CN105694985A - 一种生物质气化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物质气化装置，用于气化生物质为可燃气体，所述生物质气化装置包括：燃烧室、气化室；所述燃烧室的下部侧壁开设有第二温度灰入口和气化室残渣返料口；所述气化室的下部侧壁开设有第一温度灰入口，所述气化室的下部开设有气化室残渣出口；所述燃烧室的燃烧室旋风分离器的出灰口与第一温度灰入口连通，所述气化室的气化室旋风分离器的出灰口与所述第二温度灰入口连通，所述气化室残渣出口与所述气化室残渣返料口连通。在本发明的生物质气化装置中，燃烧室的温度高于单循环流化床气化炉，燃烧室能燃烧传统气化炉不能充分燃烧的含碳残留物。同时燃烧室的产生的热量也能够得到充分的利用。本实施例中生物质的能量利用率好。

Description

一种生物质气化装置

技术领域

本发明涉及生物质领域，特别是一种生物质气化装置。

背景技术

生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气部分（或者氧气）、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。生物质气化是把生物质原料转化为可燃气体，可用于供热、发电、供气及化学品的合成，生物质气化炉是生物质能利用的重要技术之一。目前生物质气化装置通常采用固定床、单循环流化床、双循环流化床等方式，其中固定床气化炉、单循环流化床气化炉装置简单，但产生的燃气热值低，效率较低。

申请公布号CN103205281A的专利文献公开了一种富氧生物质循环流化床气化系统，生物质从气化炉的中下部加入，经预热器预热的富氧空气和过热水蒸气由气化炉底部加入，生物质在床料辅助作用下快速流化，发生热解及气化反应，产生的高温燃气经旋风分离器进行气固分离，燃气中的残炭和床料由返料装置从气化炉下部送回气化炉继续反应，高温燃气依次通过旋风除尘器、过热器、余热锅炉、预热器后离开系统。本发明可以有效降低燃气中氮气体积份额和灰尘、焦油浓度，提高燃气热值，得到高品质清洁燃气。

现有的生物质气化装置中，生物质的燃烧、气化在同一炉膛内进行，生物质气化后的含碳物料残留多，含碳物料的能量不能得到充分的利用。

发明内容

本发明目的在于提供一种生物质气化装置，充分利用生物质气化后的含碳物料，提高含碳物料的利用率。

为达上述优点，本发明提供一种生物质气化装置，用于气化生物质为可燃气体，所述生物质气化装置包括：燃烧室、气化室；

所述燃烧室的下部侧壁开设有第二温度灰入口和气化室残渣返料口；所述气化室的下部侧壁开设有第一温度灰入口，所述气化室的下部开设有气化室残渣出口；

所述燃烧室的燃烧室旋风分离器的出灰口与第一温度灰入口连通，所述气化室的气化室旋风分离器的出灰口与所述第二温度灰入口连通，所述气化室残渣出口与所述气化室残渣返料口连通。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，所述燃烧室和所述气化室均为循环流化床。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，所述气化室残渣出口与所述气化室残渣返料口之间设有残渣螺旋给料机。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，所述生物质气化装置还包括余热锅炉，所述燃烧室旋风分离器的出气口与所述余热锅炉连通，所述余热锅炉用于与所述燃烧室旋风分离器排出的烟气交换热量，制造过热蒸汽，所述过热蒸汽用于为所述气化室气化生物质。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，所述燃烧室旋风分离器下部的灰出口与所述气化室设有灰返料器。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，所述灰返料器包括返料风机。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，所述生物质气化装置还包括：风机、控制器，所述风机与所述燃烧室、所述气化室连通。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，风机与所述气化室之间设有空气或氧气电磁阀，所述余热锅炉与所述气化室之间设有过热蒸汽电磁阀。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，所述气化室内下部设有温度采集器，高温压力传感器。

在本发明生物质气化装置的一个实施例中，所述控制器与所述灰返料器、所述气化室螺旋给料机、所述残渣螺旋给料机、所述过热蒸汽电磁阀、所述空气或氧气电磁阀、所述温度采集器、所述高温压力传感器电连接。

在本发明的生物质气化装置中，燃烧室的温度高于单循环流化床气化炉，燃烧室能燃烧传统气化炉不能充分燃烧的含碳残留物。同时燃烧室的产生的热量也能够得到充分的利用。本实施例中生物质的能量利用率好。

附图说明

图1所示为本发明第一实施例的生物质气化装置的结构示意图。

图2所示为本发明第二实施例的生物质气化装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1所示为本发明第一实施例的生物质气化装置的结构示意图。请参见图1、本实施例的生物质气化装置10，包括燃烧室1、气化室2、余热锅炉3、烟囱4、风机5。

