CN111748376A

CN111748376A - 全封闭一体式低焦油气化炉

Info

Publication number: CN111748376A
Application number: CN202010789759.8A
Authority: CN
Inventors: 骆永涛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2020-10-09
Also published as: TW202206581A; TWI800886B

Abstract

本发明涉及气化炉技术领域，尤其涉及全封闭一体式低焦油气化炉，其包括设有干燥区、裂解区、氧化区、还原区和炭渣区的炉体，所述氧化区设置有氧化介质入口，所述还原区设置有还原介质入口，所述炉体设置有把焦油从气体分离并回流到所述炉体内部的油气分离系统，所述油气分离系统包括在所述炉体设置烟气管且采用气体和液体冷却的冷却系统、与所述冷却系统衔接分离焦油并回流到所述炉体内部的分离系统、以及为所述冷却系统提供冷却剂的外联系统。本发明在所述炉体内部集成冷却和焦油分离系统，使焦油在所述炉体就从气体分离并回流到所述炉体的炉膛，从而使焦油重复分解，获得清洁环保的燃气，并提高燃料利用率。

Description

全封闭一体式低焦油气化炉

技术领域

本发明涉及气化炉技术领域，特别是涉及全封闭一体式低焦油气化炉。

背景技术

生物质气化炉作为一种使用生物质燃料的清洁能源炉，其在发电、供暖、家用等方面有着得天独厚的优势，近些年获得了快速发展和推广。然而，现有的气化炉工作时输出的生物质气温度过高超过400℃以上，更含有大量焦油、杂质，难以使用，常需要对气化炉设置配套净化设施，增加了设备的投入和占用空间。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供全封闭一体式低焦油气化炉，其在气化炉内部采用冷却系统，使焦油从产生的生物质气体中分离并回流到炉膛，重复分解，从而输出低焦油环保清洁的气体，同时提高燃料利用率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：全封闭一体式低焦油气化炉，包括设有干燥区、裂解区、氧化区、还原区和炭渣区的炉体，所述氧化区设置有氧化介质入口，所述还原区设置有还原介质入口，所述炉体设置有把焦油从气体分离并回流到所述炉体内部的油气分离系统，所述油气分离系统包括在所述炉体设置烟气管且采用气体和液体冷却的冷却系统、与所述冷却系统衔接分离焦油并回流到所述炉体内部的分离系统、以及为所述冷却系统提供冷却剂的外联系统。

优选的，所述氧化介质入口输入的氧化介质、所述冷却系统的气体冷却剂是空气，所述还原介质入口输入的还原介质是水蒸汽，所述冷却系统的液体冷却剂是水。

优选的，所述冷却系统包括设置于所述炉体的风冷隔层和水冷隔层，所述分离系统包括沉降室、以及连通所述沉降室和所述干燥区的回焦管，所述外联系统包括与所述风冷隔层连通的鼓风装置、以及与所述水冷隔层连通的水泵，所述烟气管连通所述还原区和所述沉降室并贯穿所述风冷隔层和所述水冷隔层，所述沉降室设置有燃气出口。

优选的，所述水冷隔层的出口与所述水泵的入口连通。

优选的，所述氧化介质入口是连通所述风冷隔层与所述氧化区的若干气孔。

优选的，所述还原介质入口包括盘管，所述盘管设置有若干通向所述还原区的支管，所述盘管设置有蒸汽入口。

优选的，所述炉体在所述炭渣区设置有炭渣冷却层，所述炭渣冷却层的入口与所述水泵连通，所述炭渣冷却层的出口与所述蒸汽入口连通，所述炭渣冷却层的入口低于所述炭渣冷却层的出口。

优选的，所述炉体包围所述氧化区、所述还原区的炉壁设置有耐火炉衬。

优选的，所述炉体设置有进料装置，所述进料装置包括进料漏斗和进料绞龙，所述进料绞龙的出口设置有截面逐渐缩小的锥管，所述锥管与所述干燥区连通。

优选的，所述炉体的底部设置有排渣装置，所述排渣装置为设置于所述炉体底部的排渣绞龙，所述排渣绞龙倾斜放置，所述排渣绞龙的出口高度高于入口。

优选的，所述炉体的顶部设置有防爆装置，所述防爆装置包括设置于所述炉体顶部的滑套，所述滑套滑动连接有吊杆，所述吊杆的底端固定有压盖，所述压盖设置于所述锥管的上方，所述压盖的四周与所述炉体抵触，所述压盖设置有泄气孔，所述吊杆的顶端设置有盖住所述滑套的顶帽，所述滑套外侧设置有水槽，所述顶帽的下沿位于所述水槽的水面以下。

