CN204151303U - 一种中部出气的固定床上吸式生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提出一种中部出气的固定床上吸式气化炉，以提高产出可燃气的气体质量。本实用新型的中部出气的固定床上吸式气化炉包括炉体，所述炉体的顶部设有进料口，底部设有进风口和排渣口，关键在于所述炉体内的中部区域设有一个中部开口的漏斗状下料裙，所述下料裙的边缘与炉体内壁相接并固定，所述下料裙与炉体内壁之间形成集气部，所述炉体设有与所述集气部相通的出气口。上述气化炉采用了气固顺流与逆流的优点，解决了两个关键问题：一是从底部经燃烧区，还原区上升的气体经高温热分解区排出炉外，避免了低温热分解，减少焦油产量，提高气体质量；第二是使气体中水份经干燥区释放出后，往下流动参加气化反应，使可燃气的灰分含量少。

Description

一种中部出气的固定床上吸式生物质气化炉

技术领域

 本实用新型属于生物质能源利用技术领域，特别涉及到固定床上吸式生物质气化炉。

背景技术

据国际能源署的预测，现时人类社会赖以为生的化石能源，在未来100年左右就会用尽，因而新能源的兴起与发展是未来能源结构调整的必然。生物质燃气能源作为一种可再生的替代能源将逐渐显现出其优势，生物质燃气相比传统的化石能源还具有一个很突出的优点就是其环境友好的特性，生物质能利用的碳循环零排放对解决温室气体排放问题有着重要意义，同时生物质能利用技术可以解决直接焚烧引起的环境污染问题。

近年来利用生物质能的上吸式气化炉、下吸式气化炉及循环流化床气化炉在发电、农村供热及烘干等工业应用方面都得到了快速发展，而且在生物质气化的机理、过程、影响因素等方面的理论研究取得了大量成果，对气化炉本体结构与性能的研究也取得了重大进步并积累了丰富经验。

如图1所示的常规上吸式气化炉是典型气固逆流式的气化炉，原料从顶部加入，经干燥层、热分解层、气化层逐步下降，经各层反应后生成的炭遇到上升的空气，在燃烧层被烧掉，剩余灰渣排出，上升的气体经各反应层后从顶部排出。该种上吸式气化炉具有气化效率高，除灰份以外无固体可燃剩余物，气化强度高于下吸式气化炉等优点，但存在可燃气中焦油含量相对较多、气体质量相对较差的缺点。

而下吸式气化炉是典型的气固顺流式气化炉，原料与空气同时从顶部加入，经干燥层，热分解层后进入有缩口的燃烧气化层，气体中所含的焦油部分被热裂解，剩余的灰中含7-10%的炭被排出，而经由下部排气口排出的可燃气中灰分含量较高。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种中部出气的固定床上吸式气化炉，以提高产出可燃气的气体质量。

本实用新型的中部出气的固定床上吸式气化炉包括炉体，所述炉体的顶部设有进料口，底部设有进风口和排渣口，关键在于所述炉体内的中部区域设有一个中部开口的漏斗状下料裙，所述下料裙的边缘与炉体内壁相接并固定，所述下料裙与炉体内壁之间形成集气部，所述炉体设有与所述集气部相通的出气口。

本实用新型的中部出气的固定床上吸式气化炉可以说是新型交错流气化炉，其结构原理如图2所示，采用了气固顺流与逆流的优点，使干燥层所排出的水分随气体下行时参加气化反应，而经热分解层产生的焦油，经高温裂解而使含量降低。该中部出气上吸式气化炉解决了两个关键问题：一是从底部经燃烧区，还原区上升的气体经高温热分解区排出炉外，避免了低温热分解，减少焦油产量，提高气体质量；第二是使气体中水份经干燥区释放出后，往下流动参加气化反应，使可燃气的灰分含量少。

气化炉在结构上被下料裙分成上、下两部分，下部为以氧化、还原反应为主的气化室，上部为以干燥为主的储料室。原料从料斗落到炉体后，会因下料裙的原因，在下料裙与炉体内壁之间形成一个自然环状死角空间，这个空间就成了一个自然的“集气部”， 可燃气出气口就设在此死角空间处。可燃气先聚集在此环形的“集气部”中，由“集气部”排入出气口。这样不仅大大减少了输出燃气中的飞灰，同时出气口设在干燥层的下部，燃气输出没有经过干燥层，所以输出燃气的温度较高，降低了燃气中焦油释出的可能性，焦油成份可以随燃气一起在锅炉炉膛中燃烧，不仅燃气热值得到了提高，也解决了因焦油凝聚堵塞而引起的设备运行可靠性的问题。此外，当整个储料室充满了原料时，气体从出气口导出的阻力远远小于通过料层的阻力（即传统的上排气式气化炉），从而减少了从料斗上窜的气体，因而也减少了通过进料口外溢的烟气。

