再生能源综合气化炉及其生产可燃气体的方法
技术领域
本发明涉及的是一种将经太阳光合反应所生长的各种生物质与城市生活垃圾和污水处理厂产生的有机质污泥、禽畜粪便等再生能源经处理后制成混合燃料加入炉内生产可燃气体的一种再生能源综合气化炉及其生产可燃气体的方法。属反火型燃气发生炉技术领域。
背景技术
现有各种生物质秸秆、稻壳等气化炉如:上吸式气化炉、下吸式气化炉、横吸式气化炉、单流化床气化炉、双流化床气化炉、循环床气化炉都为开发利用生物质秸秆、稻壳、树枝、果壳等农林废弃物再生能源。由于以上各种生物质气化炉只限于将各种农林废弃物经炉内气化生产生物质可燃气体。尚未发现将各种生物质与城市生活垃圾和污水处理厂产生的有机质污泥、禽畜粪便等制成混合燃料加入再生能源综合气化炉,生产可燃气体。
发明内容
本发明的目的提出一种再生能源综合气化炉及其生产可燃气体的方法。将各种生物质与城市生活垃圾和污水处理厂产生的有机质污泥、禽畜粪便等再生能源,经切碎、烘干、粉碎后制成混合燃料加入再生能源综合气化炉内,经设置在炉外负压罗茨风机的作用下,使加入炉内的混合燃料在炉内自上而下的进行气化反应,混合燃料在炉内上部干馏层被干馏时释放出挥发份中的各种有害有毒物质在被吸入到干馏层下部的氧化层中,经氧化层1000℃左右高温裂解和被氧化成高温二氧化碳CO2再继续被吸入到氧化层下部还原层中被还原生成一氧化碳CO、氢H2、甲烷CH4、碳氢化合物CmHn等可燃气体。
本发明的技术解决方案:再生能源综合气化炉,其结构是炉体上部设有炉顶和敞开式加料口,炉体内设有气化炉腔,在气化炉腔的周边设有耐火内衬,在耐火内衬的外部设有炉体水套,在炉体水套的上部设有联接法兰,联接法兰与炉顶相联接,在炉体水套的下部设有锥形水套,在锥形水套的中部设有人孔,在锥形水套的底部设有集灰腔,在集灰腔的底部设有排灰板和排灰管口,在集灰腔的上部设有托灰圈,在集灰腔的中心设有转动轴,在转动轴的上部设有伞形卸灰盘,在伞形卸灰盘的下部设有刮灰刀,在转动轴的中部和下部各设有转动轴承及转动齿轮底座,在转动齿轮底座的周边设有转动齿轮,在转动齿轮的下部设有转动齿轮底座滚轮,在转动齿轮底座滚轮的下部设有滚轮轨道,在滚轮轨道的下部设有炉下部支撑架,在炉下部支撑架与炉体支撑相联接,在气化炉腔的中下部设有耐火内衬托圈,耐火内衬托圈与炉体水套相联接,在炉体水套的下部设有炉体支撑。
再生能源综合气化炉生产可燃气体的方法,其特征是该方法包括如下工艺步骤:
一、以生物质秸秆与城市生活垃圾和污水处理厂产生的有机质污泥及禽畜粪便为再生能源,其中生物质秸秆与城市生活垃圾的重量比50%∶50%,生物质秸秆和污水处理厂产生的有机质污泥的重量比70%∶30%,生物质秸秆与禽畜粪便的重量比为50%∶50%,经粉碎,烘干(含水率15%),制成直径12-20mm圆柱状颗粒的混合燃料;将该混合燃料从敞开式加料口1加入炉内气化炉腔中;
二、启动设置在炉外的负压罗茨风机,经在炉内抽气圈外部设置的抽气管口抽吸调试炉内设定的抽气量,再点燃炉内气化炉腔中的混合燃料,待气化炉腔中混合燃料全部着火;
三、气化炉腔中混合燃料全部着火后,再向气化炉腔中添加用于炉内气化的混合燃料,5分钟后炉内即进入正常气化运行;
四、进入正常气化运行后,再向气化炉腔中添加用于炉内气化的混合燃料,所生产的再生能源可燃气体经后续净化设备系统处理后即是输送至燃气储气柜中待用的清洁能源。
