本發明涉及生物新能源技術等領域，具體的說，是可有效去除焦油的生物質能源燃燒系統。
背景技術：
生物能源既不同于常規的礦物能源，又有別于其他新能源，兼有兩者的特點和優勢，是人類最主要的可再生能源之一。生物能源是指通過生物的活動，將生物質、水或其他無機物轉化為沼氣、氫氣等可燃氣體或乙醇、油脂類可燃液體為載體的可再生能源。
潔凈新能源有綠色能源之稱，它的最大特點是燃燒或使用后不造成環境污染，有利于維持生態平衡。發展潔凈新能源是未來能源業建設的發展方向。
目前，生物燃料主要被用于替代化石燃油作為運輸燃料，如替代汽油的燃料乙醇和替代石油基柴油的生物柴油。在化石燃料儲量逐步下降、環境保護日益嚴峻的背景下，生物燃料受到各國政府的高度重視。
歐盟委員會積極推進生物燃料發展，制定了2015年生物燃料占運輸燃料消費總量8％的目標。2011年8月16日，美國白宮宣布推出一項總額為5.1億美元的計劃，由農業部、能源部和海軍共同投資推動美國生物燃料產業的發展，此外美國還通過法律手段強制在運輸燃料中添加生物燃料，具體比例是柴油中添加2％的生物柴油，汽油中添加5％的燃料乙醇。英國政府從2006年起要求生產運輸燃油的能源企業必須有3％的原料是來自可再生資源，并且比例將逐年提高。據國際能源機構(IEA)的數據，2010年全球生物燃料日產量為182.2萬桶，2011年降至181.9萬桶。
美國可再生燃料協會于2012年4月20日發布乙醇行業展望報告稱，美國乙醇行業仍將處于在一個健康的位置，2011年是美國乙醇行業發展極好的一年，估計產量為1390萬加侖，與行業直接和間接相關的就業人員達40.16萬人，刺激了美國經濟的提升。
到目前為止，這方面的發展一直基于玉米來源的乙醇，商業規模的纖維素乙醇生物煉制廠也取得了一些進展。
生物質包括植物、動物及其排泄物、垃圾及有機廢水等幾大類。從廣義上講，生物質是植物通過光合作用生成的有機物，它的能量最初來源于太陽能，所以生物質能是太陽能的一種，它的生成過程如下：
葉綠素:CO2+H2O+太陽能(CH2O)+O2,每個葉綠素都是一個神奇的化工廠，它以太陽光作動力，把CO2和水合成有機物，它的合成機理目前人類仍未清楚。研究并揭示光合作用的機理，模仿葉綠素的結構，生產出人工合成的葉綠素，建成工業化的光合作用工廠，是人類的夢想。如果這一夢想能實現，它將根本上改變人類的生產活動和生活方式，所以研究葉綠素的機理一直是激動人心的科學活動
生物質能,生物質是太陽能最主要的吸收器和儲存器。太陽能照射到地球后，一部分轉化為熱能，一部分被植物吸收，轉化為生物質能；由于轉化為熱能的太陽能能量密度很低，不容易收集，只有少量能被人類所利用，其他大部分存于大氣和地球中的其他物質中；生物質通過光合作用，能夠把太陽能富集起來，儲存在有機物中，這些能量是人類發展所需能源的源泉和基礎。基于這一獨特的形成過程，生物質能既不同于常規的礦物能源，又有別于其他新能源，兼有兩者的特點和優勢，是人類最主要的可再生能源之一。
生物質是指利用大氣、水、土地等通過光合作用而產生的各種有機體，即一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質。它包括植物、動物和微生物。廣義概念：生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。狹義概念：生物質主要是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。特點：可再生性。低污染性。廣泛分布性。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供可有效去除焦油的生物質能源燃燒系統，將燃氣鍋爐燃燒后所產生煙霧內的焦油采用催化裂解技術所設計的焦油裂解器進行催化裂解處理得到可再次燃燒的裂解氣和不可燃燒的煙霧，從而極大的降低排放到空氣內煙霧的焦油含量，以此達到避免環境污染的產生。
