[发明专利]基于双回路循环流化床的中药渣气化系统及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种中药渣气化系统，具体涉及一种基于双回路循环流化床的中药渣气化系统及工艺。

背景技术

中药渣是药材煎煮后的残余物，含有大量有机物质。中国是世界上最大的中药生产国，每年产生近1200万吨的中药渣需要处理，具有产生量大、排放集中的特点。中药渣初始含水率70%以上，易腐烂变质，目前国内中药渣大部分做填埋和固定位置堆放处理，不仅造成了巨大的资源浪费，而且会产生严重的环境污染，并对人身健康构成了潜在威胁。因此，如何合理处理利用既是资源又是污染源的中药渣已经成为中医药、环境和化学科学领域的一个重要课题。

由于中药渣含有丰富的蛋白质、纤维素和氨基酸等有机物质，近年来，有学者研究了气化温度与升温速率对两面针药渣热解气化过程的影响，得到两面针药渣气化的理想条件。还分别利用流化床和固定床对杞菊地黄丸、六味地黄丸、香砂养胃丸药渣进行了气化试验，得到了其气化的最优过量空气系数，验证了三种药渣均具有良好的热解气化特性。但是现有的技术中，原料经循环流化床气化后的灰分中仍有一定的残碳量。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种基于双回路循环流化床的中药渣气化系统及工艺。本发明以循环流化床为基础，加入两级返料装置，构成双回路循环流化床，提高了炉内温度，促进了焦油裂解，降低了残碳量，从而提高了气化效率，提高了原料能量转化率，从而为中药渣类工业生物质无害化和资源化利用提供技术基础。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

基于双回路循环流化床的中药渣气化系统，包括循环流化床锅炉，其顶端经一级返料单元连接至循环流化床锅炉的底端，一级返料单元的顶端经二级返料单元连接至一级返料单元的底端，二级返料单元的顶端依次与水蒸气发生器和空气预热器连接，所述水蒸气发生器和空气预热器均连接至循环流化床锅炉的进气端，所述循环流化床锅炉的进气端与空气预热器的进气端均连接至鼓风机，所述空气预热器与后处理单元连接；其中，所述一级返料单元与循环流化床锅炉之间，二级返料单元与一级返料单元之间分别设有一级返料阀和二级返料阀。

所述后处理单元包括依次连接的喷淋塔、文丘里洗涤器、引风机以及储气柜，所述喷淋塔与空气预热器连接。

所述空气预热器与喷淋塔之间设有取样测试点，引风机与储气柜之间设有燃气流量计。

所述二级返料单元与水蒸气发生器之间设有除灰装置。

所述除灰装置为除尘器。

所述循环流化床锅炉的进料端采用螺旋进料装置。

所述循环流化床锅炉内自下而上依次设有若干个温度测点。

上述中药渣气化系统的燃烧工艺，具体方法如下：

1）中药渣进入循环流化床锅炉热解气化产生烟气，一级返料阀开启，二级返料阀关闭，一部分带有残碳的烟气经一级返料单元返回循环流化床锅炉，并与进入循环流化床锅炉的新原料混合气化；

2）一部分带有残碳的烟气进入二级返料单元，二级返料阀开启，二级返料单元内带有残碳的烟气经一级返料单元返回循环流化床锅炉，并与进入循环流化床锅炉的新原料混合气化；

3）剩余的部分烟气经除灰装置依次经水蒸气发生器和空气预热器进入后处理单元进行后处理，水蒸气发生器和空气预热器处理获得的空气与鼓风机的空气混合后进入循环流化床锅炉的底端；

4）经空气预热器处理后的烟气经喷淋塔和文丘里洗涤器处理后进入储气柜储存。

所述循环流化床锅炉采用粒径0.3～0.8mm的石英砂作为流化介质，以200℃空气或者200℃空气和150℃水蒸气的混合气为气化剂，中药渣的进料量为190～330kg/h，其中，空气当量比ER的取值范围是：0.2≤ER≤0.34，ER是气化工艺的重要控制参数，是指气化过程中消耗的氧量（m³/kg）与进样原料完全燃烧所需要的理论氧量（m³/kg）之比；所述混合气中，水蒸气配比S/B的取值范围是：0≤S/B≤0.8，S/B为气化过程中水蒸气供给质量（kg/h）与中药渣进料质量（kg/h）的比值。

优选的，中药渣的进料量为210kg/h。

优选的，二级返料单元闭合时，0.24≤ER≤0.30；二级返料单元开启时，0.26≤ER≤0.30。

优选的，水蒸气配比S/B的取值范围是：0.2≤S/B≤0.5。

本发明的工作原理：