CN105861071B - 一种复合式生物质分级气化炉 - Google Patents

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Abstract

一种复合式生物质分级气化炉，属于生物质气化设备领域，解决了生物质气化过程焦油含量过高的问题，它包含旋风炉和固定床，在旋风炉上设置有轴向的进料口和切向的二次风口，旋风炉尾部设置的凸台型出气管和排渣口均与固定床的气化室连通，在固定床的气化室底部设置有链条炉排，在链条炉排下方设置有四个气化剂风室，四个气化剂风室中的两个相间的气化剂风室为水蒸气入口，与蒸汽发生器连接，另外两个相间的气化剂风室为热空气入口，与空气预热器连接，在气化室上部设置有一组蒸汽发生器和一组空气预热器，在固定床的气化室下方设置有两个灰渣斗；本发明用于生物质气化。

Description

一种复合式生物质分级气化炉
技术领域
本发明属于生物质气化设备领域，具体涉及一种复合式生物质分级气化炉。
背景技术
生物质气化技术是目前利用生物质能最广泛的技术手段，各种气化炉也是层出不穷，各有优劣。然而，气化过程中焦油含量过高的问题始终是气化技术面临的最大的问题，能量方面：焦油含量过高会带走大量的能量，是整体的气化效率降低，产气品质下降；设备方面：焦油会导致气化设备的腐蚀，输气管道的堵塞，对气化设备长期稳定运行有很大的影响；环境方面：焦油成分复杂，有些成分具有较高毒性，对人体危害很大。所以如何最大程度的降低和减少焦油在气化过程中的产生，成为生物质气化技术的主要突破方向。
传统的除焦油工艺大多是采用水洗的方式，就是将带有焦油的产气通过水池脱焦。然而这只是一个转移的方式，并没有从根本上解决焦油问题，洗气后的污水成为含有上百种有机物的二次污染物，依然很难处理。同时，水洗的方式也极大地损耗了生物质产气携带的热量，浪费了焦油中的能量，是一种很低效的除焦油的方法。
为了从根本上解决焦油问题，就必须从焦油产生的源头，也就是生物质热解气化过程中着手来降低焦油产量。利用高温使焦油裂解是一种有效的途径。高温条件可以极大地提高焦油裂解的转化率，同时高温可以促进焦油进行缩聚反应，使焦油转变成焦炭和富含氢气的不凝气体，提高了气体热值。高温热裂解法在工艺上的可操作性也很强。
发明内容
本发明的目的是为了解决生物质气化过程焦油含量过高的问题，提供了一种复合式生物质分级气化炉，其技术方案如下：
一种复合式生物质分级气化炉，它包含旋风炉和固定床，在旋风炉上设置有轴向的进料口和切向的二次风口，旋风炉尾部设置的凸台型出气管和排渣口均与固定床的气化室连通，在固定床的气化室底部设置有链条炉排，在链条炉排下方设置有四个气化剂风室，四个气化剂风室中的两个相间的气化剂风室为水蒸气入口，与蒸汽发生器连接，另外两个相间的气化剂风室为热空气入口，与空气预热器连接，在气化室上部设置有一组蒸汽发生器和一组空气预热器，在固定床的气化室下方设置有两个灰渣斗。
运行时，将部分热解气化气燃烧产生的不高于生物质灰熔点的高温烟气从旋风炉的二次风口切向高速给入，形成强烈的旋风涡旋，同时将生物质物料轴向给入，物料与高温烟气强烈混合，经过干馏、热解，产生热解气，同时焦油在高温条件下发生裂解；产生的热解气经凸台型出气管进入气化室为蒸汽发生器和空气预热器提供热量后排出，热解后的固体残渣经旋风炉尾部的排渣口落在链条炉排上，随着链条炉排的移动，进一步气化、燃烧，最后形成的灰渣排入炉排下的灰渣斗中。
本发明的有益效果为：本发明提供的是一种由旋风炉和固定床相结合的复合式生物质分级气化炉，用来实现生物质先经高温热解然后气化，从根源上彻底解决生物质气化过程焦油含量过高的问题；由于气化是一个吸热过程，热解后的残渣会低于气化温度，在链条炉排下方的气化剂风室采用水蒸气，空气间隔式设置，保证了残碳能彻底转化。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式：
参照图1，一种复合式生物质分级气化炉，它包含旋风炉1和固定床2，在旋风炉1上设置有轴向的进料口1-1和切向的二次风口1-2，旋风炉1尾部设置的凸台型出气管1-3和排渣口1-4均与固定床2的气化室连通，在固定床2的气化室底部设置有链条炉排2-1，在链条炉排2-1下方设置有四个气化剂风室2-2，四个气化剂风室2-2中的两个相间的气化剂风室2-2为水蒸气入口，与蒸汽发生器2-3连接，另外两个相间的气化剂风室2-2为热空气入口，与空气预热器2-4连接，在气化室上部设置有一组蒸汽发生器2-3和一组空气预热器2-4，在固定床2的气化室下方设置有两个灰渣斗2-5。
为了进一步提高热解效率，旋风炉1是倾斜设置的，既保证了高温烟气和生物质物料在旋风炉1里有足够的停留时间，使热解充分进行，焦油完全裂解，同时使残碳顺利落入链条炉排2-1上进一步气化。
优选的是，旋风炉1的倾斜角度为十度到四十度。
根据生物质固体残渣从旋风炉1落到链条炉排2-1的速率和链条炉排2-1移动的速率，可以适当调整气化剂风室2-2的进气速率或两种气化剂风室2-2的间隔情况和布置数量。

Claims (3)

1.一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于它包含旋风炉(1)和固定床(2)，在旋风炉(1)上设置有轴向的进料口(1-1)和切向的二次风口(1-2)，旋风炉(1)尾部设置的凸台型出气管(1-3)和排渣口(1-4)均与固定床(2)的气化室连通，在固定床(2)的气化室底部设置有链条炉排(2-1)，在链条炉排(2-1)下方设置有四个气化剂风室(2-2)，四个气化剂风室(2-2)中的两个相间的气化剂风室(2-2)为水蒸气入口，与蒸汽发生器(2-3)连接，另外两个相间的气化剂风室(2-2)为热空气入口，与空气预热器(2-4)连接，在气化室上部设置有一组蒸汽发生器(2-3)和一组空气预热器(2-4)，在固定床(2)的气化室下方设置有两个灰渣斗(2-5)。
2.如权利要求1所述一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于旋风炉(1)是倾斜设置的。
3.如权利要求1所述一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于旋风炉(1)的倾斜角度为十度到四十度。
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