(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 209052634 U(45)授权公告日 2019.07.02
(21)申请号 201821732361.5(22)申请日 2018.10.24
(73)专利权人 中燃能源发展（深圳）有限公司
地址 518000 广东省深圳市福田区滨河大
道5022联合广场B座1505室(72)发明人 戴安
(74)专利代理机构 北京远大卓悦知识产权代理
事务所(普通合伙) 11369
代理人 王莹(51)Int.Cl.
C10J 3/20(2006.01)C10J 3/82(2006.01)C10J 3/72(2006.01)F25B 27/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
CN 209052634 U(54)实用新型名称
生物质气化耦合天然气分布式能源系统(57)摘要
本实用新型公开了生物质气化耦合天然气
包括：生物质气化系统，其包括分布式能源系统，
依次连接的预处理装置、气化炉、净化装置，预处理装置具有生物质进料口，净化装置连接可燃气储罐，所述气化炉还连接有空压机；天然气系统，其包括天然气储罐，所述天然气储罐与可燃气储罐并联至混合气储罐，所述混合气储罐连接内燃机，内燃机连接烟气热水型溴化锂机组用于给用户供冷供热，所述内燃机还用于给空压机和用户直接供电。本实用新型以生物质气化系统耦合天然气分布式能源，在天然气“气荒”的时候，能够利用生物质可燃气替代天然气，以生物质可燃气和天然气的混合气作为气源，输入内燃机发电，为居民及气化系统的高耗电的压缩机供电。
CN 209052634 U
权 利 要 求 书
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1.生物质气化耦合天然气分布式能源系统，其特征在于，包括：生物质气化系统，其包括依次连接的预处理装置、气化炉、净化装置，预处理装置具有生物质进料口，净化装置连接可燃气储罐，所述气化炉还连接有空压机；
天然气系统，其包括天然气储罐，所述天然气储罐与可燃气储罐并联至混合气储罐，所述混合气储罐连接内燃机，内燃机连接烟气热水型溴化锂机组用于给用户供冷供热，所述内燃机还连接至空压机和用户用于给空压机和用户直接供电；
所述混合气储罐包括第一进口、第二进口和出口，所述第一进口和第二进口分别连接天然气储罐出口和可燃气储罐出口，所述第一进口和第二进口位于所述混合气储罐的同一端且第一进口和第二进口的方向设置为垂直，所述出口位于所述混合气储罐相对的另一端，所述混合气储罐内部包括依次贯通连接的进口段、渐缩段、均匀段和突扩段，所述进口段连接渐缩段的大开口且两者截面相同，所述均匀段连接渐缩段的小开口且两者截面相同，所述突扩段连接均匀段且突扩段截面与进口段截面相同。
2.如权利要求1所述的生物质气化耦合天然气分布式能源系统，其特征在于，所述渐缩段和均匀段外密封套设有套筒，所述套筒与渐缩段和均匀段外壁具有间隙以形成中空腔体，其内设置有加热丝。
3.如权利要求1所述的生物质气化耦合天然气分布式能源系统，其特征在于，所述突扩段为方形结构，且所述突扩段靠近均匀段设置有挡板，所述挡板在突扩段上下底面均依次间隔设置多块，且挡板相对的两侧面均固定于突扩段的内侧壁，挡板的高度大于突扩段高度的二分之一，突扩段上下底面的多块挡板交错设置。
4.如权利要求3所述的生物质气化耦合天然气分布式能源系统，其特征在于，所述突扩段上底面挡板上具有多个朝向其紧邻的下底面挡板的孔道，所述突扩段下底面挡板上具有多个朝向其紧邻的上底面挡板的孔道。
5.如权利要求3所述的生物质气化耦合天然气分布式能源系统，其特征在于，所述突扩段在出口和挡板之间还设置有多个辅助机构，所述辅助机构在突扩段的上下底面均设置有多个，所述辅助机构包括：
球体，其通过拉绳连接于所述突扩段的上下底面，所述突扩段下底面连接的球体设置为始终处于漂浮状态；
顶块，其也通过拉绳连接于所述突扩段的上下底面，所述顶块位于球体靠近出口一侧，且突扩段下底面连接的顶块也设置为始终处于漂浮状态；
固定柱，其固定于所述突扩段的上下底面，所述固定柱位于顶块靠近出口一侧，且所述固定柱底端与顶块通过水平的弹簧连接；
