CN107163988A - 制备中热值生物质可燃气的气化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种制备中热值生物质可燃气的气化装置，其能够不需要额外投入较大的生产成本和保证稳定运行的基础上，提高气化可燃气热值。它包括气化炉和蒸汽发生进气系统；在气化炉底部设置螺旋出料布气装置，螺旋出料布气装置中转动的螺旋轴为外周带有螺旋叶片的中空轴，中空轴上设置出气孔；蒸汽发生进气系统包括汽包、循环热水泵、布置于气化炉中下部的加热盘管、混合器、风机以及阀门；加热盘管出口通过循环热水泵与汽包的进水口相连，汽包的出水口与加热盘管进口相连；汽包的水蒸气出口通过阀门连接在混合器的进入口；风机出口通过阀门连接在混合器的进入口；混合器出口与通过旋转接头与螺旋轴一端相通。

Description

制备中热值生物质可燃气的气化装置

技术领域

本发明涉及的是用于制备中热值生物质可燃气的气化装置，属于生物质能源领域。

背景技术

当前生物质气化技术中，气化装置应用于工业生产中气化剂主要为空气，由于空气中含有大量氮气没有参与气化反应，最终进入到可燃气中，使得生物质气化可燃气的热值根据气化原料不同，在950kcal-1250kcal之间，其热值较低，用于锅炉燃烧由于热值太低只能用于低温低压锅炉；用于内燃机发电只能用于低速内燃发电机；用于居民炊事，由于热值低，居民宁可用高价天然气也不用生物质气，因此低热值可燃气的应用受到了很大限制，这大大制约了生物质能源的发展。

当前提高生物质可燃气的热值方法主要有对可燃气进行脱氮处理以及不使用空气作为气化剂，使用氧气、水蒸气等。对可燃气进行脱氮处理好多科研单位进行了研究，并已经实现可燃气的脱氮，但是由于成本太高无法产业化。采用氧气作为气化剂，由于成本高以及安全问题，其生产技术目前仍在实验室处于研究阶段。采用采用空气作为气化剂，同时喷入水蒸汽增加气体热值，此项技术在煤气化上有应用，但是采用空气和水蒸汽分开喷入炉子内部，由于煤的发热量高，反应层温度高，其分开喷入空气和水蒸气不会对其反应层反应造成影响，但是生物质由于热值与煤比较，低了很多，如采用煤的方法，分开喷蒸以及布气不均，都会导致反应温度急剧下降，反应无法正常进行。

究于以上背景，急需研制一套能应用于生产、不需要额外投入较大生产成本的气化装置，其产生的可燃气热值在1600-1800Kcal之间，满足居民供气需求，高温、高压锅炉需求以及中速内燃机的使用需求。

发明内容

本发明提供的是一种制备中热值生物质可燃气的气化装置，其目的旨在不需要额外投入较大的生产成本和保证稳定运行的基础上，提高气化可燃气热值。

本发明技术解决方案：

本发明所述的制备中热值生物质可燃气的气化装置，包括气化炉和蒸汽发生进气系统；在气化炉中上部设置有密闭进料装置2，在气化炉底部设置螺旋出料布气装置5，螺旋出料布气装置5中转动的螺旋轴29为外周带有螺旋叶片的中空轴，中空轴上均匀设置把中空轴内部与气化炉内部连通的出气孔；蒸汽发生进气系统包括汽包11、循环热水泵12、布置于气化炉中下部的加热盘管4、混合器13、风机17以及阀门；加热盘管出口通过循环热水泵12与汽包的进水口9相连，汽包的出水口10与加热盘管进口相连；汽包的水蒸气出口7通过阀门15连接在混合器13的进入口；风机17出口通过阀门14连接在混合器13的进入口；混合器13出口与通过旋转接头30与螺旋轴29一端相通。

上述的制备中热值生物质可燃气的气化装置，螺旋出料布气装置5包括多个平行的穿过气化炉底部的梯形出炭槽28，每个梯形出炭槽28内设置一根转动的螺旋轴29；伸出气化炉外部的各梯形出炭槽28的端部连接有一个出炭仓26，出炭仓26内设置有一根转动的二级出炭螺旋27。

