CN206447844U - 可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置 - Google Patents

Abstract

可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置，包括热载体燃烧炉、旋风分离器A、生物质气化炉、热载体分配器、旋风分离器B及热载体返料器。本实用新型的优点在于，生物质气化炉内部通过布风板C、D、E分隔为一、二、三级气化子腔，提高了气化腔的空间利用率，热载体分配器将热载体通过三根管道分别输送至一、二、三级气化子腔中，增大了热载体与燃气的接触面积，延长了热载体与燃气的接触时间，热载体还为燃气与水蒸气重整气化提供了能量。水蒸汽进口环形均布在二、三级气化子腔的外侧壁上，在一级气化子腔内产生的低品质燃气进入二、三级气化子腔后，与热载体和水蒸气充分接触，发生进一步的热解反应，得到低焦油含量的高品质燃气。

Description

可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置

技术领域

本实用新型涉及生物质气化领域，特别是一种可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置。

背景技术

生物质是一种储量丰富的可再生资源，其利用技术主要有：气化产出燃气、直燃发电、厌氧发酵产出沼气及提取乙醇。生物质气化是一项有效的热转化技术，近年来得到广泛发展，并衍生出双流化床气化技术。双流化床气化技术并不直接燃烧生物质燃料，而是利用燃烧达到一定温度的热载体提供热量使生物质燃料气化，生物质气化和热载体燃烧分别在两个独立的反应器中进行，避免了产出的燃气被空气中的氮气稀释，使燃气品质下降的问题。

目前现有的双流化床生物质气化装置容易出现生物质燃料气化反应不充分的问题，产出的燃气中含有较多的焦油和大分子烷烃化合物，燃气品质有待提高。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置。它解决了现有的双流化床生物质气化装置生物质燃料气化反应不充分，产出的燃气品质不高的问题。

本实用新型的技术方案是：可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置，包括热载体燃烧炉、旋风分离器A、生物质气化炉、热载体分配器、旋风分离器B及热载体返料器；

热载体燃烧炉的内腔中设有水平布置的布风板A，布风板A将热载体燃烧炉的内腔分隔为燃烧腔和位于燃烧腔下端的鼓风腔A，鼓风腔A下端设有进风口，燃烧腔外侧壁上设有热载体加料口和热载体返料口，燃烧腔的顶部设有热载体出料口，燃烧腔的底部设有排渣口；

旋风分离器A的上端设有烟气出口，下端设有热载体出口，侧壁上设有热载体入口；所述热载体入口与热载体燃烧炉的热载体出料口通过管道连通；

生物质气化炉的内腔中设有水平布置的布风板C，布风板C将生物质气化炉的内腔分隔为气化腔和位于气化腔下端的鼓风腔C，鼓风腔C下端设有进风口，气化腔下部外侧壁上设有生物质加料口和热载体排料口，气化腔上部外侧壁上设有水蒸汽进口和燃气出口；

热载体分配器的内腔中设有水平布置的布风板B，布风板B将热载体分配器的内腔分隔为存料腔和位于存料腔下端的鼓风腔B，鼓风腔B下端设有进风口，存料腔外侧壁上设有热载体排出口,存料腔上端设有热载体进入口；所述热载体排出口通过管道与生物质气化炉的气化腔连通；所述热载体进入口通过管道与旋风分离器A的热载体出口连通；

旋风分离器B的侧壁上设有进气口，上端设有出气口，下端设有排灰口；所述进气口通过管道与生物质气化炉的燃气出口连通；

热载体返料器上设有入料口和排料口，入料口通过管道与生物质气化炉的热载体排料口连通，排料口通过管道与热载体燃烧炉的热载体返料口连通。

本实用新型进一步的技术方案是：生物质气化炉的气化腔中从下至上依次设有水平布置的布风板D和水平布置的布风板E，布风板D和布风板E将生物质气化炉的气化腔从下至上依次分隔为一级气化子腔、二级气化子腔和三级气化子腔，布风板D上设有供热载体从二级气化子腔下漏至一级气化子腔的下漏管A，布风板E上设有供热载体从三级气化子腔下漏至二级气化子腔的下漏管B；所述水蒸汽进口有多个，呈环形均布在二级气化子腔和三级气化子腔的外侧壁上；所述燃气出口设在三级气化子腔的上部外侧壁上；所述生物质加料口和热载体排料口均设在一级气化子腔的外侧壁上；所述热载体排出口有三个，呈环形均布在热载体分配器的存料腔的腔壁上，三个热载体排出口分别通过管道与生物质气化炉的一级气化子腔、二级气化子腔和三级气化子腔连通。