本發明通過下述技術方案實現：可有效去除焦油的生物質能源燃燒系統，包括燃燒系統及連接在燃燒系統煙霧出口端的煙霧凈化系統，在所述煙霧凈化系統內設置有焦油裂解器、排氣風機及煙筒，所述燃燒系統的煙霧出口端通過煙霧管道與焦油裂解器的進口相連接，焦油裂解器的煙氣輸出端通過排氣風機與煙筒的進煙口相連接；在所述燃燒系統內設置有氣化爐、燃料倉、燃料輸送系統及燃氣鍋爐，所述燃料倉通過燃料輸送系統與氣化爐的燃料加載口相連接，所述燃料加載口設置在氣化爐的頂部，所述氣化爐的成品氣出口通過燃氣管道與燃氣鍋爐的燃氣進口相連接，所述燃氣鍋爐的余熱輸出口通過余熱輸送管道與燃料倉的底部相連接。
進一步的為更好地實現本發明，能夠將燃氣鍋爐燃燒時所產生的含焦油的煙霧成分進行催化裂解處理，得到可燃的裂解氣和不可燃煙霧，并將可燃的裂解氣再次利用裂解氣管道輸送至燃氣鍋爐內進行再次燃燒，從而有效的利用焦油內的能量，使得整個生物質能源燃燒系統能夠將生物質燃料的能量得到最大化的利用，特別采用下述設置結構：所述焦油裂解器的裂解氣輸出口還通過裂解氣管道與燃氣鍋爐的燃氣進口相連接。
進一步的為更好地實現本發明，能夠有效的對單位時間內裂解氣輸送量進行控制，特別采用下述設置結構：在所述裂解氣管道近燃氣鍋爐連接處還設置有裂解氣調節閥。
進一步的為更好地實現本發明，能夠采用機械化的燃料加載模式將燃料倉內的生物質燃料加載到氣化爐內進行熱解、氧化、還原重整處理，從而降低操作工的勞動強度，并更進一步的提高整個系統的運行效率，特別采用下述設置結構：在所述燃料輸送系統內設置有與燃料倉的燃料輸出口相連接的燃料輸送機及一端同燃料輸送機的輸出口相連接，另一端與氣化爐的燃料加載口相連接的燃料喂入器。
進一步的為更好地實現本發明，能夠借助于空氣部分(或者氧氣)、水蒸氣的作用，使生物質燃料的高聚物發生熱解、氧化、還原重整反應，將氣化爐內所產生的可燃氣體初品進行沉降處理，并將氣體中所含顆粒物進行滯留，余量氣體參數至氣化爐內并得到可燃氣體成品，以備輸送至燃氣鍋爐內進行燃燒，特別采用下述設置結構：在所述氣化爐底部的交換口上還通過交換管道連接有沉降分離器，在沉降分離器上連接有加濕器，在加濕器上設置有直管式熱交換器，在加濕器的底部還通過管道連接有氣化透氣風機。
進一步的為更好地實現本發明，能夠有效的保證加濕器的正常運行，而不會出現安全責任事故，為科學安全的進行生物新能源利用開辟新的篇章，特別采用下述設置方式：在所述加濕器與沉降分離器相連接的端口處還設置有調節閥。
進一步的為更好地實現本發明，能夠充分有效的將氣化爐所產生的可燃氣體進行燃燒，并將氣體燃燒的燃燒值利用最大化，特別采用下述設置結構：在所述燃氣鍋爐的燃氣進口處還設置有可燃氣體燃燒器。
進一步的為更好地實現本發明，能夠在可燃氣體燃燒時提供充足的氧氣，以便可燃氣體充分燃燒，特別采用下述設置結構：在所述燃氣鍋爐的燃氣進口處還通過管道連接有燃氣進氣風機。
進一步的為更好地實現本發明，能夠將氣化爐在進行生物質燃料熱解、氧化、還原重整反應時所產生的灰分進行收集，以便進行資源化利用，特別采用下述設置結構：在所述氣化爐底部的除灰口處還設置有灰分清除器，所述灰分清除器通過灰分輸送機連接有灰分儲箱。
進一步的為更好地實現本發明，有效的利用設計空間，能夠方便灰分非收集，同時在減少用地面積的同時不影響整個系統的運行，特別采用下述設置結構：所述灰分儲箱設置在燃料倉的下方。
本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：
本發明將燃氣鍋爐燃燒后所產生煙霧內的焦油采用催化裂解技術所設計的焦油裂解器進行催化裂解處理得到可再次燃燒的裂解氣和不可燃燒的煙霧，從而極大的降低排放到空氣內煙霧的焦油含量，以此達到避免環境污染的產生。
本發明所設計的焦油裂解器能夠將燃氣鍋爐燃燒時所產生的含焦油的煙霧成分進行催化裂解處理，得到可燃的裂解氣和不可燃煙霧，并將可燃的裂解氣再次利用裂解氣管道輸送至燃氣鍋爐內進行再次燃燒，從而有效的利用焦油內的能量，使得整個生物質能源燃燒系統能夠將生物質燃料的能量得到最大化的利用。
本發明利用氣化爐使生物質的高聚物發生熱解、氧化、還原重整反應，最終轉化為一氧化碳，氫氣和低分子烴類等可燃氣體，并供給燃氣鍋爐進行燃燒，同時將燃氣鍋爐燃燒時所產生的余熱輸送到燃料倉內對燃料倉內的生物質材料進行預熱處理，從而使得其在進行熱解氣化時可燃氣體生成率更高，整個系統具有設計科學合理，使用安全可靠的特點，在有效的大幅度利用生物質能源時兼具節能環保的特性。
