CN110257103A - 一种生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物质气化炉，包括：气化炉炉体，外筒，接灰槽，外筒套设在气化炉炉体的下部，外筒和炉体之间形成气化气通道；在接灰槽的底部固定设置有支撑体，支撑体上设置有炉篦；接灰槽中盛有水，支撑体和外筒的一部分浸入水中；气化炉反应产生的粗燃气进入炭层与炭渣反应后产生气化气从炉篦与炉体之间的间隙进入气化气通道，然后从设置在外筒上的出气口排出。本发明具有结构简单、使用方便、成本低、气化效率高等诸多优点。

Description

一种生物质气化炉

本发明属于生物质能源技术领域，特别涉及一种新型的下吸式气生物质化炉。

背景技术

生物质燃料是一种清洁、可再生能源，次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位。生物质燃料利用主要有燃烧、热化学转化和生物化学转换等途径。生物质气化技术能源转换效率高，设备简单，投资少，是生物质热化学转化途径之一。生物质气化产生的气体可作为合成气进行间接液化以生产甲醇、二甲醚等液体燃料，或直接用于锅炉燃料或发电，产生热量或进行发电。目前生物质气化技术主要有流化床气化和固定床气化技术。常用的固定床气化炉主要有上吸式和下吸式两种形式。相对而言，下吸式固定床气化炉生产得到的合成气的焦油含量较低，但仍存在合成气品质的稳定性差，气化规模小等问题。

当下吸式固定床气化炉采用往复式炉篦时，炉篦在工作时气化炉内炉压会发生波动，影响系统气化效率和稳定性。

CN 104178220B专利中气化炉采用塔型炉篦，仍存在燃气中焦油含量高的问题。塔型炉篦伸入炉体内且与炉体侧壁存在间隙，该塔形炉篦应用于上吸式气化炉。若将该结构应用于下吸式气化炉，气化炉中的气流仅能沿着炉篦与气化炉之间的空隙流动，不利于气流均匀地从碳层经过，导致气化反应不充分，影响系统整体效率。需要解决炉篦处气流分布不均等问题。

CN 204342744U专利中气化炉的炉体内增设燃烧筒，燃烧筒底端悬空于炉排的上方，且在燃烧筒内设置布风管，在气化炉上方形成预燃区域，生物质燃料在预燃区进行一次气化反应。灰斗处设置有风口，预燃区反应剩余的碳渣继续在气化炉下方的主燃区进行二次气化反应。该形式的气化炉，多处布置风口，削弱了气化炉内“还原层”的形成过程，且当主燃区和预燃区的空气流量控制不合理时可能会出现无“还原层”生成的情况，最后影响气化效率。鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种生物质气化炉，包括：气化炉炉体，外筒，接灰槽，外筒套设在气化炉炉体的下部，外筒和炉体之间形成气化气通道；

在接灰槽的底部固定设置有支撑体，支撑体上设置有炉篦；接灰槽中盛有水，支撑体和外筒的下部部分浸入水中；

气化炉反应产生的粗燃气进入炭层与炭渣反应后产生气化气从炉篦与炉体之间的间隙进入气化气通道，然后从设置在外筒上的出气口排出。

进一步地，还包括驱动机构，驱动机构设置在接灰槽的底部，用于驱动接灰槽旋转。

较佳地，位于气化气通道内的气化炉炉体的外壁和外筒的内壁上设置有若干挡灰环。

进一步地，支撑体上固定设置有排渣板，排渣板与支撑体的一端固定相连，排渣板的另一端为自由端。

较佳地，在支撑体上靠近炉篦的位置还设置有刮灰刀，用于将落至炉体内炉篦上的灰渣去除。

进一步地，炉篦上固定设置有若干风帽，风帽为空心管状，风帽穿透炉篦，其上下两端分别位于炉篦外，风帽的上端具有支撑杆和帽头，支撑杆与帽头固定连接呈伞状；风帽的下端呈上小下大的喇叭状。

较佳地，炉篦呈多层塔状，每一层上都对称设置有若干风帽。

进一步地，外筒的外壁上固定设置有出渣板，用于将排渣板上排出的灰渣取出。

较佳地，驱动机构为一对啮合的锥齿轮，由电机驱动。

较佳地，接灰槽的形状呈底小口大的盆状。

进一步地，还包括承灰台，承灰台固定设置于气化炉炉体的内壁上，靠近刮灰刀的下方。

与现有技术相比较，本发明所提供的一种生物质气化炉具有以下优点：

(1)采用塔型炉篦，炉体外侧设置外筒，气化气从炉篦与气化炉炉体之间的间隙排出后进入外筒侧壁的出气口，能有效解决下吸式气化炉采用炉篦间断式排灰造成系统周期性波动问题，提高系统运行的连续性和稳定性，提高气化效率。