本实用新型再进一步的技术方案是：所述热载体加料口上连接有螺旋给料机A；所述生物质加料口上连接有螺旋给料机B；所述排渣口上连接有带有阀门的排渣管。

本实用新型更进一步的技术方案是：热载体返料器的内腔中设有水平布置的布风板F，布风板F将热载体返料器的内腔分隔为返料腔和位于返料腔下端的鼓风腔F，鼓风腔F下端设有进风口，返料腔内设有竖直布置的隔板，隔板将返料腔分隔为腔A和腔B，腔A和腔B仅在下部连通。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、生物质气化炉内部通过布风板C、D、E分隔为一、二、三级气化子腔，提高了气化腔的空间利用率，热载体分配器将热载体通过三根管道分别输送至一、二、三级气化子腔中，增大了热载体与燃气的接触面积，延长了热载体与燃气的接触时间，热载体为生物质气化提供能量的同时，还为燃气与水蒸气重整气化提供了能量，还提高了气化炉内蒸汽的平均温度。

2、水蒸汽进口环形均布在二、三级气化子腔的外侧壁上，用于向二、三级气化子腔内通入水蒸气。在一级气化子腔内产生的含有焦油和大分子烷烃化合物的低品质燃气进入二、三级气化子腔后，与热载体和水蒸气充分接触，发生进一步的热解反应，得到低焦油含量的高品质燃气。

3、生物质加料口设在一级气化子腔的外侧壁上，燃气出口设在三级气化子腔的上部外侧壁上，一级气化子腔与三级气化子腔之间有两块布风板(布风板D、E)，极大的降低了由颗粒灰扬析使从燃气出口排出的燃气夹带杂质的可能性。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A部放大图；

图3为图1的B部放大图；

图4为图1的C部放大图。

说明：热载体燃烧炉、生物质气化炉及热载体分配器下端的支架(或称支腿)仅作示意用，可采用其它具有支承作用的等效的支架结构。另外，旋风分离器A、旋风分离器B及热载体返料器的支架均省略未绘出。

具体实施方式

实施例1：

可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置，包括热载体燃烧炉1、旋风分离器A2、生物质气化炉3、热载体分配器4、旋风分离器B5及热载体返料器6。

热载体燃烧炉1的内腔中设有水平布置的布风板A11，布风板A11将热载体燃烧炉1的内腔分隔为燃烧腔12和位于燃烧腔下端的鼓风腔A13，鼓风腔A13下端设有进风口，燃烧腔12外侧壁上设有热载体加料口14和热载体返料口15，燃烧腔12的顶部设有热载体出料口16，燃烧腔12的底部设有排渣口17。所述热载体加料口14上连接有螺旋给料机A18。所述排渣口17上连接有带有阀门的排渣管19。

旋风分离器A2的上端设有烟气出口21，下端设有热载体出口22，侧壁上设有热载体入口23。所述热载体入口23与热载体燃烧炉1的热载体出料口16通过管道连通。

生物质气化炉3的内腔中设有水平布置的布风板C31，布风板C31将生物质气化炉3的内腔分隔为气化腔和位于气化腔下端的鼓风腔C32，鼓风腔C32下端设有进风口。生物质气化炉3的气化腔中从下至上依次设有水平布置的布风板D37和水平布置的布风板E38。布风板D37和布风板E38将生物质气化炉3的气化腔从下至上依次分隔为一级气化子腔391、二级气化子腔392和三级气化子腔393。布风板D37上设有供热载体从二级气化子腔392下漏至一级气化子腔391的下漏管A371，布风板E38上设有供热载体从三级气化子腔393下漏至二级气化子腔392的下漏管B381。二级气化子腔392和三级气化子腔393的外侧壁上环形均布有多个水蒸汽进口35。三级气化子腔393的上部外侧壁设有燃气出口36。一级气化子腔391的外侧壁上设有生物质加料口33和热载体排料口34。所述生物质加料口33上连接有螺旋给料机B30。

