CN203174050U - 一种生物质压块气化燃烧机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质压块气化燃烧机组，包括：固定床气化炉，固定床气化炉包括可燃气出口；设置于炉体顶部的进料斗；设置于炉体底部的气化剂入口、炉排、清灰孔；与气化剂入口相连通的鼓风机；可燃气出口的设置位置位于炉体在竖直方向上的中间部分且可燃气出口在竖直方向向上倾斜；设置有惯性除尘器的沉降室，沉降室的进气口与可燃气出口相连通；与用热设备相连通的燃烧设备，燃烧设备与沉降室的出气口相连通。本实用新型所提供的一种生物质压块气化燃烧机组，可以提高生物质燃料气化强度和气化效率，降低气化过程中的能量损失，充分利用生物质燃料的热能。

Description

一种生物质压块气化燃烧机组

技术领域

本实用新型涉及生物质气化技术领域，特别是涉及一种生物质压块气化燃烧机组。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭，用能紧张局面加剧，寻找一种可再生的替代能源便成为社会普遍关注的焦点。生物质能由于其来源广泛而日益受到关注。近年来科技人员一直致力于对生物质气化领域的研究，以便获得优质气体燃料。

生物质气化技术的基本原理是在不完全燃烧条件下，将生物质原料加热，使之发生气化反应，生成可燃性气体。生成的可燃气体经过处理之后燃烧产生的热量可以用于工业生产。

目前市场上所采用的一些生物质气化炉，存在气化效率低，不能充分利用生物质原料的热能。

因此，需要设置一种生物质压块气化燃烧机组，可以提高生物质燃料气化效率和热能利用率，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种生物质压块气化燃烧机组，可以提高生物质燃料气化强度和气化效率，降低气化过程中的能量损失，充分利用生物质燃料的热能。

本实用新型所提供的一种生物质压块气化燃烧机组，包括：固定床气化炉，所述固定床气化炉包括可燃气出口；设置于炉体顶部的进料斗；设置于所述炉体底部的气化剂入口、炉排、清灰孔；与所述气化剂入口相连通的鼓风机；所述可燃气出口的设置位置位于所述炉体在竖直方向上的中间部分且所述可燃气出口在竖直方向向上倾斜；设置有惯性除尘器的沉降室，所述沉降室的进气口与所述可燃气出口相连通；与用热设备相连通的燃烧设备，所述燃烧设备与所述沉降室的出气口相连通。

优选的，所述沉降室的进气口端设置有气体转向装置。

优选的，所述气体转向装置为曲面悬拱梁，所述曲面悬拱梁位于所述沉降室的进气口的相对设置，且所述曲面悬拱梁与所述沉降室的进气口相对的表面为圆弧形曲面。

优选的，所述惯性除尘器置于沉降室的内部，所述惯性除尘器的进气口与所述曲面悬拱梁所形成的气体通道相连通，所述惯性除尘器的灰尘出口所在位置在竖直方向上低于所述沉降室的排气口。

优选的，所述沉降室的底部设置有清灰口。

优选的，所述燃烧设备包括旋流燃烧器和二次风机；所述旋流燃烧器包括设置有二次风入口的外锥管、旋流片、内锥管、扩压管以及稳火堆，所述二次风机与所述二次风入口相连通的。

优选的，还包括关风机，所述关风机设置于所述进料斗的出口端，且与所述固定床气化炉相连通。

本实用新型提供了一种生物质压块气化燃烧机组，包括固定床气化炉、与固定床气化炉相连通的沉降室、与沉降室相连通的燃烧设备，燃烧设备与用热设备相连通，其中：固定床气化炉包括设置于炉体顶部的进料斗、设置于炉体底部的气化剂入口，可燃气出口的设置位置位于炉体在竖直方向上的中间部分，且在竖直方向上向上倾斜；沉降室设置有惯性除尘器，且沉降室的进气口与固定床气化炉的可燃气出口相连通，沉降室的出气口与燃烧器相连通。如此设置，在生产过程中，生物质原料自炉顶加入，并在重力作用下逐步下沉，气化剂经由鼓风机自炉体底部鼓入，经灰渣层预热后，使生物质压块强烈燃烧，依次形成氧化层、还原层，并通过热解气的湍流和炉体的高温热辐射，使得排气口以上的生物质压块快速干馏干燥，形成稳定的干燥干馏层，建立了生物质颗粒压块稳定的热解气化过程。在固定床气化炉中生成的可燃气通过可燃气出口进入沉降室，经由惯性除尘器惯性除尘和重力除尘后，进入燃烧设备燃烧，可燃气燃烧产生的热量供给用热设备进行利用。

由于可燃气的出口设置于炉体的中间部分，因此，固定床气化炉结合了上吸式气化炉（可燃气出口设置于炉体的顶部）和下吸式气化炉（可燃气出口设置于炉体的底部）的优点：氧化层温度高，可以使生物质原料充分燃烧，同时还原层较厚，使氧化产生的CO₂得以充分还原成CO可燃气体；由于炉内温度高，高温燃气的对流、辐射作用，使得新加入的生物质压块干馏、干燥速率加快。因此，本实用新型所提供的生物质压块气化燃烧机组，气化强度高，可以保证同体积的气化炉产生最大量的可燃气体，同时具有气化效率高，热能利用率高的优点。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式中生物质压块气化燃烧机组的结构示意图；