本發明綜合應用熱解技術、氧化技術、還原重整技術，結合利用氣化爐、沉降分離器、加濕器及直管式熱交換器，使得生成的可燃氣體內渣滓含量達到最低，所產生的成品可燃氣體不會因為渣滓含量過高的原因而影響燃燒值，其產生的燃燒氣體是現有的氣化爐設備燃燒值的1.2～1.3倍。
本發明調節閥的設計，能夠有效的保證加濕器的正常運行，而不會出現安全責任事故，為科學安全的進行生物新能源利用開辟新的篇章。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖。
其中，1-燃料倉，2-燃料輸送機，3-燃料喂入器，4-氣化爐，5-灰分清除器，6-灰分輸送機，7-灰分儲箱，8-沉降分離器，9-加濕器，10-氣化透氣風機，11-直管式熱交換器，12-燃氣管道，13-可燃氣體燃燒器，14-燃燒進氣風機，15-燃氣鍋爐，16-焦油裂解器，17-排氣風機，18-煙筒，19-調節閥，20-余熱輸送管道，21-裂解氣管道，22-裂解氣調節閥。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
實施例1：
可有效去除焦油的生物質能源燃燒系統，將燃氣鍋爐燃燒后所產生煙霧內的焦油采用催化裂解技術所設計的焦油裂解器進行催化裂解處理得到可再次燃燒的裂解氣和不可燃燒的煙霧，從而極大的降低排放到空氣內煙霧的焦油含量，以此達到避免環境污染的產生，如圖1所示，特別采用下述設置結構：包括燃燒系統及連接在燃燒系統煙霧出口端的煙霧凈化系統，在所述煙霧凈化系統內設置有焦油裂解器16、排氣風機17及煙筒18，所述燃燒系統的煙霧出口端通過煙霧管道與焦油裂解器16的進口相連接，焦油裂解器16的煙氣輸出端通過排氣風機17與煙筒18的進煙口相連接；在所述燃燒系統內設置有氣化爐4、燃料倉1、燃料輸送系統及燃氣鍋爐15，所述燃料倉1通過燃料輸送系統與氣化爐4的燃料加載口相連接，所述燃料加載口設置在氣化爐4的頂部，所述氣化爐4的成品氣出口通過燃氣管道12與燃氣鍋爐15的燃氣進口相連接，所述燃氣鍋爐15的余熱輸出口通過余熱輸送管道20與燃料倉1的底部相連接。
在設計使用時，燃料倉1優選的設置在氣化爐4的上方，燃料倉4內裝載有生物質燃料，燃料倉1內的生物質燃料通過燃料輸送系統機械化的運送到氣化爐內進行熱解、氧化、還原重整反應處理，得到可燃氣體，可燃氣體通過燃氣管道12輸送至燃氣鍋爐15內進行燃燒，燃氣鍋爐燃燒時所產生的余熱將通過余熱輸送管道20通過燃料倉1的底部輸送至燃料倉1內，對燃料倉1內的生物質燃料進行預熱處理，從而使得其在進行熱解氣化時可燃氣體生成率更高；燃氣鍋爐15燃燒后所產生的煙霧將輸送至焦油裂解器16內進行焦油催化裂解處理，在進行焦油裂解催化處理時將同時產生可再次燃燒的裂解氣和不可燃燒的煙霧，從而使得兩種氣體可以在排氣風機17的作用下從煙筒18內排入到空氣內，從而避免焦油對周邊環境造成污染。
實施例2：
本實施例是在上述實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，能夠將燃氣鍋爐燃燒時所產生的含焦油的煙霧成分進行催化裂解處理，得到可燃的裂解氣和不可燃煙霧，并將可燃的裂解氣再次利用裂解氣管道輸送至燃氣鍋爐內進行再次燃燒，從而有效的利用焦油內的能量，使得整個生物質能源燃燒系統能夠將生物質燃料的能量得到最大化的利用，如圖1所示，特別采用下述設置結構：所述焦油裂解器16的裂解氣輸出口還通過裂解氣管道21與燃氣鍋爐15的燃氣進口相連接，進一步的為能夠有效的利用焦油能量，將焦油催化裂解時所產生的可再次燃燒的裂解氣利用裂解氣管道21輸送至燃氣鍋爐15內進行再次燃燒，從而達到有效的利用焦油能量的目的。
實施例3：
本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，能夠有效的對單位時間內裂解氣輸送量進行控制，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述裂解氣管道21近燃氣鍋爐15連接處還設置有裂解氣調節閥22。
實施例4：