热载体分配器4的内腔中设有水平布置的布风板B41，布风板B41将热载体分配器4的内腔分隔为存料腔42和位于存料腔42下端的鼓风腔B43，鼓风腔B43下端设有进风口。存料腔42上端设有热载体进入口45，热载体进入口45通过管道与旋风分离器A2的热载体出口22连通，存料腔42外侧壁上环形均布有三个热载体排出口44，三个热载体排出口44分别通过管道与生物质气化炉3的一级气化子腔391、二级气化子腔392和三级气化子腔393连通。

旋风分离器B5的侧壁上设有进气口51，上端设有出气口52，下端设有排灰口53。所述进气口51通过管道与生物质气化炉3的燃气出口36连通。

热载体返料器6上设有入料口61和排料口62，入料口61通过管道与生物质气化炉3的热载体排料口34连通，排料口62通过管道与热载体燃烧炉1的热载体返料口15连通。热载体返料器6的内腔中设有水平布置的布风板F63，布风板F63将热载体返料器6的内腔分隔为返料腔和位于返料腔下端的鼓风腔F65，鼓风腔F65下端设有进风口，返料腔内设有竖直布置的隔板66，隔板66将返料腔分隔为腔A641和腔B642，腔A641和腔B642仅在下部连通。热载体返料器6可通过隔板66和腔A641中的热载体实现自密封，防止气化腔与燃烧腔之间窜气。

优选，布风板A、B、C、D、E、F上均设有多个透风孔(图中未示出)，透风孔可供风或其它气化剂通过，生物质和热载体无法通过透风孔。

本实用新型基于双流化床生物质气化技术，生物质的气化和热载体的燃烧相对独立运行，生物质气化炉中的热载体可通过热载体返料器返回热载体燃烧炉循环使用。

简述本实用新型的使用：

1、关闭排渣管19上的阀门，再通过螺旋给料机A18向热载体燃烧炉1内投入热载体(热载体选用硬度较大的惰性类物质，例如石英砂；或具有催化功能的物质，例如橄榄石、煅烧白云石及莫来石；或具有多孔结构的物质，例如γ氧化铝及陶瓷球)和适量燃料(煤粉或天然气)，然后在热载体燃烧炉1的燃烧腔12内点火，将热载体加热至850-1000℃。同时通过螺旋给料机B30向生物质气化炉3的一级气化子腔391内投入生物质。

2、通过鼓风机或其它送风装置向鼓风腔A13内输送氧化风(富氧空气)，氧化风通过布风板A11进入燃烧腔12，使热载体流化(呈流动状态)，流化的热载体通过燃烧腔12顶部的热载体出料口16排出，再通过管道和旋风分离器A2的热载体入口23进入旋风分离器A2的内腔，燃烧产生的高温烟气通过旋风分离器A2上端的烟气出口21排出，热载体则通过旋风分离器A2下端的热载体出口22排出，再通过管道进入热载体分配器4的存料腔42中。

3、通过鼓风机或其它送风装置向鼓风腔B43内送风，风通过布风板B41进入存料腔42，使热载体流化，流化的热载体通过存料腔42外侧壁上的三个热载体排出口44排出，并分别通过管道进入生物质气化炉3的一级气化子腔391、二级气化子腔392和三级气化子腔393内。

4、通过鼓风机或其它送风装置向鼓风腔C32内输送氧化风(富氧空气)，同时通过水蒸汽进口35向二、三级气化子腔内输送水蒸汽。氧化风通过布风板C31进入一级气化子腔391，使生物质和热载体充分接触，发生热解气化反应进而产生燃气(产生的燃气中含有较多的焦油和大分子烷烃化合物)，燃气通过布风板D37进入二级气化子腔392，再通过布风板E38进入三级气化子腔393，与水蒸气充分接触，在热载体提供的热量的基础上发生进一步的热解反应，得到低焦油含量的高品质燃气。高品质燃气通过燃气出口36排出，通过管道和旋风分离器B5的进气口51进入旋风分离器B5的内腔，进行净化除杂，高品质燃气中所含的固体杂质通过旋风分离器B5的排灰口53排出，净化后的高品质燃气通过旋风分离器B5的出气口52排出。

本步骤中，一、二、三级气化子腔内的平均温度为700-900℃，三级气化子腔393内过量的热载体通过下漏管B381落入二级气化子腔392，二级气化子腔392内过量的热载体通过下漏管A371落入一级气化子腔391，一级气化子腔391内的热载体及生物质半焦通过热载体返料器6返回热载体燃烧炉1的燃烧腔12，从而实现热载体的循环使用。

