CN103773506B - 生物质双裂解一体炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种清洁高效的生物质双裂解一体炉，包括生物质气化系统，生物质燃气燃烧器，一体炉控制系统和应用系统；所述生物质气化系统包括生物质气化炉腔，与所述生物质气化炉腔相连的储气腔和气化剂加热腔，所述气化剂加热腔连接有气化剂风机，所述生物质气化炉腔内设有生火器；所述生物质燃气燃烧器包括混合区，与所述混合区相连的空气加热区、焦油高温裂解区和燃烧区；所述焦油高温裂解区通过燃气管道与储气腔相连。本发明的生物质双裂解一体炉，实现了焦油在生物质一体炉内双裂解，最终被完全气化燃烧，不但增加了燃气热值提高了能效，同时还没有焦油、废水、废气的排出，进而实现清洁高效的效果。

Description

生物质双裂解一体炉
技术领域
本发明涉及一种生物质炉，尤其是一种生物质双裂解一体炉。
背景技术
生物质气化是生物质在缺氧条件下，在特定装置中通过干馏、热化学反应产生可燃气体，生物质气化产生可燃气体的同时，伴生焦油、水蒸气等。焦油在200℃以下会凝结为液态，液态焦油与水蒸气和碳粒结合呈现粘稠状，颜色为黑色或褐色。会造成管道和阀门的堵塞，严重影响气化设备的运行。现有技术通常是把含油焦油的可燃气体，先进行净化去除焦油后再进行输送利用，这样就造成焦油所含能量的流失，所产生的焦油及废水，如果直接排放，还会造成二次污染。
现有生物质气化炉普遍存在结构简单，产气率低，产气不稳定，燃气中含焦油量高，燃烧不充分，对环境会造成二次污染等缺陷，从而制约了生物质气化产品的使用与推广。
发明内容
本发明提供了一种清洁高效的生物质双裂解一体炉。
实现本发明目的的生物质双裂解一体炉，包括生物质气化系统，生物质燃气燃烧器，一体炉控制系统和应用系统；
所述生物质气化系统包括生物质气化炉腔，与所述生物质气化炉腔相连的储气腔和气化剂加热腔，所述气化剂加热腔连接有气化剂风机，所述生物质气化炉腔内设有生火器；
所述生物质燃气燃烧器包括混合区，与所述混合区相连的空气加热区、焦油高温裂解区和燃烧区；所述焦油高温裂解区通过燃气管道与储气腔相连；所述燃烧区上设有点火器，所述空气加热区上设有助燃空气风机；
所述一体炉控制系统包括处理器，与所述处理器相连的信息反馈器、生火器控制器、气化剂流量控制器、空气流量控制器和点火装置控制器；所述生火器控制器与生火器相连，所述气化剂流量控制器与气化剂风机相连，所述空气流量控制器与助燃空气风机相连，所述点火装置控制器与点火器相连，所述信息反馈器分别与生物质气化系统、生物质燃气燃烧器和应用系统相连。
所述燃气管道与生物质燃气燃烧器的焦油高温裂解区连接端高于与生物质气化系统的储气腔连接端。
所述燃气管道外设有保温层。
所述燃气管道外设有辅助加热装置。
所述应用系统包括热水系统、采暖系统和炊事系统。
所述处理器还连接有辅助控制器，所述辅助控制器分别与燃气管道、生物质气化炉腔的进料装置和下料装置相连。
所述点火器为脉冲点火器。
本发明的生物质双裂解一体炉的有益效果如下：
本发明的生物质双裂解一体炉，实现了焦油在生物质一体炉内双裂解，最终被完全气化燃烧，不但增加了燃气热值提高了能效，同时还没有焦油、废水、废气的排出，进而实现清洁高效的效果。
附图说明
图1为本发明的生物质双裂解一体炉的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的生物质双裂解一体炉，包括生物质气化系统，生物质燃气燃烧器，一体炉控制系统和应用系统；
所述生物质气化系统包括生物质气化炉腔，与所述生物质气化炉腔相连的储气腔和气化剂加热腔，所述气化剂加热腔连接有气化剂风机，所述生物质气化炉腔内设有生火器；
所述生物质燃气燃烧器包括混合区，与所述混合区相连的空气加热区、焦油高温裂解区和燃烧区；所述焦油高温裂解区通过燃气管道与储气腔相连；所述燃烧区上设有点火器，所述空气加热区上设有助燃空气风机；
所述一体炉控制系统包括处理器，与所述处理器相连的信息反馈器、生火器控制器、气化剂流量控制器、空气流量控制器和点火装置控制器；所述生火器控制器与生火器相连，所述气化剂流量控制器与气化剂风机相连，所述空气流量控制器与助燃空气风机相连，所述点火装置控制器与点火器相连，所述信息反馈器分别与生物质气化系统、生物质燃气燃烧器和应用系统相连。所述处理器还连接有辅助控制器，所述辅助控制器分别与燃气管道、生物质气化炉腔的进料装置和下料装置相连。
所述燃气管道与生物质燃气燃烧器的焦油高温裂解区连接端高于与生物质气化系统的储气腔连接端。所述燃气管道外设有保温层。所述燃气管道外设有辅助加热装置。
所述应用系统包括热水系统、采暖系统和炊事系统。所述点火器为脉冲点火器。
本发明的生物质双裂解一体炉的工作原理如下：
生物质料从上端加入生物质气化炉腔，气化剂从底部进入，所述气化剂可为空气。气化剂进入生物质气化炉腔内时首先进入气化剂加热腔，被加热后的高温气化剂从底部均匀送入生物质气化炉腔以参与生物质气化反应。所述气化剂加热腔的热量由生物质气化炉腔内反应产生的热量维持。
