CN102492489A - 生物质分级供氧气化炉及气化方法 - Google Patents

生物质分级供氧气化炉及气化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102492489A
CN102492489A CN2011104072999A CN201110407299A CN102492489A CN 102492489 A CN102492489 A CN 102492489A CN 2011104072999 A CN2011104072999 A CN 2011104072999A CN 201110407299 A CN201110407299 A CN 201110407299A CN 102492489 A CN102492489 A CN 102492489A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vapourizing furnace
oxygen
heater
spout
biomass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011104072999A
Other languages
English (en)
Inventor
罗永浩
苏毅
吴文广
赵善辉
张云亮
王芸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN2011104072999A priority Critical patent/CN102492489A/zh
Publication of CN102492489A publication Critical patent/CN102492489A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明提供一种生物质分级供氧气化炉及气化方法，其中气化炉包括进料系统和炉体，根据本发明的建议，气化炉还包括一供氧系统，所述供氧系统可往所述炉体内喷入氧气。本发明提供的气化炉和方法是在有氧的环境下进行热解，有助于降低热解所需的能耗，增加气相产物的生成，并且减少焦油组分的形成。

Description

生物质分级供氧气化炉及气化方法
技术领域
本发明涉及一种生物质能源技术领域的装置和方法，具体是一种生物质分级供氧气化炉及气化方法。
背景技术
能源短缺，环境污染是当前人类面临的两个重要问题。生物质能作为一种清洁、可再生的能源，近年来受到了广泛的关注。我国的生物质资源数量巨大，生物质能发展具有非常大的潜力。在众多生物质能利用技术中，气化技术受到人们的关注。与其他技术相比，气化技术具有以下优点：1.对于原料的尺寸及种类没有严格要求；2.气化产气可作多种用途；3.与生物质热解和直接燃烧相比，气化气的利用污染少。但是生物质气化气中的焦油组分容易堵塞管路、损坏阀门，甚至聚合成更大的分子引起燃烧的不稳定等问题。这些问题将降低系统的可靠性和使用寿命，从而严重制约了气化技术发展。
经过对现有技术的检索发现，生物质气化炉炉型主要分为两种形式，即固定床式和流化床式。固定床气化炉结构简单、操作便利，适用于中小规模生产。流化床气化炉适合于工业化、大型化，但需对原料进行预处理，且气化气中飞灰含量较高，不便于后续的净化处理。根据最新的生物质热化学转化综述：“Pascale Champagne Overview of recent advances in thermo-chemicalconversion of biomassm”，Energy Conversion and Management 51(2010)969-982，目前的生物质气化炉炉型中下吸式固定床焦油脱除效率最高，无法达到内燃机对于气体品质的要求。
发明内容
本发明针对现有生物质气化炉无法解决气化气焦油含量高的问题，提出了一种生物质分级供氧气化炉及气化方法。该气化炉以及气化方法能够适用于多种生物质原料，较好地降低气化气中焦油含量，提高生物质气化效率。
为了实现上述目的，本发明提出一种生物质分级供氧气化炉，包括进料系统和炉体，气化炉还包括一供氧系统，所述供氧系统可往所述炉体内喷入氧气。
可选的，所述供氧系统包括至少一组空气喷口和给所述喷口提供气体的空气压缩机，所述喷口位于所述炉体上。
可选的，所述供氧系统往所述炉体的顶部和炉体的喉口处喷入氧气。
可选的，所述喷口为多个圆形喷口或方形喷口，且多个所述喷口的中心位于同一圆上。
可选的，所述供氧系统包括两组所述喷口，第一组喷口位于所述炉体的顶部，第二组喷口位于所述炉体的喉口。
可选的，所述第一组喷口包括五个均匀分布于同一圆上的喷口，所述第二组喷口包括三个均匀分布于同一圆上的喷口。
可选的，所述供氧系统还包括一给进入所述喷口前的空气加热的空气预热器。
可选的，所述气化炉还包括除灰系统，所述除灰系统位于所述炉体内，且位于所述炉体的底部。
