙室19内的生物质进行烘焙。所述水循环系统包括冷却塔8、循环水容器9和循环泵11，所述循环泵11通过第一换热器15与所述第二换热器19连接，在所述循环水容器9与循环泵11之间设有止回阀10，所述循环泵11与所述智能控制模块71连接。为了实现对整个生物质水洗预处理系统的智能控制，因此在烟气管道14内分别设有温度传感器12和湿度传感器13，在所述第一换热器15与第二换热器20之间设有截止阀16和流量传感器17，所述温度传感器12、湿度传感器13、流量传感器17和截止阀16均与所述智能控制模块71连接，所述智能控制模块71为PLC控制器，其中温度传感器12和湿度传感器13分别用于采集烟气管道14末端的温度和湿度，而流量传感器17则用于检测水循环系统中的水流量，检测的数据传到PLC控制器，经过处理后，PLC控制器将控制循环泵11的工作。所述水洗液钾资源回收系统21包括蒸馏塔23和操作间22，所述蒸馏塔23与固液分离机6连接。其工作原理是：首先将生物质放入淋洗塔5内，然后通过水泵4将水洗容器2内的水抽到淋洗塔5内，在对生物质进行清洗结束后，通过固液分离机6将水洗液与生物质进行分离，分离出的水洗液进入蒸馏塔23内，经过蒸馏后提高溶液的浓度，然后输运到操作间21中利用相关化学工艺完成农业生产用钾肥的制备，分离出的生物质则进入烘焙室19内，通过第二换热器19对生物质进行烘焙，在此过程中温度传感器12和湿度传感器13将时刻检测烟气通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质水洗‑烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，其特征在于：包括：生物质水洗预处理系统；烟气余热烘焙生物质系统；水洗液钾资源回收系统。

【技术特征摘要】
1.一种生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，其特征在于：包括：生物质水洗预处理系统；烟气余热烘焙生物质系统；水洗液钾资源回收系统。2.根据权利要求1所述的生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，其特征在于：所述生物质水洗预处理系统包括水洗容器、水泵、淋洗塔和固液分离机，在所述水洗容器与水泵之间设有阀门。3.根据权利要求1所述的生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，其特征在于：所述烟气余热烘焙生物质系统包括烘焙室、水循环系统、换热器和智能控制模块，所述换热器包括设置在烟气通道内的第一换热器和设置在烘焙室内的第二换热器。4.根据权利要求3所述的生物质水洗-烘焙联合预处理及钾资源回收多联产系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨天华，梅鹏，孙洋，开兴平，贺业光，李润东，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21