进一步地，所述下料裙设置于炉体的热分解区与气化还原区的交界处，以保证排出的可燃气的温度保持在300℃以上，从而保证可燃气内的焦油含量少，提高可燃气的质量。

进一步地，所述下料裙的底端与炉体内壁之间通过硬质筛网连接，该硬质筛网不仅可以阻挡原料进入到集气部内，还可以对下料裙的底端形成支撑，避免下料裙在下落原料的压力下发生变形，从而提高其使用寿命。

本实用新型的中部出气的固定床上吸式气化炉结构简单，通过设置下料裙和中部的出气口，有效提高了排出可燃气的气体质量，有利于提高气化炉的经济效益和社会效益。

附图说明

    图1是常规上吸式气化炉的结构原理图。

图2是本实用新型的中部出气的固定床上吸式气化炉的结构原理图。

附图标记：1、炉体；2、进料口；3、进风口；4、排渣口；5、下料裙；6、筛网；7、集气部；8、出气口。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

实施例1：

如图2所示，本实施例的中部出气的固定床上吸式气化炉包括炉体1，炉体1的顶部设有进料口2，底部设有进风口3和排渣口4，关键在于所述炉体1内的中部区域设有一个中部开口的漏斗状下料裙5，所述下料裙5的边缘与炉体1内壁相接并固定，下料裙5的底端与炉体1内壁之间通过硬质筛网6连接，所述下料裙5、硬质筛网6与炉体1内壁之间形成集气部7，所述炉体1设有与所述集气部7相通的出气口8。

硬质筛网6不仅可以阻挡原料进入到集气部7内，还可以对下料裙5的底端形成支撑，避免下料裙5在下落原料的压力下发生变形，从而提高其使用寿命。

具体来说，所述下料裙5设置于炉体1的热分解区与气化还原区的交界处，以保证排出的可燃气的温度保持在600～800℃之间，从而保证可燃气内的焦油含量少，提高可燃气的质量。

上述中部出气的固定床上吸式气化炉可以说是新型交错流气化炉，采用了气固顺流与逆流的优点，使干燥层所排出的水分随气体下行时参加气化反应，而经热分解层产生的焦油，经高温裂解而使含量降低。该中部出气上吸式气化炉解决了两个关键问题：一是从底部经燃烧区，还原区上升的气体经高温热分解区排出炉外，避免了低温热分解，减少焦油产量，提高气体质量；第二是使气体中水份经干燥区释放出后，往下流动参加气化反应。

气化炉在结构上被下料裙5分成上、下两部分，下部为以氧化、还原反应为主的气化室，上部为以干燥为主的储料室。原料从料斗落到炉体1后，会因下料裙5的原因，在下料裙5与炉体1内壁之间形成一个自然环状死角空间，这个空间就成了一个自然的“集气部7”， 可燃气出气口8就设在此死角空间处。可燃气先聚集在此环形的“集气部7”中，由“集气部7”排入出气口8。这样不仅大大减少了输出燃气中的飞灰，同时出气口8设在干燥层的下部，燃气输出没有经过干燥层，所以输出燃气的温度较高，降低了燃气中焦油释出的可能性，焦油成份可以随燃气一起在锅炉炉膛中燃烧，不仅燃气热值得到了提高，也解决了因焦油凝聚堵塞而引起的设备运行可靠性的问题。此外，当整个储料室充满了原料时，气体从出气口8导出的阻力远远小于通过料层的阻力（即传统的上排气式气化炉），从而减少了从料斗上窜的气体，因而也减少了通过进料口2外溢的烟气。

Claims (3)

1.一种中部出气的固定床上吸式气化炉，包括炉体，所述炉体的顶部设有进料口，底部设有进风口和排渣口，其特征在于所述炉体内的中部区域设有一个中部开口的漏斗状下料裙，所述下料裙的边缘与炉体内壁相接并固定，所述下料裙与炉体内壁之间形成集气部，所述炉体设有与所述集气部相通的出气口。

2.根据权利要求1所述的中部出气的固定床上吸式气化炉，其特征在于所述下料裙设置于炉体的热分解区与气化还原区的交界处。

3.根据权利要求1或2所述的中部出气的固定床上吸式气化炉，其特征在于所述下料裙的底端与炉体内壁之间通过硬质筛网连接。