图2为图1所示生物质压块气化燃烧机组的俯视结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种生物质压块气化燃烧机组，可以提高生物质燃料气化强度和气化效率，降低气化过程中的能量损失，充分利用生物质燃料的热能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本实用新型所提供的一种具体实施方式中生物质压块气化燃烧机组的结构示意图，图2为图1所示生物质压块气化燃烧机组的俯视结构示意图。

在本具体实施方式中所提供的一种生物质压块气化燃烧机组，包括固定床气化炉4、与固定床气化炉4相连通的沉降室10、与沉降室10相连通的燃烧设备，燃烧设备与用热设备相连通，其中：固定床气化炉4包括设置于炉体顶部的进料斗1、设置于炉体底部的气化剂入口7，与气化剂入口7相连通的鼓风机；可燃气出口8的设置位置位于炉体的炉壁在竖直方向上的中间部分，且在竖直方向上向上倾斜；沉降室10内设置有惯性除尘器11，且惯性除尘器11的进气口与可燃气出口8相连通，沉降室10的出气口与燃烧设备相连接，燃烧设备可与用热设备直接连接。

此外，固定床气化炉还包括与进料斗1相连通的两个串连的关风机2，设置于炉体顶部的点火孔3，设置于炉体底部的炉排5、清灰孔6。沉降室10主要包括曲面悬拱梁9、惯性除尘器11、防爆孔12、温度显示器23等。燃烧设备包括旋流燃烧器22和二次风机，旋流燃烧器22主要包括二次风入口13、外锥管14、旋流片15、内锥管16、喉管17、扩压管18、稳火堆19、示火器20等，二次风机与二次风入口13相连通。

在生产过程中，首先向炉内投入10-20cm厚的炉渣，使炉渣置于炉排5的上方，再经由进料斗1向炉内投入20cm厚的生物质颗粒压块。由点火孔3投入火种，关闭点火孔3。启动鼓风机及与旋流燃烧器22相连通的用热设备的引风机，使生物质压块进行强烈燃烧。

然后启动关风机2，由进料斗1向炉内缓慢投入生物质颗粒压块，使燃烧层处于鼓泡燃烧状态。燃烧产生的高温烟气用于预热炉体、沉降室10、用热设备及置于固定床气化炉炉体内的物料等。待沉降室10,的温度显示器23的显示温度为350℃左右即沉降室10内部的温度达到350℃左右时，快速向炉内投入生物质压块，为了防止破碎的生物质粉末吹入沉降室10而造成原料浪费，快速加料时可暂停鼓风，待生物质压块加到固定床气化炉拱型盖下沿口时再启动鼓风机和引风机，此时高料位层重压及侧吸式排气（可燃气出口8设置于固定床气化炉4的炉体在竖直方向上的中间位置处）使得氧化层、还原层、干馏干燥层物料处于相对静止状态，避免气化物料彼此撞击破碎增加机械不完全燃烧而造成的原料损失，以及增加炉内气体流动阻力。

最后固定床气化炉4内热解气化和干馏气化产生可燃气体，经惯性除尘器11和沉降室10得到初步净化后进入旋流燃烧器22的内锥管16，待试火器20的排气可点燃时，启动与二次风入口13相连通的二次风机，二次风经旋流片15预热和整流后成强烈旋转的热气流，并在喉管17卷吸由内锥管16排出的可燃气体，随即着火燃烧，在扩压管18内预热的空气和可燃气体边燃烧边混合，在稳火堆19的锥顶部使火焰温度达到最高值。高温烟气由此进入用热设备，为热设备提供热能。

在本具体实施方式中，固定床气化炉的可燃气出口8的设置位置位于炉体在竖直方向上的中间部分，且在竖直方向上向上倾斜，使固定床气化炉的排气方式为侧吸式排气，如此设置，可以达到如下效果：

（1）气化强度高：氧化层进行大风量强制通风，氧化温度高，原料充分燃烧，还原层温度也高，且还原层较厚，使氧化产生的CO₂得以充分还原成CO可燃气体；由于炉内温度高，高温燃气的对流、辐射作用，使得新加入的生物质压块干馏、干燥速率加快。

（2）燃气含尘量低：厚实的还原层起到过滤作用，可以减少可燃气中所携带的灰尘的含量。

（3）生物质颗粒压块燃烧效率高：由于供氧充足且还原层较厚，使得生物质颗粒压块中所含固定碳几乎全部转化为CO气体燃料，提高了生物质颗粒压块所产生的可燃气体的体积，进而可以使进入旋流燃烧器22中的可燃气体增加，可以充分利用生物质颗粒压块中的能量。