燃烧室1、气化室2相互连通；燃烧室1、气化室2的下端与风机5连通；燃烧室1的上部与余热锅炉3连通；余热锅炉3与烟囱连通。

燃烧室1、气化室2均为循环流化床，燃烧室1用于燃烧生物质为灰和烟气。

燃烧室1用于为气化室2、余热锅炉3提供热量。燃烧室1的上部与燃烧室旋风分离器11连通；燃烧室1的下部侧壁与燃烧室螺旋给料机13连通；在燃烧室1的下端开设有燃烧室进气口15、燃烧室残渣出口17；燃烧室1的下部侧壁开设有第二温度灰入口240和气化室残渣返料口260。

燃烧室旋风分离器11，用于分离来自于燃烧室1的第一温度灰和烟气，燃烧室旋风分离器11上部的烟气出口与余热锅炉3连通。燃烧室旋风分离器11下部的灰出口与灰返料器12连通，灰返料器12还与气化室2连通。灰返料器12依靠返料风机121产生的气流可以将第一温度灰送入气化室2内。

燃烧室螺旋给料机13的一端与燃烧室1连通，另一端与燃烧室生物质料斗131连通。燃烧室螺旋给料机13用于为燃烧室1提供生物质燃料。

燃烧室进气口15与风机5连通，燃烧室进气口15用于为燃烧室1提供燃烧生物质所需的氧气或空气。

燃烧室残渣出口17，用于排出经燃烧室1充分燃烧后的残留物。

气化室残渣返料口260用于接收气化室2的排出的含碳残渣。第二温度灰入口240用于接收气化室2的第二温度灰，使燃烧室再次燃烧第二温度灰。

气化室2用于热解生物质为可燃气体。

气化室2的上部与气化室旋风分离器21连通；气化室2的下部侧壁与气化室螺旋给料机23连通；气化室2的下端开设有气化室进气口25、气化室残渣出口27；气化室2的下部侧壁开设有第一温度灰入口120。

气化室旋风分离器21，用于分离来自于气化室2的第二温度灰和可燃气体。为了保证燃烧室1与气化室2间的密封气化室旋风分离器21下部的灰出口与第二温度灰入口240之间设有返灰螺旋给料机24。气化室旋风分离器21下部的灰出口经返灰螺旋给料机24、第二温度灰入口240与燃烧室1连通。

气化室螺旋给料机23的一端与气化室2连通，另一端与气化室生物质料斗231连通。气化室螺旋给料机23用于为气化室2提供生物质。

气化室进气口25与风机5、余热锅炉3连通，气化室进气口25用于为气化室2提供气化生物质所需的氧气或空气、水蒸气。

气化室残渣出口27，用于排出经气化室2充分气化后的含碳残留物。气化室残渣出口27与残渣螺旋给料机26连通。残渣螺旋给料机26经气化室残渣返料口260与燃烧室1连通。

第一温度灰入口120，用于接收燃烧室1的第一温度灰。

余热锅炉3用于与燃烧室1产生的烟气交换热量，制造过热蒸气。余热锅炉3与气化室2的气化室进气口25连通。余热锅炉3烟气的出口与烟囱4连通。

烟囱4用于将烟气顺利排入大气，为了更顺利的排出烟气，烟囱4与预热锅炉3之间设有引风机41。

本实施例中，燃烧室1内的温度750摄氏度左右，气化室2内的温度为450摄氏度至500摄氏度。第一温度灰的温度高于气化室2内的温度，第二温度灰的温度低于燃烧室1内的温度。

本实施例的工作原理如下：

燃烧室1燃烧生物质、第二温度灰、含碳残留物，产生第一温度灰、烟气；

余热锅炉3与烟气交换热量，烟气排出大气，余热锅炉3制造过热蒸汽；

过热蒸汽、第一温度灰、生物质进入气化室2，第一温度灰提高气化室2的温度，过热蒸汽和生物质流化作用产生可燃气体、第二温度灰、含碳残留物；

第二温度灰、含碳残留物进入燃烧室1充分燃烧。

因燃烧室1的温度高于单循环流化床气化炉，燃烧室1能燃烧传统气化炉不能充分燃烧的含碳残留物。同时燃烧室1的产生的热量也能够得到充分的利用。本实施例中生物质的能量利用率好。

