CN111321012A - 一种生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质气化炉，包括气化炉本体。所述气化炉本体自下而上依次配合设置灰盘、带压炉体、常压炉体、干馏段；炉膛内装满生物质废弃物衍生燃料(RDF)，炉膛自下而上依次为灰渣层、固定炭燃烧层、气化层、干馏层；干馏段上方即气化炉顶面分别配合设置焦油管道、加料管，焦油管道的一端垂直伸进气化炉膛体内并与热电偶连接，焦油管道的另一端通向焦油池。RDF气化产生的焦油重新回炉热解气化或燃烧可以被完全利用，由于焦油被完全利用，生物质气化炉工作过程中能提高可燃气的浓度和热值或焦油被燃烧以提高和保持固定炭燃烧层的温度。RDF燃烧利用率更高，且经济环保。

Description

一种生物质气化炉

技术领域

本发明涉及一种气化炉，具体涉及一种生物质气化炉。

背景技术

生物质废弃物包括城市生活垃圾、城市污泥、农林废弃物、医疗废弃物、工业有机废弃物等，其所含的当量是全人类所用能源的8倍以上。将上述废弃物破碎-风选-磁选-筛分-破碎到一定的粒级，再添加生物热解除臭剂(该添加剂的核心技术是改善了生物质废弃物的热解性能)，充分搅拌压制成型为生物质衍生燃料棒RDF(Refuse Derived Fuel的简称)，该RDF的具有热值高、热值稳定、热解气化彻底、燃烧稳定、易于运输、易于储存、无二次污染、无臭味、无机物含量少、气化发电后二噁英类物质排放量超低等特点。

生物质废弃物衍生燃料(RDF)的稳定量产，无疑为生物质废弃物资源化利用带来了生机，成为生物质废弃物利用领域新的增长点。

生物质废弃物衍生燃料(RDF)气化应用技术包含气化技术、物理净化技术、内燃发电技术。气化技术的起灰量的是焚烧技术起灰量的1/50,混合可燃气氧浓度可控制在0.6％，因此可采用全程物理净化技术，为此大大节约了成本；因为改善了RDF的热解性能，可燃气热值大幅提高，因此可采用内燃机发电技术，发电量可提高1/3以上。RDF气化可产生一氧化碳、氢气等混合可燃气，按照气化炉型及施炉工艺的不同，氢气的产量也不同。氢气的稳定量产，可为人类提供最清净的能源，垃圾变废为宝将成为现实。

技术难点

生物质气化过程产生的焦油、飞灰、酚水极易结焦堵塞管路，且其所含的重金属是有害物质，一直是气化、焚烧技术的一大头疼问题。

现有生物质气化炉对垃圾等生物质废弃物气化过程中产生的焦油缺乏有效手段回炉再气化利用；气化产生的混合可燃气净化过程中有少部分的飞灰跟酚水、焦油混合在一起难分离；分离后的酚水含有重金属，要通过化学手段软化才能再利用，投资大、成本高；固定炭燃烧层中心位置温度偏高，容易造成过渡燃烧，也容易局部烧穿，造成RDF燃料没有完全气化就被烧掉，可燃气产量降低，同时炉温偏高，会烧毁气化炉；出灰时不均匀塌陷，一不小心就会烧坏炉栅，且烧坏的炉栅要整体更换，成本非常高；因为落灰灰道截面积小、风量不匀等因素的存在，灰渣的热灼减率一直下不来，灰渣的理化稳定性也有待提高；氢气的产量在8％-12％左右,有待提高。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中焦油、酚水难以被有效利用的缺点；克服固定炭燃烧层容易过渡燃烧或烧穿的缺点；克服灰道截面积小、风量不匀造成的热灼减率居高不下的缺点；同时，可提高混合可燃气的产量或提高氢气的产量、提高灰渣的理化稳定性，降低灰渣的热灼减率，以此提供一种新型的生物质气化炉。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生物质气化炉，包括气化炉本体，所述气化炉本体自下而上依次配合设置灰盘、带压炉体、常压炉体、干馏段；灰盘底部固定设置进气口，进气口的前端设置水蒸气进入口，进气口与下端的鼓风机连接；炉膛内装满生物质废弃物衍生燃料棒(RDF)，炉膛自下而上依次为灰渣层、固定炭燃烧层、气化层、干馏层；所述灰渣层下为碟形炉栅，所述碟形炉栅上设有落灰通道和风口；所述灰渣层覆盖到碟形炉栅的顶部0.2米以上；所述干馏段上方即气化炉顶面分别配合设置焦油管道、加料管；焦油管道的一端垂直伸进气化层或固定炭燃烧层3并与焦油气引导口连接，焦油气引导口的下方安装热电偶，焦油管道的另一端通向焦油池；所述气化层和干馏层的上方配合设置可燃气出口；所述加料管与斗式提升机连接。