其中，球体、顶块和固定柱位于同一水平面内，所述辅助机构沿突扩段的宽度方向均匀间隔设置，突扩段上下底面设置的辅助结机构相对对称设置且相互不干涉。
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说 明 书
生物质气化耦合天然气分布式能源系统
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技术领域
[0001]本实用新型天然气分布式能源技术领域。更具体地说，本实用新型涉及生物质气化耦合天然气分布式能源系统。
背景技术
[0002]分布式能源是一种建在用户端的能源供应方式，可运行，也可并网运行，是以资源、环境效益最大化确定方式和容量的系统，将用户多种能源需求，以及资源配置状况进行系统整合优化，采用需求应对式设计和模块化配置的新型能源系统，是相对于集中供能的分散式供能方式。天然气分布式能源系统作为一种就近建筑物的冷、热、电供能方式，通常会配备电制冷机、燃气锅炉或者直燃机等调峰设备来保证整个供能系统的运行经济性，但几乎没有与可再生能源利用技术相结合的案列。随着环境的日益恶化，可再生能源的优越性也越来越明显，如生物质，生物质是一种清洁能源，是可再生能源，其开发前景十分广阔，而传统的生物质利用方式是露天焚烧或直接燃烧发电，露天焚烧会引起环境污染，直接燃烧发电，发电效率一般为20％～28％，不能充分利用生物质原料中的固态能量，且固态的生物质输送不便。因此，如果将固态的生物质转化为生物质可燃气，生物质原料蕴含的固态能量转变成生物质可燃气中的气态能量，既便于输送，又能够利用内燃机的高发电效率，提高能源的利用率。
实用新型内容
[0003]本实用新型的一个目的是提供生物质气化耦合天然气分布式能源系统，以生物质气化系统耦合天然气分布式能源，既能够利用秸秆、树枝、树墩、酒糟等废弃的生物质原料，变废为宝，降低生物质露天焚烧造成的环境污染问题，利用气化系统将生物质中的能量由固态形式转变成气态形式，在天然气“气荒”的时候，能够利用生物质可燃气替代天然气，以生物质可燃气和天然气的混合气作为气源，输入内燃机发电，为居民及气化系统的高耗电的压缩机供电，内燃机排出的烟气和高温缸套水，输入烟气热水型溴化锂机组，为居民提供冷热源，实现能源的梯级利用。
[0004]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了生物质气化耦合天然气分布式能源系统，包括：生物质气化系统，其包括依次连接的预处理装置、气化炉、净化装置，预处理装置具有生物质进料口，净化装置连接可燃气储罐，所述气化炉还连接有空压机；天然气系统，其包括天然气储罐，所述天然气储罐与可燃气储罐并联至混合气储罐，所述混合气储罐连接内燃机，内燃机连接烟气热水型溴化锂机组用于给用户供冷供热，所述内燃机还连接至空压机和用户用于给空压机和用户直接供电；所述混合气储罐包括第一进口、第二进口和出口，所述第一进口和第二进口分别连接天然气储罐出口和可燃气储罐出口，所述第一进口和第二进口位于所述混合气储罐的同一端且第一进口和第二进口的方向设置为垂直，所述出口位于所述混合气储罐相对的另一端，所述混合气储罐内部包括依次贯通连接的进口段、渐缩段、均匀段和突扩段，所述进口段连接渐缩段的大开口且两者截面
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说 明 书
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相同，所述均匀段连接渐缩段的小开口且两者截面相同，所述突扩段连接均匀段且突扩段截面与进口段截面相同。[0005]优选的是，所述渐缩段和均匀段外密封套设有套筒，所述套筒与渐缩段和均匀段外壁具有间隙以形成中空腔体，其内设置有加热丝。[0006]优选的是，所述突扩段为方形结构，且所述突扩段靠近均匀段设置有挡板，所述挡板在突扩段上下底面均依次间隔设置多块，且挡板相对的两侧面均固定于突扩段的内侧壁，挡板的高度大于突扩段高度的二分之一，突扩段上下底面的多块挡板交错设置。[0007]优选的是，所述突扩段上底面挡板上具有多个朝向其紧邻的下底面挡板的孔道，所述突扩段下底面挡板上具有多个朝向其紧邻的上底面挡板的孔道。