本发明的优点:再生能源综合气化炉在运行时不但可将混合燃料中的城市生活垃圾和污水处理厂产生的有机质污泥中的有害有毒可燃物质(特别是剧毒物二恶英Dioxin)得到高温裂解,对保护生态环境,发展社会经济将会产生无限的商机和巨大的经济利益。而且能将生物质混合燃料中的可燃有害有毒物质得到高温裂解和经高温氧化后生成高温二氧化碳CO2被吸入氧化层下部还原层中来提高二氧化碳CO2在被还原时所需大量的热能。再生能源综合气化炉生产的气体能源可供电厂发电和用做锅炉气体燃料替代即将紧缺的化石燃料石油和煤碳在直接燃烧时所产生严重的大气污染。
附图说明
附图1是一种再生能源综合气化炉的结构示意图。
图中的1是敞开式加料口、2是炉顶、3是联接法兰、4是气化炉腔、5是炉体水套、6是耐火内衬、7是伞形卸灰盘、8是人孔、9是刮灰刀、10是集灰腔、11是排灰板、12是转动轴中部轴承、13是转动轴、14是转动齿轮、15是炉下部支撑架、16是炉内抽气圈、17是耐火内衬托圈、18是炉内抽气管口、19是锥形水套、20是托灰圈、21是排灰管口、22是转动齿轮底座、23是转动齿轮底座滚轮、24是滚轮轨道、25是转动轴下部轴承、26是炉体支撑。
具体实施方式
对照附图,其结构是炉体上部设有炉顶2和敞开式加料口1,炉体内设有气化炉腔4,在气化炉腔4的周边设有耐火内衬6,在耐火内衬6的外部设有炉体水套5,在炉体水套5的上部设有联接法兰3,联接法兰3与炉顶2相联接,在炉体水套5的下部设有锥形水套19,在锥形水套19的中部设有人孔8,在锥形水套19的底部设有集灰腔10,在集灰腔10的底部设有排灰板11和排灰管口21,在集灰腔10的上部设有托灰圈20,在集灰腔10的中心设有转动轴13,在转动轴13的上部设有伞形卸灰盘7,在伞形卸灰盘7的下部设有刮灰刀9,在转动轴13的中部设有转动轴承12和在转动轴13的下部设有转动轴承25及转动齿轮底座22,在转动齿轮底座22的周边设有转动齿轮14,在转动齿轮14的下部设有转动齿轮底座滚轮23,在转动齿轮底座滚轮23的下部设有滚轮轨道24,在滚轮轨道24的下部设有炉下部支撑架15,在炉下部支撑架15与炉体支撑26相联接,在气化炉腔4的中下部设有耐火内衬托圈17,耐火内衬托圈17与炉体水套5相联接,在炉体水套5的下部设有炉体支撑26。
工作过程
以各种生物质秸秆如稻壳、棉秆、稻草、树枝、果壳等农林废弃物与城市生活垃圾和污水处理厂产生的有机质污泥及禽畜粪便等再生能源,经粉碎、烘干后制成混合燃料从敞开式加料口1加入炉内气化炉腔4中,首先启动设置在炉外的负压罗茨风机经在炉内抽气圈16外部设置的抽气管口18抽吸调试炉内设定的抽气量后,再点燃炉内气化炉腔4中的混合燃料,待气化炉腔4中混合燃料全部着火后,再向气化炉腔4中添加用于炉内气化的混合燃料,5分钟后炉内即进入正常气化反应过程,所生产的再生能源可燃气体经后续净化设备系统处理后即可输送至燃气储气柜中待用。再生能源可燃气体将是替代化石燃料生产甲醇和二甲醚等液态燃料或用做工业化工原料和烧锅炉供热及电厂发电的清洁能源。
再生能源综合气化炉的气化过程是在设置在炉外负压罗茨风机的作用下,将炉内所需气化剂(空气)从敞开式加料口1抽吸入炉内与气化炉腔4中的混合燃料进行气化反应,混合燃料在被干馏热解时释放出挥发份(其中包括各种有害有毒可燃物质)与从敞开式加料口1中进入炉内的气化剂(空气)混合进入干馏层下部的氧化层发生剧烈的氧化反应,同时也将挥发份中所有的各种有害有毒可燃物质进行高温分解和被氧化成高温二氧化碳CO2再继续被吸入氧化层下部的还原层中生成一氧化碳CO、氢H2、甲烷CH4、碳氢化合物CmHn等高发热量的可燃物质,在该炉气化反应过程中不但能将混合燃料中的各种有害有毒可燃物质转化成热能来提高还原层在还原时所需大量的热能,而且也是消除各种有害有毒可燃物质的有效措施,将为发展社会经济,节约能源,保护环境,实现低碳排放做出一定的贡献。