（4）余热利用好、热损少：固定床气化炉排气口以下相当于上吸式气化炉：灰渣层的余热被用于加热一次空气，而沉降室10出口燃气通过内锥管16的壁及旋流片15加热二次空气。固定床气化炉内高温燃气及炉壁则以对流辐射形式使新输入的生物质压块干燥、干馏。固定床气化炉4产生的可燃气的温度约为500℃，而沉降室10的内部温度为350℃，可燃气的温度与环境温度温差小，可燃气体流动过程中热损失小。

需要说明的是，在本具体实施方式中可燃气出口8以下是还原层和氧化层、灰渣层，可燃气出口8以上是干馏干燥层。由于还原层厚度是由气化强度和可燃气出口高度确定的。当气化强度一定，可燃气出口8愈高，还原层愈厚。因此可以根据具体的生产情况来确定可燃气出口的具体位置。

此外，为了保证除尘效果，沉降室10的进气口端还设置有气体转向装置，该气体转向装置为设置于沉降室10进气口的曲面悬拱梁9，曲面悬拱梁9与进气口相对设置的表面为弧形曲面。如此设置，当可燃气由进气口进入沉降室10时，在悬拱梁9的圆弧形表面约束下，急骤改变可燃气的运动方向，使得可燃气沿着竖直方向进入惯性除尘器11，进行除尘净化。此外，由于悬拱梁9设置为圆弧形表面，在可燃气进行转向的时候可以减小阻力损失。

需要说明的是，在本具体实施方式中转向装置为曲面悬拱梁9，当然，也不排除采用其他的转向装置，改变可燃气进入沉降室的运动方向。

再者，惯性除尘器11的排尘口在竖直方向上低于沉降室10的排气口在竖直方向上的距离，如此设置，由于沉降室10在水平方向上的距离长，当可燃气由惯性除尘器11的排尘口排出后向沉降室10的出气口运动，由于沉降室10的出气口在竖直方向上的距离较高，因此在可燃气运动的过程中，可燃气中所携带的灰尘在重力的作用下会进一步下沉，落在沉降室10的底部，从而可以使可燃气进一步得到净化。

当然，为了便于对沉积在沉降室10底部的灰尘等进行清理，沉降室的底部还设置有清灰口21，通过清灰口21可以对灰尘进行清理，防止灰尘等沉积过多而影响可燃气的净化质量。

在本具体实施方式中，燃烧设备包括旋流燃烧器22，由于进入旋流燃烧器22的可燃气的燃气温度约350℃，而生物质燃气着火点仅280℃，当可燃气流经内锥管16出口与内外锥管夹层流出的旋流空气相遇时，便会自动燃烧。扩压管18的末端设置的稳火堆19是燃气点火的备份装置，可以使可燃气燃烧的高温区提前，进而可以提高用热设备对可燃气燃烧所产生的热量的利用率。

以上对本实用新型所提供一种生物质压块气化燃烧机组进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种生物质压块气化燃烧机组，其特征在于，包括：

固定床气化炉（4），所述固定床气化炉（4）包括可燃气出口（8）；设置于炉体顶部的进料斗（1）；设置于所述炉体底部的气化剂入口（7）、炉排（5）、清灰孔（6）；与所述气化剂入口（7）相连通的鼓风机；

所述可燃气出口（8）的设置位置位于所述炉体在竖直方向上的中间部分且所述可燃气出口（8）在竖直方向向上倾斜；

设置有惯性除尘器（11）的沉降室（10），所述沉降室（10）的进气口与所述可燃气出口（8）相连通；

与用热设备相连通的燃烧设备，所述燃烧设备与所述沉降室（10）的出气口相连通。

2.根据权利要求1所述的生物质压块气化燃烧机组，其特征在于，所述沉降室（10）的进气口端设置有气体转向装置。

3.根据权利要求2所述的生物质压块气化燃烧机组，其特征在于，所述气体转向装置为曲面悬拱梁（9），所述曲面悬拱梁（9）位于所述沉降室（10）的进气口的相对设置，且所述曲面悬拱梁（9）与所述沉降室（10）的进气口相对的表面为圆弧形曲面。

4.根据权利要求3所述的生物质压块气化燃烧机组，其特征在于，所述惯性除尘器（11）置于沉降室（10）的内部，所述惯性除尘器（11）的进气口与所述曲面悬拱梁（9）所形成的气体通道相连通，所述惯性除尘器（11）的灰尘出口所在位置在竖直方向上低于所述沉降室（10）的排气口。

5.根据权利要求4所述的生物质压块气化燃烧机组，其特征在于，所述沉降室（10）的底部设置有清灰口（21）。

6.根据权利要求1所述的生物质压块气化燃烧机组，其特征在于，所述燃烧设备包括旋流燃烧器（22）和二次风机；所述旋流燃烧器（22）包括设置有二次风入口（13）的外锥管（14）、旋流片（15）、内锥管（16）、扩压管（18）以及稳火堆（19），所述二次风机与所述二次风入口（13）相连通的。

7.根据权利要求1所述的生物质压块气化燃烧机组，其特征在于，还包括关风机（2），所述关风机（2）设置于所述进料斗（1）的出口端，且与所述固定床气化炉（4）相连通。

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