[0008]优选的是，所述突扩段在出口和挡板之间还设置有多个辅助机构，所述辅助机构在突扩段的上下底面均设置有多个，所述辅助机构包括：球体，其通过拉绳连接于所述突扩段的上下底面，所述突扩段下底面连接的球体设置为始终处于漂浮状态；顶块，其也通过拉绳连接于所述突扩段的上下底面，所述顶块位于球体靠近出口一侧，且突扩段下底面连接的顶块也设置为始终处于漂浮状态；固定柱，其固定于所述突扩段的上下底面，所述固定柱位于顶块靠近出口一侧，且所述固定柱底端与顶块通过水平的弹簧连接；其中，球体、顶块和固定柱位于同一水平面内，所述辅助机构沿突扩段的宽度方向均匀间隔设置，突扩段上下底面设置的辅助结机构相对对称设置且相互不干涉。[0009]本实用新型至少包括以下有益效果：[0010]1、本实用新型能够将生物质气化系统与天然气分布式能源系统有机的组合在一起，在天然气气量充足时，生物质气化系统产生的可燃气及传统的天然气可以分别作为燃气内燃机的气源，在出现天然气“气荒”时，可以单独以生物质气化产生的可燃气作为燃气内燃机的气源，或者以生物质可燃气替代部分天然气，以生物质可燃气和天然气的混合气作为燃气内燃机的气源，保持冷热电三联供系统的稳定性。[0011]2、生物质气化系统利用秸秆、树枝、树墩、酒糟等废弃的生物质原料，变废为宝，降低生物质露天焚烧造成的环境污染问题，利用气化系统将生物质中的能量由固态形式转变成气态形式，相对于固态的生物质原料，气态的生物质燃气更加便于输送。[0012]3、生物质气化系统配置的空压机运行所需的电能由燃气内燃机提供，生物质气化系统和天然气分布式能源系统相辅相成，提高供能系统的稳定性以及能源利用率。[0013]4、本实用新型的混合气储罐使得气体可充分均匀混合，从而后续燃烧更为充分，提高燃料的利用率。
[0014]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0015]图1为本实用新型分布式能源系统的结构示意图；[0016]图2为本实用新型混合气储罐的结构示意图。[0017]附图标记说明：[0018]1、预处理装置，2、气化炉，3、净化装置，4、可燃气储罐，5、天然气储罐，6、混合气储罐，7、内燃机，8、烟气热水型溴化锂机组，9、空压机，61、第一进口，62、第二进口，63、出口，
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、进口段，65、渐缩段，651、套筒，66、均匀段，67、突扩段，671、挡板，672、孔道，673、球体，674、拉绳，675、顶块，676、弹簧，677、固定柱。具体实施方式
[0019]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。[0020]需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的。
[0021]如图1至2所示，本实用新型提供一种生物质气化耦合天然气分布式能源系统，包括：生物质气化系统，其包括依次连接的预处理装置1、气化炉2、净化装置3，预处理装置1具有生物质进料口，净化装置3连接可燃气储罐4，所述气化炉2还连接有空压机9；天然气系统，其包括天然气储罐5，所述天然气储罐5与可燃气储罐4并联至混合气储罐6，所述混合气储罐6连接内燃机7，内燃机7连接烟气热水型溴化锂机组8用于给用户供冷供热，所述内燃机7还连接至空压机9和用户用于给空压机9和用户直接供电；[0022]其中，所述混合气储罐6包括第一进口61、第二进口62和出口63，所述第一进口61和第二进口62分别连接天然气储罐5出口和可燃气储罐4出口，所述第一进口61和第二进口62位于所述混合气储罐6的同一端且第一进口61和第二进口62的方向设置为垂直，所述出口63位于所述混合气储罐6相对的另一端，所述混合气储罐6内部包括依次贯通连接的进口段、渐缩段65、均匀段66和突扩段67，所述进口段连接渐缩段65的大开口且两者截面相同，所述均匀段66连接渐缩段65的小开口且两者截面相同，所述突扩段67连接均匀段66且突扩段67截面与进口段截面相同。