(2)支撑体的部分没入接灰槽的水中。有利于降低炉篦系统支撑体温度，延长炉篦使用寿命。

(3)支撑体外侧设有排渣板，接灰槽中的灰渣经排渣板被推送至出渣板，实现出灰操作。出灰装置简单，节约设备成本费用。

(4)炉篦上布置有供相邻炉篦层燃气连通的通气口，通气口突起的顶部设有风帽，通气口底部为扩口状。支撑体在转动过程中，气化炉反应产生的粗燃气流经通气口，进入炭层与碳渣进行充分的气化反应，提高气化效率。

附图说明

包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了符合本发明的装置和方法的实施方案，并与详细描述一起用于解释符合本发明的优点和原理。

图1是本发明的一个较佳实施例的生物质气化炉的结构示意图；

图2是风帽的结构示意图；

图3是炉篦的俯视图；

图4是支撑体的俯视图。

附图标记说明

1-气化炉炉体

2-外筒

3-接灰槽

4-支撑体

5-炉篦

6-驱动机构

7-挡灰环

8-排渣板

9-风帽

10-刮灰刀

11-出渣板

12-生物质进料口

13-气化剂入口

14-承灰台

21-出气口

61、62-锥齿轮

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而，本发明并不局限于以下描述的实施方式。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，且本发明的技术理念可以与其他公知技术或与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中既可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。

在以上具体实施例的说明中，方位术语“上”、“下”、”左”、“右”、“顶”、“底”、“竖向”、“横向”和“侧向”等的使用仅仅出于便于描述的目的，而不应视为是限制性的。

本发明的一个较佳实施例提供了一种生物质气化炉，如图1所示，包括：气化炉炉体1，外筒2，接灰槽3，外筒2套设在气化炉炉体1的下部,外筒2和炉体1之间形成气化气通道。在接灰槽3的底部固定设置有支撑体4，支撑体4上设置有炉篦5；接灰槽3中盛有水,支撑体4和外筒2的一部分浸入水中；气化炉反应产生的粗燃气进入炭层与炭渣反应后产生气化气从炉篦与炉体之间的间隙进入气化气通道，然后从设置在外筒2上的出气口21排出。

本实施例中，还包括驱动机构6，驱动机构6设置在接灰槽3的底部，用于驱动接灰槽3旋转。具体地，驱动机构6为一对啮合的锥齿轮61和62，由电机驱动。其中锥齿轮61为水平设置，锥齿轮62为竖直设置。本实施例中，接灰槽3的形状呈底小口大的盆状。接灰槽3随着锥齿轮61的转动而转动。

本实施例中，位于气化气通道内的气化炉炉体的外壁和外筒的内壁上设置有若干挡灰环7。外壁和内壁上的挡灰环是交错设置的。这样的设置使得挡灰效果更为理想。

较佳地，在支撑体4上靠近炉篦5的位置还设置有刮灰刀10，用于将落至炉体内炉篦上的灰渣去除。

如图2、图3所示，炉篦5上固定设置有8个风帽9，风帽9呈空心管状，风帽9穿透炉篦5，其上下两端分别位于炉篦5外，风帽9的上端具有支撑杆91和帽头92，支撑杆91与帽头92固定连接呈伞状；风帽9的下端呈上小下大的喇叭状。

本实施例中，炉篦5呈多层塔状，由若干单个锥形炉篦组合而成的，每一层上都对称地设置有若干锥形风帽9。

如图4所示，外筒2的外壁上固定设置有出渣板11，用于将排渣板8上排出的灰渣取出。具体地，支撑体4上固定设置有排渣板8，排渣板8与支撑体4的一端固定相连，排渣板8的另一端为自由端。

本发明的生物质气化炉，还包括承灰台14，承灰台14固定设置于气化炉炉体1的内壁上，靠近刮灰刀10的下方。

本发明通过以下技术方案实现，原料生物质和气化剂分别从生物质进料口12、气化剂入口13通入。

下吸式气化炉工作原理是，生物质原料从气化炉顶部加入，依靠重力逐渐移动到底部，灰渣最后从底部排出。气化剂在气化炉的上部加入，生成的气化气由下部析出。原料自上而下进行挥发份热解，挥发性物质与碳的不完全燃烧和部分大分子挥发性物质的二次裂解，二氧化碳和水蒸气在剩余碳层与碳发生还原反应，最终得到含一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳和氮气的混合气体，即气化气。

