CN101967401A - 生物质气化炉密闭排渣装置及生物质气化反应系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质气化炉密闭排渣装置，包括转轴和筒体，其中，转轴安装在筒体内，转轴上套设有螺旋叶片，筒体的一端设有进渣口，另一端设有出渣口，筒体倾斜设置，其出渣口高于进渣口，筒体的进渣口与生物质气化炉底部的废弃物出口连接相通。排渣装置的进渣口和出渣口处分别设有阀门。本发明的生物质气化炉密闭排渣装置利用螺旋叶片的推进力将落下的灰渣稳定地排出，并且其倾斜设置的结构能够防止烟气或反应气体经由该排渣装置外泄。

Description

生物质气化炉密闭排渣装置及生物质气化反应系统

技术领域

本发明涉及工业排渣装置，尤其涉及一种生物质气化炉密闭排渣装置以及应用该装置的生物质气化反应系统。

背景技术

在气化炉或锅炉等利用燃料燃烧而获得能量的设备中，燃料燃烧过后产生的灰渣需要从炉内排出，目的是为了控制调节炉膛内料层厚度，达到稳定燃烧的目的。维持相对稳定的料层高度在设备的运行中是十分重要的，如果密相区料层过高燃烧，在风量给定的状况下，使之料层流化减缓而吹不起，易引起堆积结礁；料层过低运行，则由于料阻减低，风量相对增大，使之料层穿孔，床温降低而黑火。因此，及时排放底渣是常用的稳定料层厚度的方法，且排渣量是由给煤量、燃料灰份和底渣份额确定。

中国专利ZL200920048096公开了一种循环流化床锅炉排渣装置，包括流化床炉渣、流化床风帽、水冷壁管、膨胀装置、下集箱，所述下集箱、膨胀装置、流化床风帽与水冷壁管连接为一整体组成水冷风室，所述水冷壁管与异径排渣管连接并贯穿于水冷风室；所述异径排渣管的下端设置有排渣阀。该排渣装置利用异径排渣管上端的口径得以顺利排渣。

中国专利ZL 200820077161公开了一种排渣装置，应用于分级气化炉，它包括连接于气化炉下的锁斗，在锁斗的下方设有排渣地沟，在排渣地沟的下端口连接有地下渣池，在地下渣池的上方设有运行车架，运行车架下设有抓斗。排渣装置该将炉渣统一排放在一个地下渣池中管理，取代了传统的一台炉对一个小渣池的排渣设计，简化了排渣流程。

中国专利ZL 200920259036公开了一种生物质发电循环流化床锅炉排渣系统，包括排渣管道、排渣门，所述排渣管道排渣入口设置在炉膛的底部，排渣出口上设置所述排渣门，所述排渣管道为梯型圆管，排渣管道的排渣入口小于排渣出口，并且所述排渣入口高于炉膛底部5-10厘米。该排渣系统清渣过程比较简单方便。

然而，上述公开的排渣装置或系统在排渣的同时，部分烟气或反应气体也经由该排渣装置或系统外泄，尤其是应用在生物质气化炉中，会造成相当程度的热损失和危险性。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种生物质气化炉密闭排渣装置，在防止烟气或反应气体经由该排渣装置外泄的同时保持稳定通畅的排渣过程。本发明的另一目的是提供一种应用上述排渣装置的生物质气化反应系统。

一方面，为了实现上述的发明目的，本发明提供了一种生物质气化炉密闭排渣装置，其包括转轴和筒体，其中，转轴安装在筒体内，转轴上套设有螺旋叶片，筒体的一端设有进渣口，另一端设有出渣口，筒体倾斜设置，其出渣口高于进渣口，筒体的进渣口与生物质气化炉底部的废弃物出口连接相通。由于应用该密闭排渣装置的生物质气化炉通常为一微正压系统，所以筒体的这种倾斜设计可以很好地起到锁气作用。

进一步地，转轴上的螺旋叶片分为两部分，该两部分的螺旋叶片旋向相反并分别设置在出渣口的两侧。当灰渣从进渣口进入筒体时，转动的螺旋叶片将灰渣向前推到出渣口，并联同出渣口另一侧的旋向相反的螺旋叶片一起将灰渣挤入出渣口，进行高效且彻底的出渣。

进一步地，在进渣口和出渣口处分别设有阀门，如旋转阀、球阀、滚筒阀等。当排渣装置向外排渣时，则出渣口的阀门处于打开状态，而进渣口的阀门处于闭合状态；而当生物质气化炉如流化床气化反应器向排渣装置排渣时，则排渣装置进渣口的阀门处于关闭状态，而出渣口处于打开状态，进一步有效控制炉内气体的外泄。

生物质气化炉密闭排渣装置还包括一水箱，出渣口与该水箱连接相通。在出渣口形成水封进一步有效控制炉内气体的外泄，并且同时对炽热的灰渣进行冷却，保证了设备和人身的安全。