[0023]在上述技术方案中，以生物质为原料的气化系统与天然气系统并联后依次经过混合气储气罐6、燃气内燃机7、烟气热水型溴化锂机组8，燃气内燃机7排出的烟气供给烟气热水型溴化锂机组8，溴化锂机组8再给用户供冷、供热。而燃气内燃机7发的电一部分供给空压机9、一部分供给用户，因此连接气化炉2的空压机9不需要用外接电源，直接用内燃机7发的电。燃气内燃机7的燃料根据实际情况可以是可燃气或天然气或两者的混合气，在气荒的时候可以只用生物质得到的可燃气，保证整个系统运行的稳定性。另外，在使用混合气时，为保证两种气混合均匀，首先是天然气和可燃气通过相互垂直的第一进口61和第二进口62进入到混合气储罐6的进口段内，混合更好；另外初步混合后的气体经过渐缩段65、均匀段66和突扩段67，使得两种气体在向前流动时相互挤压和扩散混合，气流流动时较为紊乱，从而更有利于混合均匀。
[0024]在另一种技术方案中，所述渐缩段65和均匀段66外密封套设有套筒651，所述套筒651与渐缩段65和均匀段66外壁具有间隙以形成中空腔体，其内设置有加热丝。套筒651内加热丝的设置，使得渐缩段65和均匀段66内的气体温度相对常温较高，可加速气体的混合。[0025]在另一种技术方案中，所述突扩段67为方形结构，且所述突扩段67靠近均匀段66设置有挡板671，所述挡板671在突扩段67上下底面均依次间隔设置多块，且挡板671相对的
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两侧面均固定于突扩段67的内侧壁，挡板671的高度大于突扩段67高度的二分之一，突扩段67上下底面的多块挡板671交错设置。[0026]在另一种技术方案中，所述突扩段67上底面挡板671上具有多个朝向其紧邻的下底面挡板671的孔道672，所述突扩段67下底面挡板671上具有多个朝向其紧邻的上底面挡板671的孔道672。
[0027]在上述技术方案中，气体在经过突扩段67时，由于受到挡板671的阻挡作用，其不会顺畅的向前流动，增加了其流动的路径和相互接触的时间，从而利用混合；另外挡板671上孔道672倾斜设置，一方面增加了气体的流动阻力，另一方面也可保证气体在突扩段67内无死角的流动，也更利用气体混合均匀。[0028]在另一种技术方案中，所述突扩段67在出口63和挡板671之间还设置有多个辅助机构，所述辅助机构在突扩段67的上下底面均设置有多个，所述辅助机构包括：球体673，其通过拉绳674连接于所述突扩段67的上下底面，所述突扩段67下底面连接的球体673设置为始终处于漂浮状态；顶块675，其也通过拉绳674连接于所述突扩段67的上下底面，所述顶块675位于球体673靠近出口63一侧，且突扩段67下底面连接的顶块675也设置为始终处于漂浮状态；固定柱677，其固定于所述突扩段67的上下底面，所述固定柱677位于顶块675靠近出口63一侧，且所述固定柱677底端与顶块675通过水平的弹簧676连接；其中，球体673、顶块675和固定柱677位于同一水平面内，所述辅助机构沿突扩段67的宽度方向均匀间隔设置，突扩段67上下底面设置的辅助结机构相对对称设置且相互不干涉。[0029]在上述技术方案中，辅助机构的设置也是为了进一步加强气体的混合，突扩段67上底面的球体673和顶块675在拉绳674的作用下由于重力自然下垂，而突扩段67下底面的球体673和顶块675则设置为密度较混合气体密度小，保证突扩段67下底面的球体673和顶块675始终处于漂浮状态。在气体向前流动的过程中，由于气流的作用，球体673会有向右摆动的趋势，从而球体673会接触顶块675，使得顶块675压缩弹簧676，压缩到一定程度时，弹簧676会反弹，从而球体673和顶块675会左右摆动，增加气体流动的阻力，使得气体进一步混合均匀；由于气流经过挡板671后，其流动是不均匀的，因此球体673向右的作用力和弹簧676的弹力，两者不会保持在平衡状态，因此球体673会保持左右振动的状态。[0030]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
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说 明 书 附 图
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