CN109161403B - 一种上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉，其上部两侧设置有对称的出气口与炉体外的混合室相连接，在炉内裂解区设有集气环，形成下部集气区，其两侧设置有对称的抽气口与炉体外的抽气室相连接，抽气室与混合室通过带阀门的抽气通道相连接，同时抽气室还设置有带阀门的旁通抽气通道与混合室出口的出气通道相连接，通过抽取还原区内燃气的方式来解决热态启炉时低温燃气中焦油析出的问题，或运行过程中燃气负荷下降较多时，仍然使燃气温度保持在300℃以上。本发明具有操作简便、负荷适应能力强、出口燃气温度稳定等优点。

Description

一种上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉
技术领域
本发明涉及生物质能源利用技术领域，具体涉及一种上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉。
背景技术
生物质气化技术是利用气化装置将生物质原料在缺氧状态下燃烧和还原的能量转换过程，将固态生物质原料转换为高品位的可燃气体。目前气化炉可分为固定床和流化床两种类型，现有技术中最为常见的固定床气化炉主要有上吸式和下吸式两种结构形式。下吸式气化炉的主要优点是燃气中焦油含量低、燃气温度高，在输送过程中焦油始终以气态的方式存在，缺点是气化强度低、单台炉的规模小、燃气中灰尘含量高、容易堵塞管道，在实际应用中限制了其使用范围。
上吸式气化炉的燃气出口通常设计在炉体顶部，生成的燃气与料层进行换热干燥的同时被过滤净化，燃气中粉尘含量较少，通过控制进料的水分和设计合理的炉膛高度，出口燃气温度可达到300℃以上，上吸式气化炉具有结构简单、造价低、易于操作、气化强度大，单台炉可以满足较大的负荷，目前得到了广泛的应用。
公开号为CN104312631A的专利文献公开了一种“可加热燃气的上吸式生物质气化炉”，该装置由外筒体、中间筒体、内筒体组成，筒体间形成燃气通道，中间筒体的下部外侧设置有传热片，中间筒体气化产生的燃气经燃气通道流向外筒体下部的燃气出口，气化时中间筒体下部温度较高使得经过的燃气被不断加热，让燃气保持较高的温度，燃气中的焦油始终以气体方式存在，解决了焦油析出的问题。在实际运行过程中，气化炉的料层对燃气过滤后，燃气中仍会携带一定量的粉尘，其粘附于传热片后导致换热效果恶化，随着粉尘不断的累积，甚至将传热片间的对流通道堵塞，因此该种燃气加热方式有待继续改进和完善。
发明专利内容
本发明旨在提供一种上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉，在热态启炉时能避免低温燃气中焦油析出，或在运行过程中燃气负荷下降较多时燃气温度仍然能保持在300℃以上。
为实现以上目的，本发明提出了以下的技术方案：
一种上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉，包括炉体及设置于炉体内的中心筒体，所述炉体的两侧对称设置有由混合室与抽气室组成的组合体，所述炉体与中心筒体之间的气空间形成上部集气区，所述上部集气区的两侧设置有对称的出气口与所述混合室相连接；所述气化炉由下至上依次为氧化区、还原区、裂解区、干燥区和上部集气区，所述裂解区内设置有下部集气环，形成下部集气区，所述下部集气区的两侧设置有对称的抽气口与所述抽气室相连接；所述抽气室与混合室通过带阀门的抽气通道相连接，所述抽气室还设置有带阀门的旁通抽气通道与所述混合室出口阀门后的出气通道相连接；所述中心筒体设有进料口，所述气化炉的底部设有炉排和排灰装置。
所述抽气室为上宽下窄的中空腔室，所述中空腔室为惯性除尘器与重力沉降室串联的组合体，所述抽气室的下端连接有储灰箱。
所述下部集气环的内侧与外侧分别设置有耐火层。
所述炉体设有保温层和耐火层，所述抽气室、混合室、出气通道、抽气通道的内侧设置有耐火层、外侧设有保温层。
本发明相较于现有技术，具备以下有益效果：
1.上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉热态启炉时，通过关闭混合室的出口阀门，开启抽气室的旁通抽气阀门，抽取还原区内无焦油成分的燃气方式，解决了热态启炉时低温燃气中焦油析出，堵塞燃气输送通道的问题。
2.气化装置在运行过程中燃气负荷大幅度下降时，出口燃气温度也随之降低，低于300℃时，通过开启抽气室低负荷抽气阀门，抽取还原区部分高温燃气与出口燃气相混合的方式，使混合后的燃气温度仍然能达到300℃以上，燃气中的焦油始终以气体方式存在，解决了低负荷时燃气温度下降，焦油析出的问题。
3.从还原区抽取的高温燃气中容易携带较多的粉尘，经过惯性除尘器和重力沉降室的组合净化处理后，有效降低了燃气中的粉尘含量，保证了混合后的燃气质量。
附图说明
图1是本发明上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉结构示意图。
附图标记：