反应产生的碳渣下落并沉积在炉篦5上形成一定高度的炭层，气化炉反应产生的粗燃气流经通气口进入炭层与碳渣进行反应，产生气化气和灰渣。气化气从炉篦11与气化炉炉体2之间的间隙排出后进入外筒10，再经挡灰环4后从出气口9排出。因重力作用下落至炉篦和承灰台上的灰渣，经刮灰刀从气化炉进入接灰槽6，并通过出渣板12送出。

锥状风帽头92可以防止碳渣直接落入管状内部的通气孔，从而避免通气孔堵塞。风帽支撑杆91数量为2个或4个。其数量不做限定，原则上不少于2个。

支撑体4在转动过程中，气化炉反应产生的粗燃气流经炉篦通气孔17，在炭层与碳渣进行充分的气化反应。炉篦5和刮灰刀10一同转动时将堆积在炉篦5和承灰台13上的灰渣连续排至接灰槽3。运行时，驱动机构6通过齿轮61带动接灰槽3、炉篦5、支撑体4及排渣板8等绕气化炉炉体1转动。接灰槽3中的灰渣经排渣板8被推送至出渣板11，实现出灰操作。外筒2底端悬空，位于气化炉炉体1底部下方。外筒2底部与接灰槽3之间通过水密封，实现系统密封效果。

与现有技术相比较，本发明所提供的一种生物质气化炉具有以下优点：与现有技术相比较，本发明所提供的一种生物质气化炉具有以下优点：

(1)采用塔型炉篦，炉体外侧设置外筒，气化气从炉篦与气化炉炉体之间的间隙排出后进入外筒侧壁的出气口，能有效解决下吸式气化炉采用炉篦间断式排灰造成系统周期性波动问题，提高系统运行的连续性和稳定性，提高气化效率。

(2)支撑体的部分没入接灰槽的水中。有利于降低炉篦系统支撑体温度，延长炉篦使用寿命。

(3)支撑体外侧设有排渣板，接灰槽中的灰渣经排渣板被推送至出渣板，实现出灰操作。出灰装置简单，节约设备成本费用。

(4)炉篦上布置有供相邻炉篦层燃气连通的通气口，通气口突起的顶部设有风帽，通气口底部为扩口状。支撑体在转动过程中，气化炉反应产生的粗燃气流经通气口，进入炭层与碳渣进行充分的气化反应，提高气化效率。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物质气化炉，其特征在于，包括：气化炉炉体，外筒，接灰槽，所述外筒套设在所述气化炉炉体的下部，所述外筒和炉体之间形成气化气通道；

在所述接灰槽的底部固定设置有支撑体，所述支撑体上设置有炉篦；所述接灰槽中盛有水，所述支撑体和所述外筒的下部部分浸入水中；

气化炉反应产生的粗燃气进入炭层与炭渣反应后产生气化气从所述炉篦与所述炉体之间的间隙进入所述气化气通道，然后从设置在所述外筒上的出气口排出。

2.根据权利要求1所述生物质气化炉，其特征在于，还包括驱动机构，所述驱动机构设置在所述接灰槽的底部，用于驱动所述接灰槽旋转。

3.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，位于所述气化气通道内的所述气化炉炉体的外壁和所述外筒的内壁上设置有若干挡灰环。

4.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，所述支撑体上固定设置有排渣板，所述排渣板与所述支撑体的一端固定相连,所述排渣板的另一端为自由端。

5.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，在所述支撑体上靠近所述炉篦的位置还设置有刮灰刀，用于将落至所述炉体内炉篦上的灰渣去除。

6.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，所述炉篦上固定设置有若干风帽，所述风帽为空心管状，所述风帽穿透所述炉篦，其上下两端分别位于所述炉篦外，所述风帽的上端具有支撑杆和帽头，所述支撑杆与所述帽头固定连接呈伞状；所述风帽的下端呈上小下大的喇叭状。

7.根据权利要求6所述的生物质气化炉，其特征在于，所述炉篦呈多层塔状，每一层上都对称设置有若干风帽。

8.根据权利要求2所述的生物质气化炉，其特征在于，所述驱动机构为一对啮合的锥齿轮，由电机驱动。

9.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，所述接灰槽的形状呈底小口大的盆状。

10.根据权利要求5所述的生物质气化炉，其特征在于，还包括承灰台，所述承灰台固定设置于所述气化炉炉体的内壁上，靠近所述刮灰刀的下方。