优选的，所述鼓风装置是罗茨风机。

优选的，所述鼓风装置包括鼓风机和水箱，所述鼓风机的出口连通于所述水箱的液面以下，所述水箱在液面上方通过管道连通所述风冷隔层。

本发明的有益效果是：全封闭一体式低焦油气化炉，其包括设有干燥区、裂解区、氧化区、还原区和炭渣区的炉体，所述氧化区设置有氧化介质入口，所述还原区设置有还原介质入口，所述炉体设置有把焦油从气体分离并回流到所述炉体内部的油气分离系统，所述油气分离系统包括在所述炉体设置烟气管且采用气体和液体冷却的冷却系统、与所述冷却系统衔接分离焦油并回流到所述炉体内部的分离系统、以及为所述冷却系统提供冷却剂的外联系统。本发明在所述炉体内部集成冷却和焦油分离系统，使焦油在所述炉体就从气体分离并回流到所述炉体的炉膛，从而使焦油重复分解，获得清洁环保的燃气，并提高燃料利用率。

附图说明

图1是本发明的全封闭一体式低焦油气化炉的结构示意图。

附图标记说明：

1——炉体、11——干燥区、12——裂解区、13——氧化区、14——还原区、15——炭渣区、2——氧化介质入口、3——还原介质入口、31——盘管、32——支管、33——蒸汽入口、4——油气分离系统、41——烟气管、42——冷却系统、421——风冷隔层、422——水冷隔层、43——分离系统、431——沉降室、432——回焦管、433——燃气出口、44——外联系统、441——鼓风装置、4411——鼓风机、4412——水箱、442——水泵、5——炭渣冷却层、6——耐火炉衬、7——进料装置、71——进料漏斗、72——进料绞龙、73——锥管、8——排渣装置、81——排渣绞龙、9——防爆装置、91——滑套、92——吊杆、93——压盖、931——泄气孔、94——顶帽、95——水槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

如图1所示，本实施例的全封闭一体式低焦油气化炉，包括设有干燥区11、裂解区12、氧化区13、还原区14和炭渣区15的炉体1，所述氧化区13设置有氧化介质入口2，所述还原区14设置有还原介质入口3，所述炉体1设置有把焦油从气体分离并回流到所述炉体1内部的油气分离系统4，所述油气分离系统4包括在所述炉体1设置烟气管41且采用气体和液体冷却的冷却系统42、与所述冷却系统42衔接分离焦油并回流到所述炉体1内部的分离系统43、以及为所述冷却系统42提供冷却剂的外联系统44。

本实施例采用气体和液体对气化炉产生的生物质气进行双重冷却，从而使焦油从气体中分离出来，再把分离的焦油回流到气化炉内部重新分解，并且本实施例把该流程系统集成到气化炉内部，实现一体化，从而实现焦油重复分离，重复在气化炉内部分解，一方面可以从气化炉直接输出低焦油、清洁环保的燃气，另一方面可以提高燃料利用率。同时，本实施例没有了外联的油气净化处理系统，整体结构精减，制造成本低，便于运输和使用。

所述氧化介质入口2输入的氧化介质、所述冷却系统42的气体冷却剂是空气，所述还原介质入口3输入的还原介质是水蒸汽，所述冷却系统42的液体冷却剂是水。本发明的氧化介质可以是空气，也可以是其它气体，如氧气、二氧化碳等，本发明的还原介质可以是水蒸汽，也可以是如氢气等其它还原气体，本发明的气体冷却剂可是空气，也可以是氮气、二氧化碳等气体，本发明的液体冷却剂可是水，也可以是矿物油等液体。本实施例综合各种氧化介质、还原介质、气体冷却剂和液体冷却剂，采用空气作为氧化介质和气体冷却剂，采用水作为液体冷却剂，而水加热产生的水蒸气作为还原介质，经济环保。