可选的，所述除灰系统为一可进行偏心旋转的炉篦。
可选的，所述炉篦由塔式偏心旋转炉篦、升降螺纹中轴、控制电机和变速器组成，其中所述升降螺纹中轴为所述炉篦的旋转轴。
为了实现上述目的，本发明还提出一种生物质的气化方法，即在生物质气化过程中的热解阶段提供氧气。
本发明生物质分级供氧气化炉及气化方法的有益技术效果为：本发明生物质分级供氧气化炉及气化方法在气化的热解阶段形成氧化环境，有助于降低热解所需的能耗，增加气相产物的生成，并且减少焦油组分的形成；位于气化炉炉体底部的可进行偏心旋转的炉篦结构大大提高气化炉的原料适应性，保证气化气成分的稳定输出。
附图说明
图1为本发明生物质分级供氧气化炉及气化方法的气化炉的实施例结构示意图。
图2为图1中位于气化炉炉体顶部的第一组喷口的示意图。
图3为图1中位于气化炉炉体喉口的第二组喷口的示意图。
图4为图1中位于气化炉炉体底部的除灰系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1至附图4，对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
为了解决气化气焦油含量高的问题，本发明提供了一种生物质分级供氧气化炉，气化炉包括进料系统、炉体和一供氧系统，供氧系统可往炉体内喷入氧气，在气化的热解阶段形成氧化环境，有助于降低热解所需的能耗，增加气相产物的生成，并且减少焦油组分的形成。优选的一个实施例，供氧系统包括至少一组空气喷口和给喷口提供气体的空气压缩机，喷口位于炉体上。空气压缩机用于提供一定压力和流量的空气。
供氧系统还包括一给进入喷口前的空气加热的空气预热器。空气预热器位于整个气化炉的末端，回收气化气的余热用于加热喷入的空气。空气经过预热后可以达到350℃，通过预热的回收达到了较高的热经济性。
图1中的进料系统1位于炉体4的上方，且通过法兰与炉体4连接。在炉体4的顶部设置了第一组喷口21，通过第一组喷口21往炉体内喷射空气，以在炉体4内的热解区域形成氧化环境；在炉体4的喉口12处设置了第二组喷口22，形成高温区，使得焦油大分子在此处裂解为小分子气体，达到对焦油的脱除效果。两组空气喷口的空气喷射量可以根据不同的运行工况单独调节。
第一组喷口21的优选的一个实施例，如图2所示，第一组喷口21由五个方形喷口23构成，且该五个方形喷口23的中心点均匀分布于同一圆上，从而在热解区域形成均匀的有氧环境。
第二组喷口22的优选的一个实施例，如图3所示，第二组喷口22由三个方形喷口24构成，且该三个方形喷口24的中心点均匀分布于同一圆上，构成一三角形，这种喷射方式的布置有利于形成均匀的高温区，使得焦油大分子在此处最大程度地裂解为小分子气体。
在实际工艺中，喷口的形状可以做改变，例如使用圆形喷口，喷口的数量以及分布方式也可以有其他的设置。
在图1中，气化炉还包括除灰系统3，除灰系统3位于炉体4内，且位于炉体4的底部。一个优选的实施例，参考图4，除灰系统3为一可进行偏心旋转的炉篦。该炉篦由一个塔式偏心旋转炉篦8、升降螺纹中轴9、控制电机10和变速器11组成。塔式偏心旋转炉篦8与升降螺纹中轴9直接通过定位销连接。升降螺纹中轴9可以同时实现炉篦8的旋转和沿垂直螺杆上下运动的功能，通过控制电机10控制输出及变速器11调速使得炉篦8可以上下运动。偏心旋转炉篦8位于炉体4底部中心，炉篦8绕轴进行偏心旋转，不同于普通的中心轴旋转炉篦，该设计有助于防止生物质焦结渣并促进灰破碎，有利于灰的排除。可调炉篦可以大大提高气化炉的原料适应性，保证气化气成分的稳定输出。
进料系统1包括：密封料仓5、进料筒7、一组闸板式密封锁气器6，密封料仓5为不锈钢制一锥形缩口结构，进料筒7为一不锈钢桶形结构，进料筒7侧壁设计有机玻璃观察孔用于观测料层高度。闸板式密封锁气器6有两个构成一组，分别位于密封料仓5的出料口下端和进料筒出口端。闸板式密封锁气器6为契形不锈钢板结构，关闭的同时不仅具有密封功能，而且可以将原料直接切碎。进料系统位于气化炉的顶端中央位置，将根据气化炉的运行工况适时开启和关闭。
本发明还提出一种生物质的气化方法，即在生物质气化过程中的热解阶段提供氧气。
本发明的工作流程如下：生物质原料通过锁气进料装置送入气化炉内，在气化炉炉体的上部分热解区域与喷入的空气发生氧化热解反应。它有利于减少所需的能量消耗，提高气体产率，降低焦油产率，为后续的气化还原反应提供了良好的反应介质。有氧热解区域产生的热解气连同焦油和生物质焦一同经过喉口高温区，此处的氧气与热解气体氧化反应产生近1000℃的高温，焦油在高温下部分氧化裂解。生物质焦迅速落在可调炉篦上，通过控制炉篦的高低以及生物质焦的堆积高度控制气化反应的时间和强度，从而获得稳定的气化气。