上述的制备中热值生物质可燃气的气化装置，密闭进料装置2，包括料斗18、中间过渡料仓21、底仓、进料螺旋23，料斗18与中间过渡料仓21之间设置刀阀一19，中间过渡料仓21与底仓之间设置刀阀二22，底仓下部设置伸入气化炉内的进料螺旋23。

上述的制备中热值生物质可燃气的气化装置，气化炉上部设有减速器带动旋转的铺料器1，在气化炉上内设有料位计，在气化炉下部设有减速器带动旋转破桥装置。

本发明的优点：

阀门与混合器相连，供气化剂风机出口与阀门、混合器相连，混合器出口与出料螺旋中间轴相连，实现了空气与利用气化炉反应区热量产生水蒸汽混合后，均匀进入到反应区。

螺旋出料布气装置中，作为中空轴的螺旋轴均匀布置出气孔，实现一机两用，均匀出料的同时均匀布气，并对气化剂进行预热。

在反应区布置盘管，利用反应区热量制得水蒸汽，简单，方便。

炉外采用空气与水蒸汽的预混合系统，保证在进水蒸汽反应的同时，可以提供足够热量，不引起反应温度下降，保证气化的稳定进行。

附图说明

图1是用于制备中热值生物质可燃气的气化装置

图2是密闭进料装置的示意图。

图3是螺旋出料布气装置主视图。

图4是螺旋出料布气装置俯视图。

图5是螺旋出料布气装置侧视图。

图中，1是减速器带动旋转的铺料器、2是密闭进料装置、3是燃气出口、4是加热盘管、5是螺旋出料布气装置、6是破桥装置、7是蒸汽出口、8是补水口、9是进水口、10是出水口、11是汽包、12是循环热水泵、13是混合器、14是阀门一、15是阀门二、16是阀门三、17是风机。

18是料斗、19是刀阀一、20是进料装置料位计、21是中间过渡料仓、22是刀阀二、23是进料螺旋。

24是炉内出炭螺旋叶片、25是减速电机、26是出炭仓、27是二级出炭螺旋、28是梯形出炭槽、29是螺旋轴、30是旋转接头、31是混合气化剂进口、32是料位计。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

对照附图1所示的用于制备中热值生物质可燃气的气化装置，气化炉上部设置有减速器带动旋转的铺料器1用于将密闭进料装置2所进气化原料铺平，将密闭进料装置2根据设置在气化炉炉体上的料位计32控制其加料，在螺旋出料布气装置5的上方300mm炉壁上布置有加热盘管4，炉体下部设置有破桥装置6用于防止反应层出现架桥。

蒸汽发生进气系统由汽包11、循环热水泵12、混合器13、阀门、风机17等组成。汽包11上设有补水口8、进水口9、出水口10、水蒸气出口7。加热盘管4出口通过循环热水泵12与汽包进水口9相连，汽包11的水蒸气出口7与通过阀门二15与混合器13相连，供气化剂风机17出口通过与阀门一14与混合器13相连，混合器13出口通过旋转接头30与螺旋轴29相连，混合器13实现了空气与利用气化炉反应区热量产生的水蒸汽的混合，并把它们通过螺旋轴29均匀进入到反应区。

参见图2所示的密闭进料装置，包括料斗18、中间过渡料仓21、底仓、进料螺旋23等。料斗18与中间过渡料仓21之间设置刀阀一19，中间过渡料仓21与底仓之间设置刀阀二22，底仓下部设置伸入气化炉内的进料螺旋23。原料首先进入料斗18，继而打开刀阀一19，原料进入中间过渡料仓21，关闭刀阀一19，打开刀阀二22，原料进入底仓。然后打开进料螺旋23，原料进入气化炉，同时关闭刀阀二22，继而实现密闭进料