本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，能夠采用機械化的燃料加載模式將燃料倉內的生物質燃料加載到氣化爐內進行熱解、氧化、還原重整處理，從而降低操作工的勞動強度，并更進一步的提高整個系統的運行效率，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述燃料輸送系統內設置有與燃料倉1的燃料輸出口相連接的燃料輸送機2及一端同燃料輸送機2的輸出口相連接，另一端與氣化爐4的燃料加載口相連接的燃料喂入器3；在設計使用時，燃料輸送系統內設置有燃料輸送機2和燃料喂入器3，燃料倉1內的生物質燃料將通過燃料輸送機2輸送至燃料喂入器3上，而后通過燃料喂入器3投放到氣化爐4內進行可燃氣體轉化處理。
實施例5：
本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，能夠借助于空氣部分(或者氧氣)、水蒸氣的作用，使生物質燃料的高聚物發生熱解、氧化、還原重整反應，將氣化爐內所產生的可燃氣體初品進行沉降處理，并將氣體中所含顆粒物進行滯留，余量氣體參數至氣化爐內并得到可燃氣體成品，以備輸送至燃氣鍋爐內進行燃燒，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述氣化爐4底部的交換口上還通過交換管道連接有沉降分離器8，在沉降分離器8上連接有加濕器9，在加濕器9上設置有直管式熱交換器11，在加濕器9的底部還通過管道連接有氣化透氣風機10。
在設計使用時，為使得氣化爐產氣的效率和質量更高，特別設置有沉降分離器8，在沉降分離器8上連接有加濕器9，在加濕器9的側壁上設置有直管式熱交換器11，在加濕器9的底部通過管道連接有氣化透氣風機10，沉降分離器8可實現顆粒物的沉降處理及可燃氣體和非可燃氣體的分離處理，加濕器可以為沉降分離器通過所需水分，氣化透氣風機10能夠將氣化處理時所產生的非可燃氣體排除。
實施例6：
本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，能夠有效的保證加濕器的正常運行，而不會出現安全責任事故，為科學安全的進行生物新能源利用開辟新的篇章，如圖1所示，特別采用下述設置方式：在所述加濕器9與沉降分離器8相連接的端口處還設置有調節閥19。
實施例7：
本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，能夠充分有效的將氣化爐所產生的可燃氣體進行燃燒，并將氣體燃燒的燃燒值利用最大化，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述燃氣鍋爐15的燃氣進口處還設置有可燃氣體燃燒器13，可燃氣體燃燒器13能夠更加充分的將可燃氣體進行燃燒。
實施例8：
本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，能夠在可燃氣體燃燒時提供充足的氧氣，以便可燃氣體充分燃燒，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述燃氣鍋爐15的燃氣進口處還通過管道連接有燃氣進氣風機14，燃氣進氣風機14能夠為燃氣鍋爐在進行可燃氣體燃燒時提供充足的空氣，以便可燃氣體能夠有充足的氧氣來進行混合燃燒。
實施例9：
本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，能夠將氣化爐在進行生物質燃料熱解、氧化、還原重整反應時所產生的灰分進行收集，以便進行資源化利用，如圖1所示，特別采用下述設置結構：在所述氣化爐4底部的除灰口處還設置有灰分清除器5，所述灰分清除器5通過灰分輸送機6連接有灰分儲箱7；氣化爐4在進行生物質燃料氣化處理時所產生的灰分將通過灰分清除器5清除，并利用灰分輸送機6運送到灰分儲箱7內儲存以備后期資源化利用。
實施例10：
本實施例是在上述任一實施例的基礎上進一步優化，進一步的為更好地實現本發明，有效的利用設計空間，能夠方便灰分非收集，同時在減少用地面積的同時不影響整個系統的運行，如圖1所示，特別采用下述設置結構：所述灰分儲箱7設置在燃料倉1的下方。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護范圍之內。