所述碟形炉栅包括下端与进气口连接并竖直穿过灰盘的进风管，以及与进风管上段连通水平设置在炉膛内以进风管为中心均匀向外发射的六根主风管，以及环绕在主风管上的环形支风管，以及支风管外围的主风管延伸部分的主风管加强管，四者组成的栅体，以及栅体上盖着的尖顶状的分体模块化炉栅；栅体两侧设有风口，炉栅两侧设有出风口，炉栅的出风口对应栅体的风口；所述进风管、主风管、支风管和主风管加强管之间的扇形间隙为落灰通道。

所述碟形炉栅下端的灰盘内设有出灰系统，所述出灰系统包括依次连接的落灰系统、集灰系统和灰渣输出系统，所述落灰系统在落灰通道下侧，并可以转动打开和封堵落灰通道使灰渣降落；所述落灰系统包括双向电机驱动可水平正、反向转动的灰刀转盘，灰刀转盘下端设有转动轨道和支架；所述灰刀转盘通过卡扣设有六组灰刀，所述灰刀为对应进风管中段和相邻两根主风管和炉体内壁组成的扇面；所述灰刀上设有灰刀槽，灰刀槽的径向长度与灰渣通道的径向宽度相等，灰刀槽的宽度小于150mm；紧贴灰刀槽内侧设灰刀人孔；所述灰刀转盘的转动角度和灰刀片数分别与主风管之间的夹角和根数对应。

所述集灰系统包括设置在进风管下端的集灰盘，以及集灰盘与灰刀转盘外端之间的集灰板，所述集灰板自上而下向内倾斜形成倒椎体形状，所述集灰板上设自动控制装置控制电机；集灰板上端嵌入防尘槽，嵌入后高度方向留两个灰刀片厚度间隙，防尘槽内设防尘垫，灰刀转盘与集灰盘保持进人高度；所述防尘槽下端设玻璃窗；所述集灰板上设集灰板人孔；所述集灰板人孔设高低向玻璃窗。

所述灰渣输出系统包括集灰盘及内部设置的螺旋刮刀，以及设在集灰盘侧面的刮刀检修口、灰渣输送口、出灰槽和布袋软接口，所述螺旋刮刀通过连杆与电机连接，连杆上设置防尘套。

所述焦油管道配合设置搅拌输送泵、常态半开阀、连接软管，焦油池底设余热利用保温盘管，焦油管道的数量为六个，均匀分布在加料管的周围，布置直径为炉膛直径的三分之一到五分之二之间，焦油气引导口伸入气化层内或燃烧层内。

所述焦油气引导头2米内的所有配件都采用耐温1500℃的材料制作，2米外采用普通耐温材料制作，两者采用套接卡口连接。

焦油气引导口由RDF燃料导向罩、焦油气导流盘、筋键和热电偶导管孔组成，焊接在焦油管道的下端；热电偶和热电偶导管密封连接；热电偶的外露长度由定位扣确定。

所述热电偶的电极通过固定扣固定在热电偶导管的内壁上，热电偶导管通过支撑固定在管道的内壁上，所述固定扣和支撑均为等距设置。

所述焦油管道通过上下调节装置可上下移动；所述焦油管道的上下调节装置配合设置自动手动一体控制系统，控制系统设置主要包括上下运动开关、安装在管道下端的电热偶，每个焦油管道的动力控制通过俩个可调电阻实现，一个可调电阻调节运动，0表示900℃以下的温度时管道向下运动，停表示900℃的温度时管道停止运动，1表示900℃以上的温度时管道向上运动；另一个可调电阻调节运动温度的设定。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.通过乳化、垂直输送、输送过程逐步升温膨胀气体化，解决了焦油、飞灰、酚水极易结焦堵塞管路的技术难题，使焦油、酚水、飞灰的处理有了新途径。