所述冷却系统42包括设置于所述炉体1的风冷隔层421和水冷隔层422，所述分离系统43包括沉降室431、以及连通所述沉降室431和所述干燥区11的回焦管432，所述外联系统44包括与所述风冷隔层421连通的鼓风装置441、以及与所述水冷隔层422连通的水泵442，所述烟气管41连通所述还原区14和所述沉降室431并贯穿所述风冷隔层421和所述水冷隔层422，所述沉降室431设置有燃气出口433；所述水冷隔层422的出口与所述水泵442的入口连通。

本发明的所述风冷隔层421和所述水冷隔层422可以有多级，即采用多级所述风冷隔层421、多级所述水冷隔层422依次或交替对所述烟气管41内部的气体冷却；本实施例采用一级所述风冷隔层421和一级所述水冷隔层422，且所述烟气管41先经过所述风冷隔层421，再经过所述水冷隔层422。所述烟气管41的入口连通所述还原区14，所述烟气管41的出口连通所述沉降室431，气体在所述烟气管41经过风冷和水冷后，在所述沉降室431分离出焦油，因为所述烟气管41的出口高于所述回焦管432的入口，所以焦油从所述回焦管432流入所述干燥区11，而分离出焦油的气体从所述燃气出口433输出。所述干燥区11的高温也会加热所述回焦管432，防止焦油在所述沉降室431干化沉积，另外，为了便于焦油容易流入所述回焦管432，所述沉降室431的底部向所述回焦管432倾斜。

上述所述烟气管41经过所述风冷隔层421和所述水冷隔层422，然后连通所述沉降室431，该结构也可以在所述炉体1多级设置，即所述沉降室431分离的气体再经过多级隔层冷却和多级所述沉降室431分离焦油后，在最后一级的所述沉降室431设置所述燃气出口433输出气体，从而更大程度分离焦油得到清洁燃气。为此，可以在所述沉降室431设置检测口，检测各所述沉降室431的气体焦油含量。

所述氧化介质入口2是连通所述风冷隔层421与所述氧化区13的若干气孔；所述还原介质入口3包括盘管31，所述盘管31设置有若干通向所述还原区14的支管32，所述盘管31设置有蒸汽入口33；所述炉体1包围所述氧化区13、所述还原区14的炉壁设置有耐火炉衬6。所述耐火炉衬6可以采用耐火砖，也可以采用耐火水泥制作；所述氧化介质入口2穿过所述耐火炉衬6，所述风冷隔层421的空气经过所述烟气管41加热后喷入所述氧化区13；所述盘管31可以设置在所述耐火炉衬6内，外界配套蒸汽炉给所述盘管31供给蒸汽，所述支管32可以在出口设置雾化装置，提高还原效果；所述氧化介质入口2和所述支管32环绕所述炉体1四周多层布置。

所述炉体1在所述炭渣区15设置有炭渣冷却层5，所述炭渣冷却层5的入口与所述水泵442连通，所述炭渣冷却层5的出口与所述蒸汽入口33连通，所述炭渣冷却层5的入口低于所述炭渣冷却层5的出口。可以把所述炭渣冷却层5的出口设置于其顶部，所述炭渣冷却层5的水不可超过其出口，实际工作时，所述炭渣冷却层5可以设置水位计，在保证炭渣的温度够低时，当内部的水位低于一定值，再向内部加水。

所述炉体1设置有进料装置7，所述进料装置7包括进料漏斗71和进料绞龙72，所述进料绞龙72的出口设置有截面逐渐缩小的锥管73，所述锥管73与所述干燥区11连通。所述炉体1的顶部设置有防爆装置9，所述防爆装置9包括设置于所述炉体1顶部的滑套91，所述滑套91滑动连接有吊杆92，所述吊杆92的底端固定有压盖93，所述压盖93设置于所述锥管73的上方，所述压盖93的四周与所述炉体1抵触，所述压盖93设置有泄气孔931，所述吊杆92的顶端设置有盖住所述滑套91的顶帽94，所述滑套91外侧设置有水槽95，所述顶帽94的下沿位于所述水槽95的水面以下。