进一步地，转轴其中一段的直径略大于其他部分的直径，在筒体内部的转轴中，直径略大处会发生灰渣的密度改变，对防止气体的外逸起到一定作用，优选地，直径略大的转轴部分位于进渣口与出渣口之间、靠近出渣口的一侧。

另一方面，为了实现本发明的发明目的，本发明还提供了一种采用上述密闭排渣装置的生物质气化反应系统。

进一步地，该生物质气化反应系统包括：用于制备生物质燃气的流化床气化反应器；为流化床气化反应器提供反应原料的生物质原料供给系统；设置于流化床气化反应器之外、并对流化床气化反应器之反应产物进行分离的两级以上的分离装置，该两级以上的分离装置至少包括第一分离装置和第二分离装置；以及为流化床气化反应器提供气化介质的气化介质供给系统；其中，密闭排渣装置设置于流化床气化反应器的下端。

优选地，流化床气化反应器包括设置于其中部区域的第一进料口和第二进料口、设置于其底部的气化介质入口和废弃物出口、以及设置于其上部区域的物料出口；流化床气化反应器的第一进料口与生物质原料供给装置相接合，流化床气化反应器的气化介质入口与气化介质供给装置相接合；密闭排渣装置包括转轴和筒体，转轴安装在筒体内，转轴上套设有螺旋叶片，筒体的一端设有进渣口，另一端设有出渣口，筒体倾斜设置，其出渣口高于进渣口，筒体的进渣口与流化床气化反应器底部的废弃物出口连接相通；第一分离装置包括设置于其上部区域的物料入口、设置于其中部区域的物料出口以及设置于其底部的循环出口；第一分离装置的物料入口与流化床气化反应器的物料出口相接合，第一分离装置的循环出口通过第一输送装置与流化床气化反应器的第二进料口相接合；第二分离装置包括设置于其顶部的燃气出口、设置于其上部区域的物料入口、设置于其底部的循环出口；第二分离装置的物料入口与所述第一分离装置的物料出口相接合，第二分离装置的循环出口通过第二输送装置和第一输送装置与流化床气化反应器的第二进料口相接合。

进一步地，密闭排渣装置的转轴上的螺旋叶片分为两部分，该两部分的螺旋叶片旋向相反并分别设置在出渣口的两侧；转轴其中一段的直径略大于其他部分的直径，该直径略大的转轴部分位于进渣口与出渣口之间、靠近出渣口的一侧。

与现有技术相比，本发明的生物质气化炉密闭排渣装置利用螺旋叶片的推进力将落下的灰渣稳定地排出，并且其倾斜设置的结构能够防止烟气或反应气体经由该排渣装置外泄。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明生物质气化炉密闭排渣装置的结构示意图。

图2是本发明生物质气化反应系统的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2，本实施例的生物质气化炉密闭排渣装置102包括包括转轴71和筒体72，转轴71安装在筒体72内，转轴71上套设有螺旋叶片73，筒体72的一端设有进渣口74，另一端设有出渣口75，转轴71上的螺旋叶片73分为两部分，该两部分的螺旋叶片旋向相反并分别设置在出渣口75的两侧，在进渣口74和出渣口75处分别设有旋转阀(图中未示出)，筒体72倾斜设置，其出渣口75高于进渣口74，筒体72的进渣口74与生物质气化炉(如流化床)底部的废弃物出口连接相通，出渣口75与水箱103连接相通。转轴71其中一段的直径略大于其他部分的直径，该直径略大的转轴部分位于进渣口74与出渣口75之间、靠近出渣口75的一侧。

请参阅图2，本实施例的生物质气化反应系统包括流化床气化反应器如流化床1、第一分离装置如旋风分离器2、第二分离装置如旋风分离器3、风送装置如鼓风机4、热交换装置5、缓冲仓61、工作仓62、炉前送料装置如螺旋输送机7、料仓8、水平输送带91、大倾角输送带92、废弃物管道101、密闭排渣装置102、废弃物存储装置103、放散管道111、点火装置112、水封阀12。其中，料仓8的顶部具有进料口，底部具有出料口；水平输送带91位于料仓8的底部出料口下方，大倾角输送带92的起始端与水平输送带91的末端相接合，大倾角输送带91的末端位于缓冲仓61的顶部进料口上方。缓冲仓61的顶部具有进料口，工作仓62的底部具有出料口；缓冲仓61和工作仓62上下排布，缓冲仓61与工作仓62之间通过滚筒阀连接相通。炉前送料装置如螺旋输送机7的起始端位于工作仓62的底部出料口下方，其终端通入流化床1的第一进料口。流化床1中部具有第一进料口和第二进料口；其底部具有气化介质入口和废弃物(包括灰渣)出口；其上部具有物料出口。废弃物出口连接废弃物管道101，废弃物管道101出口处置有密闭排渣装置102。密闭排渣装置102向上倾斜，即其出渣口高于其进渣口。密闭排渣装置102的出渣口连接置有用于收集废弃物的水箱103。第一分离装置如旋风分离器2的上部具有物料入口，该物料入口与流化床1的物料出口通过管道相连；其中部具有物料出口；其底部具有循环出口；该循环出口通过管道连接一回收物暂存装置21，回收物暂存装置21的底部出口外具有通向流化床1第二进料口的第一输送装置如螺旋输送机。第二分离装置如旋风分离器3的上部具有物料入口；其顶部具有燃气出口，燃气出口连接燃气总管；其底部具有循环出口；循环出口外具有通向回收物暂存装置21的第二输送装置如螺旋输送机。热交换装置5包括燃气入口、燃气出口及空气入口、空气出口；燃气入口和燃气出口分别连接燃气管道；空气入口和空气出口分别连接空气管道。第二分离装置如旋风分离器3的燃气出口设有水封阀12，水封阀12位于热交换装置5之前。水封阀12上设有一个放散口，该放散口连接放散管道111，放散管道111的出口端设有点火装置112。风送装置如鼓风机4通过空气管道连接于热交换装置5的空气入口，热交换装置5的空气出口连接于流化床1底部的气化介质入口，将空气从流化床1的底部吹入。流化床1的底部置有多个通风管道，通风管道的进风口与流化床1的空气入口相通，通风管道的出风口上罩有斗笠形的风帽，风帽上置有多个小孔。