2.RDF气化产生的焦油重新回炉热解气化或燃烧可以被完全利用，由于焦油被完全利用，所以整个生物质气化炉工作过程中能提高可燃气的浓度和热值或焦油被燃烧以提高和保持固定炭燃烧层的温度。

3.RDF干馏产生的酚水可以直接利用，现有技术酚水只能分离、软化处理利用，由于酚水被直接利用成为冷却剂和气化剂，所以整个气化系统不需要设置酚水软化处理系统，节约了投资和酚水处理费用。

4.由于酚水被利用，RDF的加工过程对生物质废弃物的含水率特别是对城市生活垃圾的含水率要求降低，给前序原料收集带来诸多方便。

5.由于焦油、酚水被高温完全利用，混杂在焦油、酚水中的少部分飞灰也一起被熔融钝化，节省了飞灰的危废处理环节，节省了费用。

6.固定炭燃烧层可以防止过渡燃烧和防止烧穿，现有技术中的固定炭燃烧层局部存在过渡燃烧并容易被烧穿，造成RDF的浪费和炉温偏高烧坏炉体；炉温控制可以实现手动便利化操作和自动化控制。

7.由于固定炭燃烧层局部不易过渡燃烧和烧穿，可有效杜绝RDF燃料棒的浪费，提高可燃气的产量或氢气的产量。

8.焦油气自下而上通过固定炭燃烧层时，焦油气中的水蒸气(气化剂)与固定炭中的碳迅速反应生成氢气并大量吸热；焦油气中的焦油自下而上通过固定炭燃烧层时迅速燃烧并大量放热。吸热放热对冲，可实现连续生产。进而提高氢气产量，保持炉膛温度。

9.如图9所示，与原设计锥形炉对比，碟形炉栅的高度降低了近1米，可提高炉膛有效容积约10％。

10.碟形炉栅的体积小于原技术的锥形炉栅(体积小5倍)，出风口多了近4倍，落灰面积提高1m²，,落灰通道数提高6的倍数倍，风的穿透性提高约2倍，进而有效的降低了风速，进一步减少了气化可燃气中的含灰量(起灰量)，为后继的全程物理净化进一步降低成本；提高了燃烧的稳定性、均匀性，进而降低了灰渣的热灼减率、提高了灰渣的理化稳定性，为灰渣的综合利用提供可能。

11.落灰面积和落灰通道数的增加，落灰更均匀，可有效防止燃烧层塌落进入灰渣层烧毁炉栅；如炉栅损坏，更换成本可降低3倍。

12.氢气的产量可提高到20％-25％(受焦油产量的限制，无法提供更多的热量参与碳氧反应)。

13.可以根据用氢量的大小，对焦油输送管道的上下进行调节，调节产氢范围在8％-25％之间，在调高氢气产量的同时，也调高了燃烧速度和RDF的消耗量，进而提高了生物质废弃物的单位消纳量。

14.燃烧状况和出灰状况的改变，同样可以提高RDF的消耗量，进而提高了生物质废弃物的单位消纳量。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明碟形炉栅、灰盘、风管、焦油气头、灰盘剖面结构示意图。

