1.本实用新型涉及环保技术领域，具体涉及一种生物质气炭联产热能回收设备及方法。


背景技术：

2.随着社会的高速发展，能源需求也越来越多，但传统化石能源（煤、石油、天然气）储量日益减少，且具有较大的污染，不能满足社会发展的需要，因而迫切需要寻找新的替代能源。生物质具有分布广、可持续供应、转化方便等特点，十分适合我国的国情，具有较好的应用前景。
3.而当前使用的生物质燃料与传统煤炭燃料相比，存在着排放方式粗放，热源损失大的缺点，而部分装置使用的热回收装置往往存在着热回收效率低，热资源浪费严重，不适合推广应用。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种生物质气炭联产热能回收设备，它具有热能回收效率高，安全环保等特点，它通过对高温烟气进行净化处理和高效率的热交换处理，使烟气中的热量一部分以热水的形式存储起来，一部分可返回热解炉进行二次利用，同时该回收方法具有安全可靠，操作方便等特点。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案是：一方面，本实用新型提供一种生物质气炭联产热能回收设备，它包含第一管道组件2、第二管道组件3、第三管道组件4、第四管道组件5、热回收管道6、喷淋塔7、汽水分离器8、过滤器9、换热器组件10、水箱11、加压泵12、回风阀门13、排气阀门14、水箱阀门15和转接口16，所述的第一管道组件2包含第一烟气管道2
‑
1和第一冷水套管2
‑
2，所述的第一冷水套管2
‑
2外层覆盖有第一保温层2
‑2‑
1，所述的第二管道组件3、第三管道组件4和第四管道组件5结构与第一管道组件2相同，所述的喷淋塔7通过第一管道组件2连接热解炉1，所述的汽水分离器8通过第二管道组件3连接喷淋塔7，所述的过滤器9通过第三管道组件4连接汽水分离器8，所述的过滤器9和换热器组件10之间设有转接口16，所述的过滤器9与转接口16之间通过第四管道组件5连接，所述的转接口16与水箱11之间通过第四冷水套管5
‑
2连接，所述的第四冷水套管5
‑
2上设有加压泵12，所述的转接口16与换热器组件10通过四烟气管道5
‑
1连接，所述的换热器组件10包含换热器进口10
‑
1、换热器上层10
‑
2、换热器中间层10
‑
3、换热器下层10
‑
4、换热器出口10
‑
5和换热管出水阀门10
‑
6，所述的换热器中间层10
‑
3内设有换热管10
‑3‑
1，所述的换热管10
‑3‑
1通过换热管出水阀门10
‑
6与水箱11连接，所述的换热器出口10
‑
5出设有热回收管道6，所述的热回收管道6一部分通过回风阀门13将烟气回送至热解炉1，所述的热回收管道6的另一部分通过排气阀门14直接将烟气排除室外，所述的水箱11底部设有水箱阀门15；
6.所述的换热器组件10的换热器进口10
‑
1的横截面为梯形，所述的换热器进口10
‑
1内设有导流板10
‑1‑
1，所述的导流板10
‑1‑
1以5
‑
15cm的间隔均匀设置在热器进口10
‑
1内，
所述的导流板10
‑1‑
1与换热器进口10
‑
1顶面的夹角为30
‑
45
°
，所述的换热器上层10
‑
2的顶面和换热器下层10
‑
4的底面为弧形状，所述的换热器上层10
‑
2和换热器下层10
‑
4的中间设有换热器中间层10
‑
3，所述的换热器中间层10
‑
3内设有换热管10
‑3‑
1，所述的换热管10
‑3‑
1蛇形布置在换热器中间层10
‑
3内。
7.进一步的，所述的喷淋塔7底部设有喷淋塔卸料阀7
‑
1。
8.进一步的，所述的汽水分离器8底部设有汽水分离器卸料阀8
‑
1。
9.进一步的，所述的换热器出口10
‑
5处设有温度传感器。
10.根据本实用新型另一方面，还提供一种生物质气炭联产热能回收方法，它包含以下步骤：
11.1）通过烟气管道采集热解炉1输出的高温烟气，在烟气管道上包裹带保温层的冷水套管，防止烟气管道热量散失，将烟气管道中一部分热量转移至冷水套管中的水存储起来，冷水套管中的水通过加压泵12将热水送至水箱11存储；
12.2）烟气首先通过喷淋塔7除去烟气中含有的粉尘和焦油，然后通过汽水分离器8将烟气中含有的小液滴分离出来后进入过滤器9进行净化处理；
13.3）净化后的烟气通过换热器组件10换热处理后，将烟气中大部分热量通过换热管10
‑3‑
1转移至换热管10
‑3‑
1内的水中，并输送至水箱11存储；
14.4）经过换热处理后的烟气通过换热器出口10
‑