1-炉体；2-中心筒体；3-下部集气环；4-进料口；5-炉排；6-排灰装置；7-氧化区；8-还原区；9-裂解区；10-干燥区；11-上部集气区；12-下部集气区；13-混合室；14-抽气室；15-惯性除尘器；16-重力沉降室；17-储灰箱；18-出气口；19-抽气口；20-第一出气通道；21-抽气通道；22-出口阀门；23-低负荷抽气阀门；24-旁通抽气阀门；25-保温层；26-耐火层；27-耐火层；28-耐火层；29-保温层；30-旁通抽气通道；31-第二出气通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
参阅附图1，一种上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉，包括炉体1、中心筒体2、下部集气环3、抽气室14及混合室13，中心筒体2设置于炉体1内，上端伸出于炉体1，炉体1的两侧对称设置有由抽气室14与混合室13构成的组合体。
炉体1与中心筒体2之间的气空间形成上部集气区11，上部集气区11的两侧设置有对称的出气口18与混合室13通过出气通道20相连接；所述气化炉由下至上依次为氧化区7、还原区8、裂解区9、干燥区10和上部集气区11，下部集气环3设置在裂解区9内，形成下部集气区12，下部集气区12的两侧设置有对称的抽气口19与抽气室14相连接；抽气室14与混合室13通过低负荷抽气阀门23和抽气通道21相连接，抽气室14还设置有带旁通抽气阀门24的旁通抽气通道30与混合室出口阀门22后的第二出气通道31相连接；抽气室14具有除尘功能，为惯性除尘器15与重力沉降室16串联的组合体，抽气室14的下端设有储灰箱17；中心筒体2设有进料口4，所述气化炉的底部设有炉排5和排灰装置6；炉体1设有保温层25和耐火层26，下部集气环3的内、外侧设置有耐火层27，抽气室14、混合室13、第一出气通道20、抽气通道21的内侧设置有耐火层28、外侧设有保温层29。
本发明的具体过程：生物质原料由进料口4进入气化炉内进行热解气化，空气从炉排5的下方送入，炉内由下至上依次为氧化区7、还原区8、裂解区9、干燥区10和上部集气区11，气化产生的高温燃气从上部集气区11两侧的出气口18排出，出口燃气温度可达350℃左右。运行过程中燃气负荷下降较多时，出口燃气温度也随之显著降低，低于300℃时，开启低负荷抽气阀门23，抽取还原区8的部分高温燃气，经过惯性除尘器15与重力沉降室16的组合净化处理后与出口燃气相混合，使混合室13的燃气温度达到300℃以上，燃气中的焦油始终以气体方式存在。
气化炉热态启炉时，还原区8的木炭层已经不存在焦油成分，关闭混合室出口阀门22，开启旁通抽气阀门24，抽取还原区8无焦油成分的低温燃气，随着炉排5进风量的增加，燃气负荷的提高，还原区8的温度也快速上升，抽气温度达到500℃以上时，即可开启混合室出口阀门22、低负荷抽气阀门23，关闭旁通抽气阀门24，使混合室13的燃气温度调整到300℃以上，随着上部集气区11的燃气温度逐渐升高，逐渐关小低负荷抽气阀门23，上部集气区11的燃气温度达到350℃时，即可关闭低负荷抽气阀门23，气化炉转入正常运行操作。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉，其特征在于：包括炉体及设置于炉体内的中心筒体，所述炉体的两侧对称设置有由混合室与抽气室组成的组合体，所述炉体与中心筒体之间的气空间形成上部集气区，所述上部集气区的两侧设置有对称的出气口与所述混合室相连接；所述气化炉由下至上依次为氧化区、还原区、裂解区、干燥区和上部集气区，所述裂解区内设置有下部集气环，形成下部集气区，所述下部集气区的两侧设置有对称的抽气口与所述抽气室相连接；所述抽气室与混合室通过带阀门的抽气通道相连接，所述抽气室还设置有带阀门的旁通抽气通道与所述混合室出口阀门后的出气通道相连接；所述中心筒体的上端设有进料口，所述气化炉的底部设有炉排和排灰装置；其中，所述混合室的进气口通过第一出气通道与所述上部集气区连通，所述抽气通道的阀门为低负荷抽气阀门，所述混合室的出气口通过第二出气通道与所述旁通抽气通道连通，所述旁通抽气通道的阀门为旁通抽气阀门，所述第二出气通道设有燃气出口；当所述燃气出口的出口燃气温度低于300℃时，所述低负荷抽气阀门开启并抽取还原区的燃气到所述抽气室，直至所述混合室内的燃气温度达到300℃以上；当气化炉热态启炉时，关闭所述混合室出口阀门，开启所述旁通抽气阀门，抽取还原区的燃气，直至抽取还原区的燃气的温度达到500℃以上时，开启所述混合室出口阀门、所述低负荷抽气阀门，关闭所述旁通抽气阀门，使所述混合室的燃气温度调整到300℃以上，随着所述上部集气区的燃气温度逐渐升高，逐渐关小低负荷抽气阀门，直到所述上部集气区的燃气温度达到350℃时，关闭所述低负荷抽气阀门。
2.根据权利要求1所述的上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉，其特征在于：所述抽气室为上宽下窄的中空腔室，所述中空腔室为惯性除尘器与重力沉降室串联的组合体，所述抽气室的下端连接有储灰箱。
3.根据权利要求1所述的上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉，其特征在于：所述下部集气环的内侧与外侧分别设置有耐火层。
4.根据权利要求1所述的上吸式可调节燃气温度的生物质气化炉，其特征在于：所述抽气室、混合室、出气通道和抽气通道的内侧分别设置有耐火层，外侧分别设置有保温层。
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