所述进料绞龙72把物料往前推进到所述锥管73，因为通道截面变小，从而挤压物料，从而达到密封作用，防止气体从所述进料装置7逸出；物料进入到所述干燥区11，当物料堆积顶到所述压盖93后，在所述进料绞龙72和所述压盖93的双重作用下，物料自动朝有空隙的位置转移；所述顶帽94的下沿位于所述水槽95的水面以下，从而从顶部密封所述炉体1；当所述炉体1内部的气体压力过大时，气体顶住所述顶帽94，克服所述压盖93及所述吊杆92的重力，把所述顶帽94的下端顶离水面，过量气体通过所述泄气孔931、所述滑套91与所述吊杆92之间的间隙，从所述顶帽94下方泄出，从而防止所述炉体1内部压力过大，引起爆炉。

所述炉体1的底部设置有排渣装置8，所述排渣装置8为设置于所述炉体1底部的排渣绞龙81，所述排渣绞龙81倾斜放置，所述排渣绞龙81的出口高度高于入口，利用所述排渣绞龙81密封所述炉体1的底部。

所述鼓风装置441为罗茨风机；或者，所述鼓风装置441包括鼓风机4411和水箱4412，所述鼓风机4411的出口连通于所述水箱4412的液面以下，所述水箱4412在液面上方通过管道连通所述风冷隔层421。所述鼓风装置441可以采用罗茨风机直接给所述风冷隔层421通风；若采用普通风机，为防止所述炉体1内部的气体从普通风机漏出，本发明采用水箱4412进行密封。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：包括设有干燥区、裂解区、氧化区、还原区和炭渣区的炉体，所述氧化区设置有氧化介质入口，所述还原区设置有还原介质入口，所述炉体设置有把焦油从气体分离并回流到所述炉体内部的油气分离系统，所述油气分离系统包括在所述炉体设置烟气管且采用气体和液体冷却的冷却系统、与所述冷却系统衔接分离焦油并回流到所述炉体内部的分离系统、以及为所述冷却系统提供冷却剂的外联系统。

2.根据权利要求1所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述氧化介质入口输入的氧化介质、所述冷却系统的气体冷却剂是空气，所述还原介质入口输入的还原介质是水蒸汽，所述冷却系统的液体冷却剂是水。

3.根据权利要求2所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述冷却系统包括设置于所述炉体的风冷隔层和水冷隔层，所述分离系统包括沉降室、以及连通所述沉降室和所述干燥区的回焦管，所述外联系统包括与所述风冷隔层连通的鼓风装置、以及与所述水冷隔层连通的水泵，所述烟气管连通所述还原区和所述沉降室并贯穿所述风冷隔层和所述水冷隔层，所述沉降室设置有燃气出口。

4.根据权利要求3所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述氧化介质入口是连通所述风冷隔层与所述氧化区的若干气孔。

5.根据权利要求3所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述还原介质入口包括盘管，所述盘管设置有若干通向所述还原区的支管，所述盘管设置有蒸汽入口。

6.根据权利要求5所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述炉体在所述炭渣区设置有炭渣冷却层，所述炭渣冷却层的入口与所述水泵连通，所述炭渣冷却层的出口与所述蒸汽入口连通，所述炭渣冷却层的入口低于所述炭渣冷却层的出口。

7.根据权利要求1所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述炉体设置有进料装置，所述进料装置包括进料漏斗和进料绞龙，所述进料绞龙的出口设置有截面逐渐缩小的锥管，所述锥管与所述干燥区连通。

8.根据权利要求1所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述炉体的底部设置有排渣装置，所述排渣装置为设置于所述炉体底部的排渣绞龙，所述排渣绞龙倾斜放置，所述排渣绞龙的出口高度高于入口。

9.根据权利要求7所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述炉体的顶部设置有防爆装置，所述防爆装置包括设置于所述炉体顶部的滑套，所述滑套滑动连接有吊杆，所述吊杆的底端固定有压盖，所述压盖设置于所述锥管的上方，所述压盖的四周与所述炉体抵触，所述压盖设置有泄气孔，所述吊杆的顶端设置有盖住所述滑套的顶帽，所述滑套外侧设置有水槽，所述顶帽的下沿位于所述水槽的水面以下。

10.根据权利要求3所述的全封闭一体式低焦油气化炉，其特征在于：所述鼓风装置包括鼓风机和水箱，所述鼓风机的出口连通于所述水箱的液面以下，所述水箱在液面上方通过管道连通所述风冷隔层。