一种高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统技术方案

一种高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统，包括干燥室1、烘焙器2、气化器3、燃烧炉5、燃气净化室7及气固分离器6；所述的干燥室1、烘焙器2、气化器3、气固分离器6，燃气净化室7依次连接，所述的燃烧炉5分别与烘焙器2、气化器3、气固分离器6连接，所述的燃烧炉5、燃气净化室7、烘焙器2、干燥室1、气化器3依次通过烟管连接。优点是，本实用新型专利技术从三方面有效抑制了燃气中NOx前驱物生成或降低了其浓度，从而获得了低氮燃气。 1

A system for preparing low nitrogen biomass gas with high nitrogen antibiotic residue

A system for preparing low nitrogen biomass gas by high nitrogen antibiotic residue includes a drying chamber 1, a roaster 2, a gasifier 3, a combustion furnace 5, a gas purification chamber 7 and a gas solid separator 6, and the drying chamber 1, the roaster 2, the gasifier 3, the gas-solid separator 6, and the gas purification chamber 7 in succession, and the combustion furnace 5 and the baking 2 respectively. The gasifier 3 and the gas solid separator 6 are connected, and the combustion furnace 5, the gas purification chamber 7, the baking device 2, the drying chamber 1, and the vaporizer 3 are connected successively through a smoke pipe. The utility model has the advantages that the utility model effectively inhibits the NOx precursor in the gas from generating or reducing the concentration in three aspects, thereby obtaining low nitrogen gas. One