本发明提出的生物质分级供氧气化炉及气化方法使生物质在高效、连续稳定地气化的同时，降低能量损失，最大程度地减少焦油含量，提高气化炉的原料适应性，增强了气化炉的运行稳定性。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所述技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (11)

1.一种生物质分级供氧气化炉，包括进料系统和炉体，其特征在于：还包括一供氧系统，所述供氧系统可往所述炉体内喷入氧气。
2.根据权利要求1所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述供氧系统往所述炉体的顶部和炉体的喉口处喷入氧气。
3.根据权利要求1或2所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述供氧系统包括至少一组空气喷口和给所述喷口提供气体的空气压缩机，所述喷口位于所述炉体上。
4.根据权利要求3所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述喷口为多个圆形喷口或方形喷口，且多个所述喷口的中心位于同一圆上。
5.根据权利要求3所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述供氧系统包括两组所述喷口，第一组喷口位于所述炉体的顶部，第二组喷口位于所述炉体的喉口。
6.根据权利要求5所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述第一组喷口包括五个均匀分布于同一圆上的喷口，所述第二组喷口包括三个均匀分布于同一圆上的喷口。
7.根据权利要求3所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述供氧系统还包括一给进入所述喷口前的空气加热的空气预热器。
8.根据权利要求1所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述气化炉还包括除灰系统，所述除灰系统位于所述炉体内，且位于所述炉体的底部。
9.根据权利要求8所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述除灰系统为一可进行偏心旋转的炉篦。
10.根据权利要求9所述的生物质分级供氧气化炉，其特征在于：所述炉篦由塔式偏心旋转炉篦、升降螺纹中轴、控制电机和变速器组成，其中所述升降螺纹中轴为所述炉篦的旋转轴。
11.一种生物质分级供氧气化炉气化方法，其特征在于：在生物质气化过程中的热解阶段提供氧气。
CN2011104072999A 2011-12-08 2011-12-08 生物质分级供氧气化炉及气化方法 Pending CN102492489A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104072999A CN102492489A (zh) 2011-12-08 2011-12-08 生物质分级供氧气化炉及气化方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104072999A CN102492489A (zh) 2011-12-08 2011-12-08 生物质分级供氧气化炉及气化方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102492489A true CN102492489A (zh) 2012-06-13

Family

ID=46184353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011104072999A Pending CN102492489A (zh) 2011-12-08 2011-12-08 生物质分级供氧气化炉及气化方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102492489A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105694984A (zh) * 2016-04-06 2016-06-22 杭州燃油锅炉有限公司 一种生物质气化装置
CN113403110A (zh) * 2021-05-20 2021-09-17 宿州市中东木业有限公司 一种生物质气化炉供氧设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3346105C2 (de) * 1983-12-21 1986-03-13 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Generator zum Vergasen von Brennstoffen fester wie auch flüssiger und/oder gasförmiger Art
