CN104711031A - 一种有机固体燃料燃气气化装置 - Google Patents

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Abstract

一种有机固体燃料燃气气化装置，由气化炉、气化气余热回收与净化装置、储气室、燃烧器和高温换热器组成。有机固体燃料经气化炉物料入口进入气化炉后在气化介质的作用下发生干燥、干馏和气化、活化反应，有机固体燃料分解为气体、焦油和半焦。气化气经气化炉出口进入余热回收与净化装置进行气液、气固分离，分离后的气体进入储气室储存。从储气室引出的一部分可燃气体进入燃烧器焚烧，焚烧产生的高温烟气进入高温换热器或者是蓄热式换热器中经换热后排出系统。另外一部分可燃气体经过高温换热器加热后送入气化炉中作为气化加热介质和气化剂参与气化反应。该装置气化产气的热值更高，以部分气化燃气为能量来源，为气化反应提供热量，实现了气化反应的自持运行。

Description

一种有机固体燃料燃气气化装置
技术领域
本发明涉及环保领域，尤其涉及一种有机物的气化装置，特别是利用有机物气化所产生的可燃气经高温换热后用于对物料加热和作为气化剂参与气化反应。
背景技术
有机固体燃料的利用方式多样，其中热化学处理是常用的方法之一。气化处理是热化学方法中的一种重要方法，有机固体燃料气化可以产生可燃气体、焦油和半焦。产生的可燃气体可以用来发电或供暖。常见的气化装置主要以空气、氧气或者水蒸汽为气化介质，气化介质与有机固体燃料发生氧化反应，有机固体燃料发生部分氧化，燃气品质一般不高。极大的限制了气化气的应用范围，同时半焦属于不完全燃烧产物，利用价值很低，焦油含氧量大，品位较低。
因此，开发提高气化产品品质的气化技术是今后气化技术发展的迫切需求。
中国专利201420550589.8，公开了一种整体式换热器，该整体式换热器包括，整体式结构的换热芯体，该换热芯体由两个方向的直通孔道组成；按照两个垂直的方向分为若干层，每层之间的壁厚为1-5mm；相邻两个层的方向为90度夹角；每层并排排列若干相同的孔道，每个孔道水力直径为1-4mm；孔道之间间壁厚度为1-2mm，最边缘的孔道距离外边沿的距离大于5mm，形成芯体壁厚；所述的整体式换热芯体，上下相邻孔道之间相互隔绝；并排孔道之间有筋板隔离，筋板与上部壁面分离，分离厚度不大于电火花切割线的直径；流体介质进入两个方向的孔道内流动，两种流体介质分别在相邻的孔道层间流动，互不混合；该换热芯体的外围边缘与机壳焊接密封，实现两个方向的流体介质流动的独立性；流体介质A由所述机壳的第一个进口流入换热芯体，经第一出口流出；流体介质B经由第二个进口流入换热芯体，经第二个出口流出；流体介质A与流体介质B之间存在温度差，在流经换热芯体后，完成换热过程。
本发明中的高温烟气可以采用上述专利201420550589.8所述的高温换热器或者是蓄热式换热器中经换热后排出系统。
发明内容
本发明提供了一种有机固体燃料燃气气化装置，该装置将气化介质直接加热或者小部分燃烧加热，气化产气的热值更高。以部分气化燃气为能量来源，为气化反应提供热量，实现了气化反应的自持运行。整个系统不需要其他外来能源，系统可以向外输出能源。
一种有机固体燃料燃气气化装置，该装置由气化炉、气化气余热回收与净化装置、储气室、燃烧器和高温换热器组成。气化气余热回收与净化装置的一端连接气化炉出口，另一端连接储气室；储气室有两个出口，一个出口与燃烧器进口相连，燃烧器出口与高温换热器的烟气进口相连；另一个出口与高温换热器的工质进口相连；高温换热器的工质出口与气化炉进口相连。
有机固体燃料经气化炉物料入口进入气化炉后在气化介质的作用下发生干燥、干馏和气化、活化反应，有机固体燃料分解为气体、焦油和半焦。产生的气化气体主要组分为H2、CO、CH4、CO2、N2以及C2-C3小分子气体。气化气经气化炉出口进入余热回收与净化装置进行气液、气固分离，分离后的气体进入储气室储存。从储气室引出的一部分可燃气体进入燃烧器焚烧，焚烧产生的高温烟气进入换热器经换热后排出系统。另外一部分可燃气体经过高温换热器加热后送入气化炉中作为气化加热介质和气化剂参与气化反应，反应可以加入少量空气或者氧气作为助燃剂。高温气化介质的温度为800-1200℃，气化反应产生的固体半焦的比表面积大于200m2/g，可作为活性炭使用。
本发明的所述气化炉，气化温度为700-1000℃，高温换热器的烟气进口温度为1200-1500℃，热燃气温度为800-1200℃。
本发明气化产气的热值更高，以部分气化燃气为能量来源，为气化反应提供热量，实现了气化反应的自持运行。
附图说明
附图是本发明的结构方框图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的说明。
如图所示，有机固体燃料如煤、生物质、生活垃圾被送入气化装置中进行气化处理，气化温度为700-1000℃；气化过程产生气体、焦油和半焦。气化介质为从储气室提供的气化可燃气体。气化产生的气化气进入气化气余热回收与净化装置，净化后的气体进入储气室存储。从储气室引出的一部分可燃气体经燃烧器燃烧后进入高温换热器中换热后排出，从储气室引出的另外一部分可燃气体经高温换热器加热后成为高温燃气，进入气化炉中进行气化反应，反应可以加入少量空气或者氧气作为助燃剂。

Claims (4)

1.一种实施有机固体燃料燃气气化装置，其特征在于：该装置由气化炉、气化气余热回收与净化装置、储气室、燃烧器和高温换热器组成；气化气余热回收与净化装置的一端连接气化炉出口，另一端连接储气室；储气室有两个出口，一个出口与燃烧器进口相连，燃烧器出口与高温换热器的烟气进口相连；另一个出口与高温换热器的工质进口相连；高温换热器的工质出口与气化炉进口相连。
2.根据权利要求1所述的一种有机固体燃料燃气气化装置，其特征在于：高温换热器的烟气进口温度为1200-1500℃，热燃气温度为800-1200℃，气化温度为700-1000℃。
3.根据权利要求1或2所述的一种有机固体燃料燃气气化装置，其特征在于，所述的高温换热器包括，整体式结构的换热芯体，该换热芯体由两个方向的直通孔道组成；按照两个垂直的方向分为若干层，每层之间的壁厚为1-5mm；相邻两个层的方向为90度夹角；每层并排排列若干相同的孔道，每个孔道水力直径为1-4mm；孔道之间间壁厚度为1-2mm，最边缘的孔道距离外边沿的距离大于5mm，形成芯体壁厚；所述的整体式换热芯体，上下相邻孔道之间相互隔绝；并排孔道之间有筋板隔离，筋板与上部壁面分离，分离厚度不大于电火花切割线的直径；流体介质进入两个方向的孔道内流动，两种流体介质分别在相邻的孔道层间流动，互不混合；该换热芯体的外围边缘与机壳焊接密封，实现两个方向的流体介质流动的独立性；流体介质A由所述机壳的第一个进口流入换热芯体，经第一出口流出；流体介质B经由第二个进口流入换热芯体，经第二个出口流出；流体介质A与流体介质B之间存在温度差，在流经换热芯体后，完成换热过程。
4.根据权利要求1或2所述的一种有机固体燃料燃气气化装置，其特征在于，所述的高温换热器是蓄热式换热器。
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