Claims (4)

1.可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置，其特征是：包括热载体燃烧炉(1)、旋风分离器A(2)、生物质气化炉(3)、热载体分配器(4)、旋风分离器B(5)及热载体返料器(6)；

热载体燃烧炉(1)的内腔中设有水平布置的布风板A(11)，布风板A(11)将热载体燃烧炉(1)的内腔分隔为燃烧腔(12)和位于燃烧腔下端的鼓风腔A(13)，鼓风腔A(13)下端设有进风口，燃烧腔(12)外侧壁上设有热载体加料口(14)和热载体返料口(15)，燃烧腔(12)的顶部设有热载体出料口(16)，燃烧腔(12)的底部设有排渣口(17)；

旋风分离器A(2)的上端设有烟气出口(21)，下端设有热载体出口(22)，侧壁上设有热载体入口(23)；所述热载体入口(23)与热载体燃烧炉(1)的热载体出料口(16)通过管道连通；

生物质气化炉(3)的内腔中设有水平布置的布风板C(31)，布风板C(31)将生物质气化炉(3)的内腔分隔为气化腔和位于气化腔下端的鼓风腔C(32)，鼓风腔C(32)下端设有进风口，气化腔下部外侧壁上设有生物质加料口(33)和热载体排料口(34)，气化腔上部外侧壁上设有水蒸汽进口(35)和燃气出口(36)；

热载体分配器(4)的内腔中设有水平布置的布风板B(41)，布风板B(41)将热载体分配器(4)的内腔分隔为存料腔(42)和位于存料腔(42)下端的鼓风腔B(43)，鼓风腔B(43)下端设有进风口，存料腔(42)外侧壁上设有热载体排出口(44),存料腔(42)上端设有热载体进入口(45)；所述热载体排出口(44)通过管道与生物质气化炉(3)的气化腔连通；所述热载体进入口(45)通过管道与旋风分离器A(2)的热载体出口(22)连通；

旋风分离器B(5)的侧壁上设有进气口(51)，上端设有出气口(52)，下端设有排灰口(53)；所述进气口(51)通过管道与生物质气化炉(3)的燃气出口(36)连通；

热载体返料器(6)上设有入料口(61)和排料口(62)，入料口(61)通过管道与生物质气化炉(3)的热载体排料口(34)连通，排料口(62)通过管道与热载体燃烧炉(1)的热载体返料口(15)连通。

2.如权利要求1所述的可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置，其特征是：生物质气化炉(3)的气化腔中从下至上依次设有水平布置的布风板D(37)和水平布置的布风板E(38)，布风板D(37)和布风板E(38)将生物质气化炉(3)的气化腔从下至上依次分隔为一级气化子腔(391)、二级气化子腔(392)和三级气化子腔(393)，布风板D(37)上设有供热载体从二级气化子腔(392)下漏至一级气化子腔(391)的下漏管A(371)，布风板E(38)上设有供热载体从三级气化子腔(393)下漏至二级气化子腔(392)的下漏管B(381)；所述水蒸汽进口(35)有多个，呈环形均布在二级气化子腔(392)和三级气化子腔(393)的外侧壁上；所述燃气出口(36)设在三级气化子腔(393)的上部外侧壁上；所述生物质加料口(33)和热载体排料口(34)均设在一级气化子腔(391)的外侧壁上；

所述热载体排出口(44)有三个，呈环形均布在热载体分配器(4)的存料腔(42)的腔壁上，三个热载体排出口(44)分别通过管道与生物质气化炉(3)的一级气化子腔(391)、二级气化子腔(392)和三级气化子腔(393)连通。

3.如权利要求2所述的可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置，其特征是：所述热载体加料口(14)上连接有螺旋给料机A(18)；所述生物质加料口(33)上连接有螺旋给料机B(30)；所述排渣口(17)上连接有带有阀门的排渣管(19)。

4.如权利要求1-3中任一项所述的可产出高品质燃气的双流化床生物质气化装置，其特征是：热载体返料器(6)的内腔中设有水平布置的布风板F(63)，布风板F(63)将热载体返料器(6)的内腔分隔为返料腔和位于返料腔下端的鼓风腔F(65)，鼓风腔F(65)下端设有进风口，返料腔内设有竖直布置的隔板(66)，隔板(66)将返料腔分隔为腔A(641)和腔B(642)，腔A(641)和腔B(642)仅在下部连通。