图3是本发明碟形炉栅的水平剖面俯视图。

图4是本发明出灰系统的水平剖面俯视图。

图5是本发明部件焦油管道上下调节示意图；

图6是本发明管道布置平面示意图；

图7是本发明部件热电偶安装结构示意图。

图8是本发明焦油气引导口结构示意图。

图9是原设计锥形炉栅剖面结构示意图。

图中：1.鼓风机、2.进气口、3.固定炭燃烧层、4.热电偶、5.焦油管道、6.可燃气出口、7.加料管、8.搅拌输送泵、9.保温盘管、10.斗式提升机、11.水蒸气进入口、12.焦油气引导口、15.热电偶导管、16.法兰盘、17.弹性垫片、18.法兰杆、19.自动手动一体螺杆机、20.气化炉顶面、21.固定扣、22.支撑、23.筋键、24.RDF燃料导向罩、25.焦油气导流盘、26.定位扣、27.碟形炉栅、28.出灰系统、29.炉栅、33.灰盘、34.灰刀槽、35.灰刀人孔、36.灰刀、37.主风管、38.进风管、39.支风管、40.主风管加强管、41.灰刀转盘、42.集灰盘、43.集灰板、44.防尘槽、45.集灰盘人孔、46.螺旋刮刀、47.连杆、48.电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1到图8所示的一种生物质气化炉，包括气化炉本体，所述气化炉本体自下而上依次配合设置灰盘33、带压炉体、常压炉体、干馏段；灰盘33的底部固定设置气体进入口2，进气口2的前端设置水蒸气进入口11，进气口2与下端的鼓风机1连接；炉膛内装满生物质废弃物衍生燃料棒RDF，炉膛自下而上依次为灰渣层、固定炭燃烧层3、气化层、干馏层；所述灰渣层下为碟形炉栅27，所述碟形炉栅27上设有落灰通道和风口；所述灰渣层覆盖到碟形炉栅27的顶部0.2米以上；所述干馏段上方即气化炉顶面20分别配合设置焦油管道5、加料管7；焦油管道5的一端垂直伸进气化层或燃烧层并与焦油气引导口12连接，焦油气引导口12的下方安装电热偶4，焦油管道5的另一端分别通向轻油、焦油、重焦油池；气化层和干馏层上方配合设置可燃气出口6。最小厚度0.2米灰层下方为碟形炉栅27、炉体外底下方为出灰系统28。

所述气化炉本体的温度自上而下逐渐升高，干馏段(干馏层仅指可燃气出口处位置以下)的温度自常温逐渐升至500℃左右；气化层温度自500℃左右逐渐升至900℃左右(不同的生物质其干馏和气化的温度不同，学术界尚未完全掌握生物质气化反应机理)；固定炭燃烧层3的温度自900℃左右升至1200℃至1300℃，为干馏层、气化层提供热解气化的热量；灰渣层的热量被冷风迅速吸收，排渣温度在150℃-180℃左右。

所述碟形炉栅27包括下端与进气口2连接并竖直穿过灰盘33的进风管38，以及与进风管38上段连通水平设置在炉膛内以进风管38为中心均匀向外发射的六根主风管37，以及环绕在主风管37上的环形支风管39，以及支风管39外围的主风管37延伸部分的主风管加强管40，四者组成的栅体，以及栅体上盖着的尖顶状的分体模块化炉栅29；栅体两侧设有风口，炉栅29两侧设有出风口，炉栅29的出风口对应栅体的风口；所述进风管38、主风管37、支风管39和主风管加强管40之间的扇形间隙为落灰通道。

所述碟形炉栅27下端的灰盘33内设有出灰系统28，所述出灰系统28包括依次连接的落灰系统、集灰系统和灰渣输出系统，所述落灰系统在落灰通道下侧，并可以转动打开和封堵落灰通道使灰渣降落；所述落灰系统包括双向电机驱动可水平正、反向转动的灰刀转盘41，灰刀转盘41下端设有转动轨道和支架；所述灰刀转盘41通过卡扣设有六组灰刀28，所述灰刀28为对应进风管38中段和相邻两根主风管37和炉体内壁组成的扇面；所述灰刀28上设有灰刀槽34，灰刀槽34的径向长度与灰渣通道的径向宽度相等，灰刀槽的宽度小于150mm；紧贴灰刀槽34内侧设灰刀人孔35；所述灰刀转盘的转动角度和灰刀36片数分别与主风管之间的夹角和根数对应。