5排出，所述的烟气可通过余热回收管道送回至热解炉1进行二次利用，也可直接排除室外；
15.进一步的，所述的步骤3）中，所述的烟气通过换热器组件10的流动方式为从上端流入，从下端流出。
16.本实用新型的工作原理：本实用新型将生物质原料在热解炉1燃烧后产生的高温烟气通过带冷水套管的烟气管道，其冷水套管用于将高温烟气在输送过程中将管道热损失储存起来，高温烟气首先通过喷淋塔7，除去高温烟气中含有的粉尘和焦油，其粉尘和焦油混合物通过淋塔卸料阀7
‑
1排出，然后高温烟气通过汽水分离器8，进一步除去高温烟气中含有的液滴，其液滴通过汽水分离器卸料阀8
‑
1排出，之后通过过滤器9净化高温烟气，通过过滤器9出来的高温烟气在经过转接口16时，其烟气管道外层的冷水管道分接至水箱11，管道内层的烟气管道经过净化后，从换热器组件10上端的换热器进口10
‑
1进入，换热器进口10
‑
1处设有导流板10
‑1‑
1，使烟气进入时不会在进口处出现回流和涡旋，之后烟气通过换热器上层10
‑
2进入到换热器中间层10
‑
3，最后通过换热器下层10
‑
4，由于换热器上层10
‑
2的顶面和换热器下层10
‑
4地面采用弧形结构，使烟气在通过换热器中间层10
‑
3进行换热时，实现烟气在换热器中间层10
‑
3均匀分布，换热效率高，经过换热后，烟气中的热量转移至换热管10
‑3‑
1内的水中，换热后换热管10
‑3‑
1内的水再送至水箱11，将热量存储起来，同时在换热器出口10
‑
5处设有温度传感器，以实时采集热交换后烟气的温度，如果烟气还具有一定的余热，此时可通过关闭排气阀门14，打开回风阀门13，将烟气送至热解炉1进行二次利用，避免了热量的损失，如果烟气经过热交换后温度较低不具有利用价值，此时可通过打开排气阀门14，关闭回风阀门13，将烟气直接排出室外。
17.采用上述技术方案后，本实用新型有益效果为：本实用新型能够充分将高温烟气余热回收利用，回收利用效率高，节省能源的同时，能够保护环境。热交换装置采用高进低出的方式，并在烟气入口处设置导流板，实烟气进入时气流平稳，同时热交换装置在纵向断
面上采用渐变式结构，实烟气在进行热交换时分布均匀，提高了热交换效率，同时本实用新型采用的方法具有安全可靠，操作性好等特点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本实用新型的结构示意图。
20.图2是图1中a处第一管道组件2的断面图。
21.图3是图1中b处转接口16的结构示意图。
22.图4是换热器组件10的结构示意图。
23.图5是换热器进口10
‑
1的结构示意图。
24.图6是图4中c
‑
c处的断面示意图。
25.附图标记说明：热解炉1、第一管道组件2、第一烟气管道2
‑
1、第一冷水套管2
‑
2、第一保温层2
‑2‑
1、第二管道组件3、第三管道组件4、第四管道组件5、第四烟气管道5
‑
1、第四冷水套管5
‑
2、热回收管道6、喷淋塔7、喷淋塔卸料阀7
‑
1、汽水分离器8、汽水分离器卸料阀8
‑
1、过滤器9、换热器组件10、换热器进口10
‑
1、导流板10
‑1‑
1、换热器上层10
‑
2、换热器中间层10
‑
3、换热管10
‑3‑
1、换热器下层10
‑
4、换热器出口10
‑
5、换热管出水阀门10
‑
6、水箱11、加压泵12、回风阀门13、排气阀门14、水箱阀门15、转接口16。
具体实施方式
26.参看图1
‑
图6所示，本具体实施方式采用的技术方案是：一方面，本实用新型提供一种生物质气炭联产热能回收设备，它包含第一管道组件2、第二管道组件3、第三管道组件4、第四管道组件5、热回收管道6、喷淋塔7、汽水分离器8、过滤器9、换热器组件10、水箱11、加压泵12、回风阀门13、排气阀门14、水箱阀门15和转接口16，所述的第一管道组件2包含第一烟气管道2
‑
1和第一冷水套管2
‑
2，所述的第一冷水套管2
‑
2外层覆盖有第一保温层2
‑2‑
1，所述的第二管道组件3、第三管道组件4和第四管道组件5结构与第一管道组件2相同，所述的喷淋塔7通过第一管道组件2连接热解炉1，所述的汽水分离器8通过第二管道组件3连接喷淋塔7，所述的过滤器9通过第三管道组件4连接汽水分离器8，所述的过滤器9和换热器组件10之间设有转接口16，所述的过滤器9与转接口16之间通过第四管道组件5连接，所述的转接口16与水箱11之间通过第四冷水套管5
‑
2连接，所述的第四冷水套管5
‑
2上设有加压泵12，所述的转接口16与换热器组件10通过四烟气管道5
‑
1连接，所述的换热器组件10包含换热器进口10