螺旋出料布气装置5除了可以出炭外还用于实现均匀布气。对照图3-5所示螺旋出料布气装置的示意图，其由炉内出炭螺旋叶片24、减速电机25、出炭仓26、二级出炭螺旋27、梯形出炭槽28、旋转接头30组成。减速电机25带动带有炉内出炭螺旋叶片24的螺旋轴29旋转出炭，出炭仓26与梯形出炭槽28两端相连，出炭仓26内设置连接二级出炭螺旋27。炉内出炭螺旋24上的螺旋轴管29上均匀分布有布气用出气孔，用于均匀布气化剂入气化炉。

工作过程实例：

系统运行时，木质原料通过密闭进料装置进入气化炉，点火后继续进料，同时通过风机供热少量空气（此时阀门二15关闭），直至加料至料位计32处，停止加料，同时打开蒸汽发生进气系统的循环加热泵，逐步加大进风量，此时木质原料在气化炉发生了气化反应产生的可燃气，当炉温到达750度左右时，燃气热值在1000kcal左右时（这段时间大概需要半小时），此时，气化炉下部加热盘管水逐步吸收反应区的热量在汽包中形成蒸汽，慢慢打开阀门二15，蒸汽与空气在混合器中混合后，由风机送入气化炉中出炭螺旋轴中，再通过螺旋轴上的出气孔均匀布入气化炉，蒸汽在高温与C反应过程，实现加氢过程，观察炉体反应区温度变化和燃气热值变化，当温度变化上下波动不超过10%，燃气热值经过加氢提高至1600-1800Kcal时，蒸汽阀门保持不动，此为最佳的混合比，反应后定期通过螺旋出料布气装置定期出炭，从而实现稳定运行，提高热值的目的。

本发明中，气化炉底部设置有破桥装置可以防止反应区架桥；设置有独特的螺旋出料布气装置，保证了出料布气均匀；利用反应区热量的蒸汽发生进气系统以及采用蒸汽与空气采用炉外混合进气方式，保证反应稳定，同时混合气化将可燃气热值提高至1600-1800KCAL，满足农村供气的要求。

Claims (4)

1.制备中热值生物质可燃气的气化装置，包括气化炉和蒸汽发生进气系统；在气化炉中上部设置有密闭进料装置（2），其特征在于，在气化炉底部设置螺旋出料布气装置（5），螺旋出料布气装置（5）中转动的螺旋轴（29）为外周带有螺旋叶片的中空轴，中空轴上均匀设置把中空轴内部与气化炉内部连通的出气孔；蒸汽发生进气系统包括汽包（11）、循环热水泵（12）、布置于气化炉中下部的加热盘管（4）、混合器（13）、风机（17）以及阀门；加热盘管出口通过循环热水泵（12）与汽包的进水口（9）相连，汽包的出水口（10）与加热盘管进口相连；汽包的水蒸气出口（7）通过阀门（15）连接在混合器（13）的进入口；风机（17）出口通过阀门（14）连接在混合器（13）的进入口；混合器（13）出口与通过旋转接头（30）与螺旋轴（29）一端相通。

2.根据权利要求1所述的制备中热值生物质可燃气的气化装置，其特征是：螺旋出料布气装置（5）包括多个平行的穿过气化炉底部的梯形出炭槽（28），每个梯形出炭槽（28）内设置一根转动的螺旋轴（29）；伸出气化炉外部的各梯形出炭槽（28）的端部连接有一个出炭仓（26），出炭仓（26）内设置有一根转动的二级出炭螺旋（27）。

3.根据权利要求1所述的制备中热值生物质可燃气的气化装置，其特征是：密闭进料装置（2），包括料斗（18）、中间过渡料仓（21）、底仓、进料螺旋（23），料斗18与中间过渡料仓（21）之间设置刀阀一（19），中间过渡料仓（21）与底仓之间设置刀阀二（22），底仓下部设置伸入气化炉内的进料螺旋（23）。

4.根据权利要求1所述的制备中热值生物质可燃气的气化装置，其特征是：气化炉上部设有减速器带动旋转的铺料器（1），在气化炉上内设有料位计，在气化炉下部设有减速器带动旋转破桥装置。