所述集灰系统包括设置在进风管下端的集灰盘42，以及集灰盘42与灰刀转盘41外端之间的集灰板43，所述集灰板43自上而下向内倾斜形成倒椎体形状，所述集灰板43上设自动控制装置控制电机；集灰板上端嵌入防尘槽44，嵌入后高度方向留两个灰刀片厚度间隙，防尘槽44内设防尘垫，灰刀转盘41与集灰盘42保持进人高度；所述防尘槽44下端设玻璃窗45；所述集灰板43上设集灰板人孔45；所述集灰板人孔45设高低向玻璃窗。

所述灰渣输出系统包括集灰盘42及内部设置的螺旋刮刀46，以及设在集灰盘42侧面的刮刀检修口、灰渣输送口、出灰槽和布袋软接口，所述螺旋刮刀通过连杆47与电机48连接，连杆上设置防尘套。

所述加料管7是一种密闭的螺旋连续加压加料管(防止可燃气外溢)，并与斗式提升机10连接。斗式提升机10可以将物料提到高处，满足气化炉加料的需求。

焦油池配合设置搅拌输送泵8，搅拌输送泵8通过焦油管道5将搅拌乳化后的焦油、酚水、飞灰乳液输送到气化炉膛的气化层或燃烧层；加热盘管9将气化或发电后的余热引至焦油池底部为焦油保温，防止焦油固化。

焦油管道5的横管配合设置常态半开阀，用于局部固定炭燃烧层3烧穿时加大焦油乳液流量以快速冷却；配合设置连接软管以便于焦油管道5的竖管上下移动。

焦油所含成分的不同其热解气化的温度也不同，大部分在500℃至900℃之间，来自于重焦油池的焦油，焦油管道5将下探到700℃-900℃的位置。

所述焦油管道5通过上下调节装置可上下移动，上下调节装置的结构为管道5穿过法兰盘16、法兰盘16下方设置弹性垫片17、法兰盘16内设置密封圈，法兰盘16配合设置法兰杆18，法兰杆18上装自动手动一体式螺杆19。法兰杆18上也可以装水平仪、垂直仪、，来监测水平度、垂直度。因为出灰向下塌陷且塌陷不均匀，固定炭燃烧层3温度变化较大，焦油管道5的上下调节装置配合设置自动手动一体控制系统，控制系统设置主要包括上下运动开关、安装在管道下端的电热偶，每个焦油管道5的动力控制通过俩个可调电阻实现，一个可调电阻调节运动，0表示900℃以下的温度时管道向下运动，停表示900℃的温度时管道停止运动，1表示900℃以上的温度时管道向上运动；另一个可调电阻调节运动温度的设定，因为不同焦油的热解气化温度是不同的，定位于什么温度需按实调节。固定碳燃烧层正常燃烧时，六个焦油管道5的高度是一样的，当局部烧穿时，有一个焦油管道5就会特别高，这时候，关闭自动控制系统，将常态半开阀全开，手动下探焦油管道5以实现该局部快速降温，反复多次，直到正常为止。

当生产模式调整为生产氢气为主时，可调电阻温度设定相应调整。

所述管道5的数量为六个，均匀分布在加料管7的周围，布置直径为炉膛直径的三分之一到五分之二之间，焦油气引导口12伸入气化层内或燃烧层内，这样防止中心部位过渡燃烧效果更好。通过弹性垫片17和固定螺母定位后，六个焦油管道5在外部法兰杆部位一起固定，法兰盘16内有密封圈，这样密封效果更好。所述焦油气引导头12在2米内的所有配件都采用耐温1500℃的材料制作，2米外采用普通耐温材料制作，两者采用套接卡口连接。所述焦油气引导口12由RDF燃料导向罩24、焦油气导流盘25、筋键23和热电偶导管孔组成，焊接在焦油管道5的下端；热电偶4和热电偶导管15密封连接；热电偶4的外露长度由定位扣26确定。