生物质气化炉腔内反应层从下至上依次为氧化层、还原层、裂解层及物料层。生物质可燃气在还原层穿透部分裂解层被送入储气腔，此时的生物质可燃气呈高温状态，由于进入储气腔的可燃气是直接从高温的还原层送出，再经过自然生成的裂解层的过滤，其中焦油含量显著降低。进入储气腔的可燃气冷凝出的焦油和水分会沿着腔壁在重力作用下，流回到生物质气化炉腔的裂解层，随着反应的持续，进入温度更高的氧化层进行裂解。
所述生物质气化炉腔内设置有生火器，在初始启动一体炉时，生火器启动，点燃生物质气化炉腔底部的余碳，从而启动生物质气化反应。所述生火器可以用燃气、油来点燃，优先选用电热方式生火。所述生火器在工作5~10分钟，完成点燃炉底余碳任务后，即在控制器作用下停止工作，从而延长生火器使用寿命并节约能量。
燃气管道从所述生物质气化系统的燃气出口开始，到所述生物质燃气燃烧器进气口过程中，每一段高度都比前一段管道高，使高温可燃气在通过所述管道时，产生的少量焦油及冷凝水可以顺利地回流到生物质气化炉腔内进行再次裂解。所述燃气管道为一段可拆卸的管道。所述燃气管道外包覆有保温层。以确保在正常使用时，管内温度不低于200℃，当保温效果达不到要求时，可以在管道外壁和保温层中间设置一层电辅助加热层。
助燃空气送入所述燃烧器时，先被送入空气加热区加热，加热后的热空气在混合区与裂解后的生物质可燃气混合。由于混合的是高温空气，使得与高温可燃气混合后不会冷凝出焦油或废水，混合气体能够充分地燃烧。
所述生物质可燃气进入所述燃烧器时，首先进入通过燃烧器的800~1000℃的焦油高温裂解区，燃气管道输送过来的生物质可燃气中尚未裂解的少量焦油、水蒸气、碳粒，会在此时进一步裂解气化，生成稳定的可燃气，然后再被送入混合区与高温助燃空气混合后，在燃烧区充分燃烧。
所述生物质燃气燃烧器中，混合的高温可燃气体在燃烧区燃烧过程中，维持了燃烧器中高温区的存在，同时维持了空气加热区的高温。
所述生物质燃气燃烧器，加装有点火器，所述点火器优选脉冲点火器。
所述一体炉控制系统通过控制调节供应气化剂的流量，实现控制生物质气化装置产生可燃气体量的多少，进而控制燃烧器热流量的大小。
所述一体炉控制系统通过控制生火器，实现在初始状态时进行生火，在生火成功后自动停止工作，一般控制在工作5~10分钟。
所述一体炉控制系统通过控制助燃空气通入所述燃烧器的流量，使所述生物质燃气能够充分燃烧。
所述一体炉控制系统通过控制燃烧器部分的点火器，实现所述燃烧器初始状态混合燃气的点燃，所述点火器优选脉冲点火器，点火器还可以附带有自动感应装置，在感应到点火成功后自动停止工作。
所述一体炉控制系统还可以通过辅助功能，实现自动进料、自动下料、自动出渣、自动启动所述燃气管道辅助加热的功能。
所述一体炉控制系统通过加装在所述各个部分上的感应装置反馈回的信息，自动发挥上述各项控制作用，以达到符所述合应用部分的需要。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种生物质双裂解一体炉，其特征在于：包括生物质气化系统，生物质燃气燃烧器，一体炉控制系统和应用系统；
所述生物质气化系统包括生物质气化炉腔，与所述生物质气化炉腔相连的储气腔和气化剂加热腔，所述气化剂加热腔连接有气化剂风机，所述生物质气化炉腔内设有生火器；
所述生物质燃气燃烧器包括混合区，与所述混合区相连的空气加热区、焦油高温裂解区和燃烧区；所述焦油高温裂解区通过燃气管道与储气腔相连；所述燃烧区上设有点火器，所述空气加热区上设有助燃空气风机；
所述一体炉控制系统包括处理器，与所述处理器相连的信息反馈器、生火器控制器、气化剂流量控制器、空气流量控制器和点火装置控制器；所述生火器控制器与生火器相连，所述气化剂流量控制器与气化剂风机相连，所述空气流量控制器与助燃空气风机相连，所述点火装置控制器与点火器相连，所述信息反馈器分别与生物质气化系统、生物质燃气燃烧器和应用系统相连。
2.根据权利要求1所述的生物质双裂解一体炉，其特征在于：所述燃气管道与生物质燃气燃烧器的焦油高温裂解区连接端高于与生物质气化系统的储气腔连接端。
3. 根据权利要求2所述的生物质双裂解一体炉，其特征在于：所述燃气管道外设有保温层。
4.根据权利要求2所述的生物质双裂解一体炉，其特征在于：所述燃气管道外设有辅助加热装置。
5.根据权利要求1～4任一所述的生物质双裂解一体炉，其特征在于：所述应用系统包括热水系统、采暖系统和炊事系统。
6.根据权利要求1～4任一所述的生物质双裂解一体炉，其特征在于：所述处理器还连接有辅助控制器，所述辅助控制器分别与燃气管道、生物质气化炉腔的进料装置和下料装置相连。
7.根据权利要求1～4任一所述的生物质双裂解一体炉，其特征在于：所述点火器为脉冲点火器。   
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