CN85200062U (zh) * 1985-04-01 1986-11-05 陈科正 常压固定床块煤气化炉新结构
CN2232919Y (zh) * 1995-11-09 1996-08-14 高健 带炉温自动控制装置的固定床煤气化炉
CN101144022A (zh) * 2007-11-01 2008-03-19 上海交通大学 三段式生物质气化炉
CN201184738Y (zh) * 2007-10-31 2009-01-21 张庆国 立式烘干炉
CN101580740A (zh) * 2009-03-12 2009-11-18 徐州燃控科技股份有限公司 一种预热式多级配风固定床秸秆气化工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3346105C2 (de) * 1983-12-21 1986-03-13 Didier Engineering Gmbh, 4300 Essen Generator zum Vergasen von Brennstoffen fester wie auch flüssiger und/oder gasförmiger Art
CN85200062U (zh) * 1985-04-01 1986-11-05 陈科正 常压固定床块煤气化炉新结构
CN2232919Y (zh) * 1995-11-09 1996-08-14 高健 带炉温自动控制装置的固定床煤气化炉
CN201184738Y (zh) * 2007-10-31 2009-01-21 张庆国 立式烘干炉
CN101144022A (zh) * 2007-11-01 2008-03-19 上海交通大学 三段式生物质气化炉
CN101580740A (zh) * 2009-03-12 2009-11-18 徐州燃控科技股份有限公司 一种预热式多级配风固定床秸秆气化工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105694984A (zh) * 2016-04-06 2016-06-22 杭州燃油锅炉有限公司 一种生物质气化装置
CN113403110A (zh) * 2021-05-20 2021-09-17 宿州市中东木业有限公司 一种生物质气化炉供氧设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102492475A (zh) 生物质可调炉篦气化炉
KR101625152B1 (ko) 극초단파 플라즈마 바이오매스 가스화 고정층 가스화기 및 방법
CN203613158U (zh) 喷嘴、气化炉及含碳有机物气化系统
CN102530859B (zh) 一种外热型微波等离子气化炉及合成气生产方法
CN101831205B (zh) 炭黑原料油相对无氧状态生产炭黑的方法
CN102618330A (zh) 一种高温常压生物质气化岛工艺
CN106947509A (zh) 一种塑料热解气化制备油产品的系统和方法
CN1928012A (zh) 利用生物质连续干馏制备燃气之工艺及装置
WO2022156454A1 (zh) 一种污泥耦合生物质热解气化装置与方法
WO2011050554A1 (zh) 生物质热解炉的直接燃烧分散供热方法
Wu et al. Pyrolysis characteristics of municipal solid waste in oxygen-free circumstance
CN204474609U (zh) 一种两段式生物质气化炉
CN102492489A (zh) 生物质分级供氧气化炉及气化方法
CN104531217A (zh) 一种双原料通道生物质固定床气化热解炉装置
CN102585912B (zh) 一种多仓微波加热连续工业制取煤气方法
CN206269144U (zh) 一种等离子体旋转窑气化系统
CN109054901A (zh) 一种下行床-流化床串联式气化方法及装置
CN203513601U (zh) 生物质气化热解反应器
CN206318709U (zh) 利用醋糟制备活性炭的系统
CN206337226U (zh) 一种采用生物质燃气再循环工艺的流化床热解气化装置
CN201180123Y (zh) 一种固体生物质半水煤气发生炉
CN204400925U (zh) 一种双原料通道生物质固定床气化热解炉装置
CN206666457U (zh) 一种塑料热解气化制备油产品的系统
KR102402473B1 (ko) 통합형 바이오매스 반탄화 가스화 장치 및 가스화 방법
CN206266487U (zh) 秸秆热裂解反应设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120613