所述气体进入口2的下方分别配合设置水蒸气进入口11和鼓风机1。所述热电偶4的电极通过固定扣21固定在热电偶导管15内壁上，固定扣21最佳实施例是等距。热电偶导管15通过支撑22固定在焦油管道5的内壁上，支撑22的最佳实施例是等距。所述法兰16的下方设置弹性垫片17，弹性垫片17配合螺丝可以微调垂直度。

本发明使用时，将生物质废弃物如生活垃圾、城市污泥、农林废弃物等制成的RDF燃料，通过斗式提升机10、加料管7送到气化炉内部气化。固定炭燃烧层3提供给气化层、干溜层热量。固定炭燃烧层3燃烧后的炉渣由出灰系统28出灰，气化层热解气化蒸发可燃气后留下固定炭，随着灰盘出灰不断补充进入固定炭燃烧层3，同时水蒸气进入口11和鼓风机1给固定炭燃烧层3供应水蒸气、氧气，或焦油气口下探到燃烧层供应水蒸气和热能，达到助燃和气化剂的效果，使固定炭燃烧层3的温度达到并保持在1200℃至1300℃，水蒸气和碳在高温下参与氧化还原反应，迅速生成氢气和一氧化碳。固定炭燃烧层3的厚度一般控制在0.2-0.3米左右。

气化炉的温度从固定炭燃烧层3的最高温度1300℃向上逐步降低。生物质120℃以上就会开始分解气化(俗称干馏)并产生焦油，所以焦油主要是在干馏层产生的，焦油在500℃至900℃会热解，热解反应后会生成氢气、一氧化碳等可燃气，即焦油的热解气化。酚水是生物质RDF干溜时蒸发出来的水，成分极为复杂。干馏层的温度自下而上逐渐降到120℃位置时，焦油、酚水和可燃气一道在可燃气出口6被引出，进入冷却塔，通过电捕焦和进一步冷却，焦油气变成焦油和酚水，一道进入焦油池。在气化段，气化混合可燃气被引出后直接冷却，焦油和重焦油进入重焦油池，直接冷却后的可燃气裹挟一部分较轻的焦油和干馏层的可燃气一同被引出。

六个焦油管道5均匀分布在加料管7的周围，焦油管道5下端的焦油气引导口12使焦油气向周围均匀扩散上升并热解气化，热解气化是一个吸热过程，从而防止中心部位过渡燃烧和防止局部烧穿。安装在焦油气引导口12下端的热电偶4探得温度在900℃以下时管道向下运动，900℃的温度时管道停止运动，900℃以上的温度时管道向上运动；搅拌输送泵8通过管道5将焦油池的焦油、酚水、飞灰乳化后泵送至焦油气引导口12以热解气化为可燃气或进入燃烧层作为燃料和气化剂。

本文以重焦油的极限气化温度900℃为准进行描述。

在以发电为主的可燃气生产模式下，焦油的主要作用是用来气化，以产生更多的可燃气，小部分作用是冷却(吸热反应)；酚水的部分作用是参与反应，其主要作用是用来冷却过渡燃烧和防止局部烧穿。

“水煤气”的制作工艺是：当燃烧层的温度达到1200℃以上时，水蒸气进入口11打开，鼓风机1给固定炭燃烧层3供应水蒸气、氧气，水蒸气和碳瞬间反应生成氢气和一氧化碳，并瞬间吸收大量的热量，当温度下降不足以反应时，水蒸气进入口11关闭，等待温度回升，以此往复。

在以提高氢气产量为主的生产模式下，焦油气引导口12下探到固定炭燃烧层3，焦油气瞬间燃烧产生大量的高能热量；而酚水气作为气化剂则和碳瞬间反应生成氢气和一氧化碳，并瞬间吸收大量的热量。如果焦油产量能得到保障(外购)，则可以保持高能热量的持续供应，保持燃烧层的温度在1200℃至1300℃，则制氢工艺可以连续。这一状态下，混合可燃气中的氢气含量可达45％。如焦油不外购，则产氢量在20％-25％之间。以标准产线日处理城市生活垃圾200t计算，可产氢气6m³-7.5万m³，可满足一个三线城市所有公共交通所用，意义重大。