实施例1
以生物质秸秆(玉米秆)和城市生活垃圾各占50%,经烘干(水份控制在15%左右)、粉碎后制成直径12-20mm圆柱状颗粒的混合燃料加入炉体高5.6米,炉内直径2.26米的再生能源综合气化炉内的气化炉腔4中,而后启动设置在炉外的负压罗茨风机经在炉内抽气圈16外部设置的抽气管口18,抽吸调试炉内设定的抽气量后,再点燃炉内气化炉腔4中的混合燃料,待气化炉腔4中的混合燃料全部着火后,再向气化炉腔4中添加用于炉内气化的混合燃料,5分钟后炉内即进入正常气化运行。每小时耗用再生能源混合燃料1000kg可生产再生能源可燃气体1600-1800/m3(每立方再生能源可燃气体的发热量为5000kj/m3),灰渣150-200kg。炉内生产出的再生能源可燃气体经后续净化设备系统处理后即可输送至储气柜中待用。经炉内气化反应后的灰渣经由转动齿轮14和转动轴13的上部伞形卸灰盘7和刮灰刀9转动刮入下部的集灰腔10中,而后经设置在集灰腔10的中心转动轴13带动集灰腔底部的刮灰板11将灰渣刮入排灰管口21排出炉外收集。
实施例2
以70%生物质秸秆(棉秆、树枝、锯末)加30%的污水处理厂产生的有机质污泥,经烘干(水份控制在15%左右)、粉碎后的生物质秸秆和有机质污泥制成直径12-20mm圆柱状颗粒的混合燃料加入炉体高6.5米,炉内直径2.76米的再生能源综合气化炉内的气化炉腔4中,而后启动设置在炉外的负压罗茨风机经在炉内抽气圈16外部设置的抽气管口18,抽吸调试炉内设定的抽气量后,再点燃炉内气化炉腔4中的混合燃料,待气化炉腔4中的混合燃料全部着火后,再向气化炉腔4中添加用于炉内气化的混合燃料,5分钟后炉内即进入正常气化运行。该炉每小时耗用再生能源混合燃料1500kg可生产再生能源可燃气体2400-2700/m3(每立方再生能源可燃气体的发热量为5000kj/m3),灰渣225-300kg。
炉内生产出的再生能源可燃气体经后续净化设备系统处理后即可输送至储气柜中待用。经炉内气化反应后的灰渣经由转动齿轮14和转动轴13的上部伞形卸灰盘7和刮灰刀9转动刮入下部的集灰腔10中,而后经设置在集灰腔10的中心转动轴13带动集灰腔底部的刮灰板11将灰渣刮入排灰管口21排出炉外收集。
实施例3
以生物质秸秆(稻草、麦秆)和禽畜粪便各占50%,经烘干(水份控制在15%左右)、粉碎后的生物质秸秆与禽畜粪便制成直径12-20mm圆柱状颗粒的混合燃料加入炉体高7.2米炉内直径3.26米的再生能源综合气化炉内的气化炉腔4中,而后启动设置在炉外的负压罗茨风机经在炉内抽气圈16外部设置的抽气管口18,抽吸调试炉内设定的抽气量后,再点燃炉内气化炉腔4中的混合燃料,待气化炉腔4中的混合燃料全部着火后,再向气化炉腔4中添加用于炉内气化的混合燃料,5分钟后炉内即进入正常气化运行。该炉每小时耗用再生能源混合燃料2000kg可生产再生能源可燃气体3200-3600/m3(每立方再生能源可燃气体的发热量为5000kj/m3),灰渣300-400kg。
炉内生产出的再生能源可燃气体经后续净化设备系统处理后即可输送至储气柜中待用。经炉内气化反应后的灰渣经由转动齿轮14和转动轴13的上部伞形卸灰盘7和刮灰刀9转动刮入下部的集灰腔10中,而后经设置在集灰腔10的中心转动轴13带动集灰腔底部的刮灰板11将灰渣刮入排灰管口21排出炉外收集。