本实施例中气化室采用过热蒸汽作为气化剂，提高了可燃气体的热值气化室的反应温度可以通过加入的部分空气进行调节，保证反应的正常进行。

残渣螺旋给料机26在进行精确调节物料输送量的同时，保证燃烧室与气化室之间的密封。

图2所示为本发明第二实施例的生物质气化装置的结构示意图。请参见图2，本发明第二实施例的生物质气化装置10与第一实施例的结构和原理相似，二者的区别在于，

生物质气化装置10还包括：控制器6。

风机5与气化室2之间设有空气或氧气电磁阀51，余热锅炉3与气化室2之间设有过热蒸汽电磁阀31。

气化室2下部设有温度采集器61，高温压力传感器62。温度采集器61可以是热电偶。

控制器6与灰返料器12、气化室螺旋给料机23、残渣螺旋给料机26、过热蒸汽电磁阀31、空气或氧气电磁阀51、温度采集器61、高温压力传感器62电连接。

控制器6用于通过温度采集器61、高温压力传感器62获取气化室内的温度，压力信息；

控制灰返料器12、气化室螺旋给料机23、残渣螺旋给料机26是否运行和运行的速度；

控制过热蒸汽电磁阀31、空气或氧气电磁阀51的开合大小。

在气化室工作中，温度反应气化反应是否正常，压力反应整个系统的设备工作是否正常，气化室内的物料是否平衡。

压力小于设定阈值时，控制气化室螺旋给料机23工作增加气化室内生物质的数量或减少残渣螺旋给料机26的转速，使压力升高。压力大于设定阈值时，控制残渣螺旋给料机26工作，将残留物料送入燃烧室内。

温度高于设定阈值时，控制气化室螺旋给料机23工作增加气化室内生物质的数量，减慢灰返料器12运行速度，关闭或关小空气或氧气电磁阀51，打开或开大过热蒸汽电磁阀31。

温度低于设定阈值时增加灰返料器12运行速度，打开或开大空气或氧气电磁阀51。

本实施例的其他部分与第一实施例的结构和原理相同，在此不做重复赘述。

综上，本发明的生物质气化装置至少具有以下的优点:

燃烧室的温度高于单循环流化床气化炉，燃烧室能燃烧传统气化炉不能充分燃烧的含碳残留物。同时燃烧室的产生的热量也能够得到充分的利用。本实施例中生物质的能量利用率好。

本发明的一个实施例中，气化室采用过热蒸汽作为气化剂，提高了可燃气体的热值，气化室的反应温度可以通过加入的部分空气进行调节，保证反应的正常进行。

本发明的一个实施例中，残渣螺旋给料机在进行精确调节物料输送量的同时，保证燃烧室与气化室之间的密封。

本实施例中气化室采用过热蒸汽作为气化剂，提高了可燃气体的热值，气化室的反应温度可以通过加入的部分空气进行调节，保证反应的正常进行。

以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种生物质气化装置,用于气化生物质为可燃气体，其特征在于，所述生物质气化装置包括：燃烧室（1）、气化室（2）；

所述燃烧室（1）的下部侧壁开设有第二温度灰入口（240）和气化室残渣返料口（260）；所述气化室（2）的下部侧壁开设有第一温度灰入口（120），所述气化室（2）的下部开设有气化室残渣出口（27）；

所述燃烧室（1）的燃烧室旋风分离器（11）的出灰口与第一温度灰入口（120）连通，所述气化室（2）的气化室旋风分离器（21）的出灰口与所述第二温度灰入口（240）连通，所述气化室残渣出口（27）与所述气化室残渣返料口（260）连通。

2.根据权利要求1所述的生物质气化装置，其特征在于，所述燃烧室（1）和所述气化室（2）均为循环流化床。

3.根据权利要求1所述的生物质气化装置，其特征在于，所述气化室残渣出口（27）与所述气化室残渣返料口（260）之间设有残渣螺旋给料机（26）。

4.根据权利要求1所述的生物质气化装置，其特征在于，所述生物质气化装置还包括余热锅炉（3），所述燃烧室旋风分离器（11）的出气口与所述余热锅炉（3）连通，所述余热锅炉（3）用于与所述燃烧室旋风分离器（11）排出的烟气交换热量，制造过热蒸汽，所述过热蒸汽用于为所述气化室（2）气化生物质。

5.根据权利要求4所述的生物质气化装置，其特征在于，所述燃烧室旋风分离器（11）下部的灰出口与所述气化室（2）设有灰返料器（12）。

6.根据权利要求5所述的生物质气化装置，其特征在于，所述灰返料器（12）包括返料风机（121）。

7.根据权利要求6所述的生物质气化装置，其特征在于，所述生物质气化装置还包括：风机（5）、控制器（6），所述风机（5）与所述燃烧室（1）、所述气化室（2）连通。

8.根据权利要求7所述的生物质气化装置，其特征在于，风机（5）与所述气化室（2）之间设有空气或氧气电磁阀（51），所述余热锅炉（3）与所述气化室（2）之间设有过热蒸汽电磁阀（31）。

9.根据权利要求8所述的生物质气化装置，其特征在于，所述气化室（2）

内下部设有温度采集器（61），高温压力传感器（62）。

10.根据权利要求9所述的生物质气化装置，其特征在于，所述控制器（6）与所述灰返料器（12）、所述气化室螺旋给料机（23）、所述残渣螺旋给料机（26）、所述过热蒸汽电磁阀（31）、所述空气或氧气电磁阀（51）、所述温度采集器（61）、所述高温压力传感器（62）电连接。