灰渣层必须覆盖到碟形炉栅27顶部0.2米以上，以保护碟形炉栅27不被烧毁。本技术碟形炉栅27采用分体模块化制作，更换时只需拿下放上即可。碟形炉栅27比锥形炉栅的高度降低了近1米，可提高炉膛有效容积约10％。

碟形炉栅27下半部(进风管、主风管、主风管加强段、支风管)与炉体底板采用一体式焊接，起炉膛支撑作用；上部的炉栅29采用分体模块化外套式设计，盖在进风干管、主风管、支风管上。需要增加出风口32时，提高炉栅盖板两个侧面的高度，并在两个侧面增加出风口。

气化混合可燃气的含灰量、可燃气氧浓度、固定炭燃烧速度、温度、出风口灰渣堵塞率跟风口的截面积、出风口的截面积、风口向下倾斜度、出风口和风口近边的水平最小距离、出风口的几何尺寸、风速有关。

碟形炉栅27的体积小于原技术的锥形炉栅(体积小5倍)，出风口多了近4倍，落灰面积提高1m²，,落灰通道数提高6的倍数倍，风的穿透性提高约2倍，因此有效的降低了风速，从而进一步减少了气化可燃气中的含灰量(起灰量)，为后继的全程物理净化进一步降低成本；炉栅的碟形设计提高了燃烧的稳定性、均匀性，进而降低了灰渣的热灼减率、提高了灰渣的理化稳定性，为灰渣的综合利用提供可能。

因为酚水可以被利用，因此对生物质废弃物的含水率特别是城市生活垃圾的含水率要求可以降低，针对城市生活垃圾，只需源头控制在45％以内即可，在破碎成型后，含水率在35％以内，无需烘干即可入炉气化。这给生物质废弃物的处理带来了诸多便利。但最佳含水率在25％以内。

落灰面积和落灰通道数的增加，落灰更均匀，可有效防止炉栅被烧毁，另外炉栅损坏时更换成本可降低3倍。

灰刀36设置在炉底外底面，灰刀转盘按承重设计，灰刀槽34对应落灰通道(见图4的6个扇形)，灰刀转盘转动60度完成一次出灰，灰刀转盘在60度内转动，可减少灰刀转盘与炉底的安装精度，灰刀36上设灰刀人孔35，灰刀转盘下方留足进人空间，灰刀36磨损更换只需打开外边缘卡口，将灰刀36抽出即可。

上述实施例仅是较为优选的实施方式，凡是采用本发明方法或进行常规的等同替换、修饰等均属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种生物质气化炉，包括气化炉本体，其特征在于：所述气化炉本体自下而上依次配合设置灰盘(33)、带压炉体、常压炉体、干馏段；灰盘(33)底部固定设置进气口(2)，进气口(2)的前端设置水蒸气进入口(11)，进气口(2)与下端的鼓风机(1)连接；炉膛内装满生物质废弃物衍生燃料棒(RDF)，炉膛自下而上依次为灰渣层、固定炭燃烧层(3)、气化层、干馏层；所述灰渣层下为碟形炉栅(27)，所述碟形炉栅(27)上设有落灰通道和风口；所述灰渣层覆盖到碟形炉栅(27)的顶部0.2米以上；所述干馏段上方即气化炉顶面(20)分别配合设置焦油管道(5)、加料管(7)；焦油管道(5)的一端垂直伸进气化层或固定炭燃烧层(3)并与焦油气引导口(12)连接，焦油气引导口(12)的下方安装热电偶(4)，焦油管道(5)的另一端通向焦油池；所述气化层和干馏层的上方配合设置可燃气出口(6)；所述加料管(7)与斗式提升机(10)连接。