【技术实现步骤摘要】
一种高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统
本技术属于生物质资源利用
，涉及工业生物质废弃物热化学转化技术，具体涉及一种高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统。
技术介绍
抗生素菌渣来源于抗生素发酵工艺过程，主要成分为菌丝体、剩余培养基、发酵代谢产物及少量残留抗生素。抗生素菌渣因其形成过程，富含有机质和菌体蛋白，热值与低阶煤相当，属于一种典型的工业生物质废弃物。据统计，2009年我国抗生素菌渣产量已达到1.0×107吨，随着医药卫生事业的发展及需求，其产量每年呈递增趋势。作为一种生物质资源，经热化学转化(热解、气化)或热利用(燃烧)过程，将其转化为高附加值生物基产品或直接供能，可实现其减量化、无害化及资源化利用，具有发展前景。申请公布号为CN106315719A的专利技术专利公布了一种抗生素有机废水及药渣处理工艺，该专利提到先采用高温干燥工艺分离有机废水和药渣，再对药渣进行气化处理，可无害化获得产品气。申请公布号为CN1070087341A的专利技术专利公布了一种无害资源化处理抗生素菌渣的方法，提到菌渣通过发酵、水热、炭化及活化等工艺可获得活性炭和生物燃料油，可实现其无害资源化处理。专利技术专利CN104819470B公开了一种生物质类固废及危废处理系统，该系统对抗生素菌渣进行热解气化和燃烧制汽，同时对残炭和尾气分别进行燃尽和净化处理，提供了一种抗生素菌渣经热化学过程实现资源化利用的工艺。生物质热利用过程中，NOx(氮氧化物)排放水平是关键污染物控制指标，其不仅会造成酸雨、温室效应、光化学烟雾及臭氧层破坏等环境问题，也是大气PM2.5的重要来源。而生物质热利用过程温度一般不会超过1000℃，因此，所产生的NOx基本来源于燃料氮。从当量热值角度，生物质燃料氮水平接近甚至要高于燃煤及燃油等化石燃料。对工业生物质废弃物而言，因生物质生长过程的固氮和生物质利用过程的外部添加氮源双重因素，其燃料氮比一般常规生物质要高，而抗生素菌渣含氮量更高，一般7％-9％，来源于抗生素培养基氮源。因此，要实现抗生素菌渣经热化学过程的清洁利用，控制燃料氮到NOx的转化尤为重要。燃料氮经前端热化学转化(热解、气化)过程会生成气相NOx前驱物，经后端热利用(燃烧)过程转化为NOx。而目前关于抗生素菌渣热化学处理工艺或技术，无论是热化学转化制备高品位生物基燃料，还是燃烧直接供能，对于其高燃料氮——NOx前驱物——NOx的转化控制，并未涉及专门的手段或方法。专利CN104819470B提到了气化工艺的还原性气氛和燃烧工艺的多级配风手段，也属于常识和常规手段，未从抗生素菌渣热化学过程NOx产生的源头(燃料氮转化)上考虑降低NOx生成的解决方案。此外，热解是热化学转化和热利用的基础，其本身可制备燃料外，同时又发生在其他过程(气化、燃烧)中。热解或气化过程，燃料氮会转化为焦油氮、半焦氮及以NOx前驱物为主的气相氮，同时存在非气相氮向气相NOx前驱物的进一步转化，因此，考虑从热解或气化源头上寻找控制抗生素菌渣燃料氮到NOx前驱物转化的手段或技术，获得低氮组分燃气，对菌渣后端供能或深加工利用过程减排NOx十分重要。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种针对高氮抗生素菌渣的抑制燃气中NOx前驱物生成或降低其浓度的热解气化耦合系统及工艺，用以制备低氮燃气。本技术是通过以下技术方案来实现的：高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统，包括干燥室，用于对菌渣进行脱水干燥；烘焙器，用于对干燥后的菌渣中的不稳定燃料氮结构分解成气相氮；气化器，用于对烘焙后的菌渣进行气化产生燃气；气固分离器，用于对燃气进行除尘去炭；燃气净化室，用于对燃气进行进一步净化；燃烧炉，用于对系统产生的废料进行处理并提供高温烟气；所述的干燥室、烘焙器、气化器、气固分离器，燃气净化室依次连接，所述的燃烧炉分别与烘焙器、气化器、气固分离器连接，所述的燃烧炉、燃气净化室、烘焙器、干燥室、气化器依次通过烟管连接。作为上述方案的改进，所述干燥室分为外侧的干燥烟道和内部的菌渣干燥通道，所述干燥烟道设有低温烟气入口和低温烟气出口，所述菌渣干燥通道设有菌渣干燥进口和菌渣干燥出口；所述烘焙器设有外侧的烘焙烟道和内部的菌渣烘焙通道，所述烘焙烟道设有中温烟气入口和中温烟气出口，所述菌渣烘焙通道设有菌渣烘焙进口和菌渣烘焙出口，所述菌渣烘焙进口一端设有推料装置，所述菌渣烘焙出口上侧设有烘焙气出口；所述气化器依上而下为菌渣气化进口、气化腔、气化炉排及残炭室，同时设有气化燃气出口、二次气化介质入口及一次气化介质入口；所述燃烧炉依上而下为辅助燃料进口、燃烧腔、燃烧炉排及灰室、上端一侧设有燃烧烟气出口，所述灰室底部设有均匀分布的助燃空气入口及排灰口；所述燃气净化室分为装有填料的燃气净化通道和净化烟道，所述燃气净化通道设有燃气净化进口和燃气净化出口，所述净化烟道设有高温烟气入口和高温烟气出口；所述菌渣烘焙进口连通菌渣干燥出口，所述菌渣烘焙出口连通菌渣气化进口，所述中温烟气入口经高温烟气引风机与高温烟气出口相连接，所述中温烟气出口连接低温烟气入口；所述一次气化介质入口与鼓风机相连，所述气化燃气出口经气固分离器与燃气净化进口相连，所述残炭室经残炭螺旋与燃烧腔相连，所述助燃空气入口与鼓风机相连，所述燃烧烟气出口与高温烟气入口相连，所述低温烟气出口经常温烟气引风机一路与二次气化介质入口相连，另一路排空，所述燃气净化出口与高温燃气引风机相连；所述燃烧炉的燃料为来自残炭室的残炭和来自辅助燃料进口的辅助燃料，两者在来自鼓风机的助燃空气作用下充分燃烧，为系统提供高温烟气；在所述高温烟气入口、中温烟气入口及低温烟气入口均设有烟气流量自调节温控装置，其包括联动的测温热电偶和电动阀，通过温度监控反馈信号给电动阀，调节烟气流量实现温度控制，所述测温热电偶用于监控所述燃气净化通道、菌渣烘焙通道及菌渣干燥出口温度，温控范围分别为650-850℃、250-300℃及85-110℃。作为上述方案的改进，所述燃气净化室的净化烟道为三回程管程，采用并列的烟管实现，燃气净化通道为两回程壳程，高温烟气与燃气逆流间接换热，所述填料为煅烧橄榄石、白云石或钛铁矿；所述烘焙器的菌渣烘焙进口和中温烟气出口在一端，菌渣烘焙出口和中温烟气入口在另一端，中温烟气与菌渣逆流间接换热。作为上述方案的改进，所述气化器的气化燃气出口、二次气化介质入口及一次气化介质入口分别位于其上、中及下部，形成上吸式结构，所述一次气化介质入口和二次气化介质入口分别由第一阀门和第二阀门控制流量，通入气化器内部的氧化区和还原区。作为上述方案的改进，所述气固分离器为旋风分离器，旋风入口连接所述气化器的气化燃气出口，旋风出口连接所述燃气净化室的燃气净化进口，底部为颗粒收集室，连接所述燃烧炉的辅助燃料进口。作为上述方案的改进，所述烘焙器的推料装置包括液压推料装置和推料板；所述烘焙器的烘焙气出口连接燃烧炉的辅助燃料进口。作为上述方案的改进，所述干燥室的干燥烟道向菌渣干燥通道侧延展若干板式传热通道，每个板式传热通道与水平方向呈一定角度，通过支撑板固定。作为上述方案的改进，所述板式传热通道数量为4个，均布于干燥室竖直方向，与水平方向角度为30-45°。本技术的有益效果是：本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统，其特征在于，包括