生物质气化反应系统的工作过程如下：

生物质颗粒从料仓8经水平输送带91及大倾角输送带92进入缓冲仓61，经缓冲仓61进入工作仓62，然后经螺旋输送机7进入流化床1。鼓风机4向流化床1中送风。在流化床1中生物质颗粒与空气作用生成CO、H2和CH4等燃气和固体废弃物。固体废弃物经废弃物管道101及密闭排渣装置102进入水箱103。

燃气和未完全反应的生物质颗粒进入旋风分离器2，经分离后燃气和较轻的生物质颗粒进入旋风分离器3，较重的生物质颗粒通过螺旋输送机返回流化床1继续参加反应。

在旋风分离器3内，燃气和较轻的生物质颗粒进一步分离，燃气进入燃气管道，通过热交换装置5加热用于反应的空气，同时燃气被冷却，被冷却的燃气送至燃气管供下游装置使用(若有多余的燃气则进入放散管道111，在放散管道111的端部点燃)。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的发明范围所涵盖。

Claims (9)

1.一种用于生物质气化炉的密闭排渣装置，其包括转轴和筒体，其中，转轴安装在筒体内，转轴上套设有螺旋叶片，筒体的一端设有进渣口，另一端设有出渣口，筒体倾斜设置，其出渣口高于进渣口，筒体的进渣口与生物质气化炉底部的废弃物出口连接相通。

2.如权利要求1所述的密闭排渣装置，其特征在于，所述转轴上的螺旋叶片分为两部分，该两部分的螺旋叶片旋向相反并分别设置在所述出渣口的两侧。

3.如权利要求1所述的密闭排渣装置，其特征在于，在所述进渣口和出渣口处分别设有阀门。

4.如权利要求1所述的密闭排渣装置，其特征在于，所述生物质气化炉密闭排渣装置还包括一水箱，所述出渣口与该水箱连接相通。

5.如权利要求1所述的密闭排渣装置，其特征在于，所述转轴其中一段的直径略大于其他部分的直径。

6.如权利要求5所述的密闭排渣装置，其特征在于，所述直径略大的转轴部分位于所述进渣口与出渣口之间、靠近出渣口的一侧。

7.一种采用如权利要求1-6之一所述的密闭排渣装置的生物质气化反应系统。

8.如权利要求7所述的生物质气化反应系统，其中，该生物质气化反应系统包括：

用于制备生物质燃气的流化床气化反应器；

为所述流化床气化反应器提供反应原料的生物质原料供给系统；

设置于所述流化床气化反应器之外、并对所述流化床气化反应器之反应产物进行分离的两级以上的分离装置，该两级以上的分离装置至少包括第一分离装置和第二分离装置；以及

为所述流化床气化反应器提供气化介质的气化介质供给系统；

其中，所述的密闭排渣装置设置于所述流化床气化反应器的下端。

9.如权利要求8所述的生物质气化反应系统，其中，所述的流化床气化反应器包括设置于其中部区域的第一进料口和第二进料口、设置于其底部的气化介质入口和废弃物出口、以及设置于其上部区域的物料出口；所述流化床气化反应器的第一进料口与所述生物质原料供给装置相接合，所述流化床气化反应器的气化介质入口与所述的气化介质供给装置相接合；

所述的第一分离装置包括设置于其上部区域的物料入口、设置于其中部区域的物料出口以及设置于其底部的循环出口；所述第一分离装置的物料入口与所述流化床气化反应器的物料出口相接合，所述第一分离装置的循环出口通过第一输送装置与所述流化床气化反应器的第二进料口相接合；

所述的第二分离装置包括设置于其顶部的燃气出口、设置于其上部区域的物料入口、设置于其底部的循环出口；所述第二分离装置的物料入口与所述第一分离装置的物料出口相接合，所述第二分离装置的循环出口通过第二输送装置和第一输送装置与所述流化床气化反应器的第二进料口相接合。。

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