2.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述碟形炉栅(27)包括下端与进气口(2)连接并竖直穿过灰盘(33)的进风管(38)，以及与进风管(38)上段连通水平设置在炉膛内以进风管(38)为中心均匀向外发射的六根主风管(37)，以及环绕在主风管(37)上的环形支风管(39)，以及支风管(39)外围的主风管(37)延伸部分的主风管加强管(40)，四者组成的栅体，以及栅体上盖着的尖顶状的分体模块化炉栅(29)；栅体两侧设有风口，炉栅(29)两侧设有出风口，炉栅(29)的出风口对应栅体的风口；所述进风管(38)、主风管(37)、支风管(39)和主风管加强管(40)之间的扇形间隙为落灰通道。

3.根据权利要求2所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述碟形炉栅(27)下端的灰盘(33)内设有出灰系统(28)，所述出灰系统(28)包括依次连接的落灰系统、集灰系统和灰渣输出系统，所述落灰系统在落灰通道下侧，并可以转动打开和封堵落灰通道使灰渣降落；所述落灰系统包括双向电机驱动可水平正、反向转动的灰刀转盘(41)，灰刀转盘(41)下端设有转动轨道和支架；所述灰刀转盘(41)通过卡扣设有六组灰刀(28)，所述灰刀(28)为对应进风管(38)中段和相邻两根主风管(37)和炉体内壁组成的扇面；所述灰刀(28)上设有灰刀槽(34)，灰刀槽(34)的径向长度与灰渣通道的径向宽度相等，灰刀槽的宽度小于150mm；紧贴灰刀槽(34)内侧设灰刀人孔(35)；所述灰刀转盘的转动角度和灰刀(36)片数分别与主风管之间的夹角和根数对应。

4.根据权利要求3所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述集灰系统包括设置在进风管下端的集灰盘(42)，以及集灰盘(42)与灰刀转盘(41)外端之间的集灰板(43)，所述集灰板(43)自上而下向内倾斜形成倒椎体形状，所述集灰板(43)上设自动控制装置控制电机；集灰板上端嵌入防尘槽(44)，嵌入后高度方向留两个灰刀片厚度间隙，防尘槽(44)内设防尘垫，灰刀转盘(41)与集灰盘(42)保持进人高度；所述防尘槽(44)下端设玻璃窗；所述集灰板(43)上设集灰板人孔(45)；所述集灰板人孔(45)设高低向玻璃窗。

5.根据权利要求4所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述灰渣输出系统包括集灰盘(42)及内部设置的螺旋刮刀(46)，以及设在集灰盘(42)侧面的刮刀检修口、灰渣输送口、出灰槽和布袋软接口，所述螺旋刮刀通过连杆(47)与电机(48)连接，连杆上设置防尘套。

6.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述焦油管道(5)配合设置搅拌输送泵(8)、常态半开阀、连接软管，焦油池底设余热利用保温盘管(9)，焦油管道(5)的数量为六个，均匀分布在加料管(7)的周围，布置直径为炉膛直径的三分之一到五分之二之间，焦油气引导口(12)伸入气化层内或燃烧层内。

7.根据权利要求6所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述焦油气引导头(12)2米内的所有配件都采用耐温1500℃的材料制作，2米外采用普通耐温材料制作，两者采用套接卡口连接。

8.根据权利要求6所述的一种生物质气化炉，其特征在于：焦油气引导口(12)由RDF燃料导向罩(24)、焦油气导流盘(25)、筋键(23)和热电偶导管孔组成，焊接在焦油管道(5)的下端；热电偶(4)和热电偶导管(15)密封连接；热电偶(4)的外露长度由定位扣(26)确定。

9.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述热电偶(4)的电极通过固定扣(21)固定在热电偶导管(15)的内壁上，热电偶导管(15)通过支撑(22)固定在管道(5)的内壁上，所述固定扣(21)和支撑(22)均为等距设置。

10.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述焦油管道(5)通过上下调节装置可上下移动；所述焦油管道(5)的上下调节装置配合设置自动手动一体控制系统，控制系统设置主要包括上下运动开关、安装在管道下端的电热偶，每个焦油管道(5)的动力控制通过俩个可调电阻实现，一个可调电阻调节运动，0表示900℃以下的温度时管道向下运动，停表示900℃的温度时管道停止运动，1表示900℃以上的温度时管道向上运动；另一个可调电阻调节运动温度的设定。

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