‑
1、换热器上层10
‑
2、换热器中间层10
‑
3、换热器下层10
‑
4、换热器出口10
‑
5和换热管出水阀门10
‑
6，所述的换热器中间层10
‑
3内设有换热管10
‑3‑
1，所述的换热管10
‑3‑
1通过换热管出水阀门10
‑
6与水箱11连接，所述的换热器出口10
‑
5出设有热回收管道6，所述的热回收管道6一部分通过回风阀门13将烟气回送至热解炉1，所述的热回收管道6的另一部分通过排气阀门14直接将烟气排除室外，所述的水箱11底部设有水箱阀门15，所述的水箱阀门15用于向用户输送热水。
27.所述的换热器组件10的换热器进口10
‑
1的横截面为梯形，所述的换热器进口10
‑
1内设有导流板10
‑1‑
1，所述的导流板10
‑1‑
1以5
‑
15cm的间隔均匀设置在热器进口10
‑
1内，所述的导流板10
‑1‑
1与换热器进口10
‑
1顶面的夹角为30
‑
45
°
，所述的换热器上层10
‑
2的顶面和换热器下层10
‑
4的底面为弧形状，所述的换热器上层10
‑
2和换热器下层10
‑
4的中间设有换热器中间层10
‑
3，所述的换热器中间层10
‑
3内设有换热管10
‑3‑
1，所述的换热管10
‑3‑
1蛇形布置在换热器中间层10
‑
3内。
28.所述的喷淋塔7底部设有喷淋塔卸料阀7
‑
1，所述的喷淋塔卸料阀7
‑
1用于排出凝结的粉尘和焦油。
29.所述的汽水分离器8底部设有汽水分离器卸料阀8
‑
1，所述的汽水分离器卸料阀8
‑
1用于排除液滴。
30.所述的换热器出口10
‑
5处设有温度传感器，所述的温度传感器采用热电偶。
31.根据本实用新型另一方面，还提供一种生物质气炭联产热能回收方法，它包含以下步骤：
32.1）通过烟气管道采集热解炉1输出的高温烟气，在烟气管道上包裹带保温层的冷水套管，防止烟气管道热量散失，将烟气管道中一部分热量转移至冷水套管中的水存储起来，冷水套管中的水通过加压泵12将热水送至水箱11存储，烟气管道采用罗茨风机作为烟气输送装置。
33.2）烟气首先通过喷淋塔7除去烟气中含有的粉尘和焦油，然后通过汽水分离器8将烟气中含有的小液滴分离出来后进入过滤器9进行净化处理；
34.3）净化后的烟气通过换热器组件10换热处理后，将烟气中大部分热量通过换热管10
‑3‑
1转移至换热管10
‑3‑
1内的水中，并输送至水箱11存储；
35.4）经过换热处理后的烟气通过换热器出口10
‑
5排出，所述的烟气可通过余热回收管道送回至热解炉1进行二次利用，也可直接排除室外；
36.所述的步骤3）中，所述的烟气通过换热器组件10的流动方式为从上端流入，从下端流出。
37.本实用新型将生物质原料在热解炉1燃烧后产生的高温烟气通过带冷水套管的烟气管道，其冷水套管用于将高温烟气在输送过程中将管道热损失储存起来，高温烟气首先通过喷淋塔7，除去高温烟气中含有的粉尘和焦油，其粉尘和焦油混合物通过淋塔卸料阀7
‑
1排出，然后高温烟气通过汽水分离器8，进一步除去高温烟气中含有的液滴，其液滴通过汽水分离器卸料阀8
‑
1排出，之后通过过滤器9净化高温烟气，通过过滤器9出来的高温烟气在经过转接口16时，其烟气管道外层的冷水管道分接至水箱11，管道内层的烟气管道经过净化后，从换热器组件10上端的换热器进口10
‑
1进入，换热器进口10
‑
1处设有导流板10
‑1‑
1，其导流板与顶面夹角程45
°
布置，之后烟气通过换热器上层10
‑
2进入到换热器中间层10
‑
3，最后通过换热器下层10
‑
4，由于换热器上层10
‑
2的顶面和换热器下层10
‑
4地面采用弧形结构，使烟气在通过换热器中间层10
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3进行换热时，实现烟气在换热器中间层10
‑
3均匀分布，换热效率高，经过换热后，烟气中的热量转移至换热管10
‑3‑
1内的水中，换热后换热管10
‑3‑
1内的水再送至水箱11，将热量存储起来，同时在换热器出口10
‑
5处设有温度传感器，以实时采集热交换后烟气的温度，如果烟气还具有一定的余热，此时可通过关闭排气阀门14，打开回风阀门13，将烟气送至热解炉1进行二次利用，避免了热量的损失，如果烟气经过热
交换后温度较低不具有利用价值，此时可通过打开排气阀门14，关闭回风阀门13，将烟气直接排出室外。
38.以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。