【技术特征摘要】
1.高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统，其特征在于，包括干燥室(1)，用于对菌渣进行脱水干燥；烘焙器(2)，用于对干燥后的菌渣中的不稳定燃料氮结构分解成气相氮；气化器(3)，用于对烘焙后的菌渣进行气化产生燃气；气固分离器(6)，用于对燃气进行除尘去炭；燃气净化室(7)，用于对燃气进行进一步净化；燃烧炉(5)，用于对系统产生的废料进行处理并提供高温烟气；所述的干燥室(1)、烘焙器(2)、气化器(3)、气固分离器(6)，燃气净化室(7)依次连接，所述的燃烧炉(5)分别与烘焙器(2)、气化器(3)、气固分离器(6)连接，所述的燃烧炉(5)、燃气净化室(7)、烘焙器(2)、干燥室(1)、气化器(3)依次通过烟管连接。2.根据权利要求1所述的高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统，其特征在于，所述干燥室(1)分为外侧的干燥烟道(14)和内部的菌渣干燥通道(15)，所述干燥烟道(14)设有低温烟气入口(16)和低温烟气出口(19)，所述菌渣干燥通道(15)设有菌渣干燥进口(11)和菌渣干燥出口(18)；所述烘焙器(2)设有外侧的烘焙烟道(23)和内部的菌渣烘焙通道(24)，所述烘焙烟道(23)设有中温烟气入口(25)和中温烟气出口(26)，所述菌渣烘焙通道(24)设有菌渣烘焙进口(21)和菌渣烘焙出口(28)，所述菌渣烘焙进口(21)一端设有推料装置(22)，所述菌渣烘焙出口(28)上侧设有烘焙气出口(29)；所述气化器(3)依上而下为菌渣气化进口(31)、气化腔(32)、气化炉排(312)及残炭室(311)，同时设有气化燃气出口(33)、二次气化介质入口(36)及一次气化介质入口(38)；所述燃烧炉(5)依上而下为辅助燃料进口(51)、燃烧腔(52)、燃烧炉排(54)及灰室(55)、上端一侧设有燃烧烟气出口(53)，所述灰室(55)底部设有均匀分布的助燃空气入口(56)及排灰口(57)；所述燃气净化室(7)分为装有填料的燃气净化通道(75)和净化烟道(77)，所述燃气净化通道(75)设有燃气净化进口(71)和燃气净化出口(72)，所述净化烟道(77)设有高温烟气入口(73)和高温烟气出口(74)；所述菌渣烘焙进口(21)连通菌渣干燥出口(18)，所述菌渣烘焙出口(28)连通菌渣气化进口(31)，所述中温烟气入口(25)经高温烟气引风机(82)与高温烟气出口(74)相连接，所述中温烟气出口(26)连接低温烟气入口(16)；所述一次气化介质入口(38)与鼓风机(310)相连，所述气化燃气出口(33)经气固分离器(6)与燃气净化进口(71)相连，所述残炭室(311)经残炭螺旋(4)与燃烧腔(52)相连，所述助燃空气入口(56)与鼓风机(310)相连，所述燃烧烟气出口(53)与高温烟气入口(73)相连，所述低温烟气出口(19)经常温烟气引风机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴创之，詹昊，庄修政，阴秀丽，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：新型
国别省市：广东,44