CN206721135U - 一种生物质旋流式流化床气化装置 - Google Patents

一种生物质旋流式流化床气化装置 Download PDF

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黄胜
吴幼青
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Abstract

本实用新型公开了一种生物质旋流式流化床气化装置，所述的装置包括圆柱状的气化炉炉体、进料系统、进风系统、旋风分离器、返料器以及热燃气出口；所述的进料系统由依次连接的料斗、给料机和螺旋进料器组成，进风系统包括一离心风机及与其相连的风嘴和气体喷枪，旋风分离器的底部设置有返料器，返料器的一端与气化炉的底部连通；其特征在于，螺旋进料器和气体喷枪安装于气化炉的侧壁上，风嘴安装于气化炉底端。通过炉壁上的气体喷枪喷入炉内的高速气体以及气化炉底部喷入的气体形成的旋流推动生物质原料螺旋向上运动并进行气化反应，增加了反应停留时间以及生物质与气化介质横向混合的程度，提高了生物质的转化率以及气化炉的热效率。

Description

一种生物质旋流式流化床气化装置
技术领域
本实用新型涉及生物质气化领域，特别是一种生物质旋流式流化床气化装置。
背景技术
习近平总书记在党的十八大和十八届三中、四中和五中全会等重要场合多次提及要以保护和改善生态环境为核心，以提高非化石能源比重为目标，统筹规划论证，科学合理布局，强化节能降耗，完善政策措施，逐渐实现我国能源结构的优化升级。我国能源工作指导意见提出2016年实现非化石燃料能源比重13％，能源发展战略行动计划(2014-2020年)提出2020年实现非化石燃料能源比重上升为15％，2015年巴黎气候大会中国政府重申行动目标是2030年比重上升为20％。由此可见，我国可再生能源在“十三五”建设期间的发展在国家政策层面得到了强有力的支持，而可再生能源的规模化高效利用是实现这些重大目标最根本的途径。
我国生物质能资源丰富，资源量不低于50亿吨干物质/年，其中农作物秸秆年资源量8.2亿多吨，理论可收集量约6亿吨，资源总量巨大。因此，生物质资源的规模化、高效、清洁利用对我国绿色低碳能源战略、促进可再生能源发展具有重要意义。
气化技术是可实现生物质资源高效清洁利用的可行技术之一，将会在生物质资源的转化过程中扮演越来越重要的角色。目前，技术成熟度较高且已实现工业化运行的主要是固定床气化技术和流化床气化技术，生物质气流床气化还停留在实验室研究阶段。固定床气化技术存在炉内温度分布不均、启动时间较长、气化强度低以及大型化较困难等问题。综合考虑设计和运行过程，流化床气化技术具有更大的经济性，应成为今后生物质气化的主流技术。
为了进一步推动生物质气化技术的提效减排和升级换代，世界各国学者一直致力于改进流化床气化炉的结构以提高整个工艺过程的能源转化效率。
发明内容
本实用新型提供一种生物质流化床气化装置，可实现生物质资源的规模化、高效、清洁转化。
本实用新型如以下技术方案解决上述技术问题：
一种生物质旋流式流化床气化装置，所述的旋流式流化床气化炉包括圆柱状的气化炉炉体、进料系统、进风系统、旋风分离器、返料器以及热燃气出口；所述的进料系统由依次连接的料斗、给料机和螺旋进料器组成，进风系统包括一离心风机及与其相连的风嘴和气体喷枪，旋风分离器的底部设置有返料器，返料器的一端与气化炉的底部连通；其特征在于，螺旋进料器和气体喷枪安装于气化炉的侧壁上，风嘴安装于气化炉底端。
优选地，所述螺旋进料器的进料端沿气化炉炉体圆截面的切线方向伸入气化炉内。
优选地，所述螺旋进料器位于流化床气化炉总体高度的5～30％处。
优选地，来自于所述的风嘴和气体喷枪的气流形成的旋流风道，沿顺时针或者沿逆时针方向螺旋上升。
优选地，所述的旋流风道产生的旋转向上的气流方向与旋风分离器的进口方向一致。
优选地，所述气体喷枪与气化炉中心线的夹角θ为10-70度。
优选地，所述气体喷枪在螺旋进料器的正下方，且高度相差1.0～3.0m。
优选地，通过所述的风嘴和通过气体喷枪进入气化炉的气体比例为1:1～5:1。
本实用新型的有益效果是：通过气化炉炉壁上的气体喷枪喷入气化炉内的高速气体以及气化炉底部喷入的气体形成的旋流推动生物质原料螺旋向上运动并进行气化反应，增加了反应停留时间以及生物质与气化介质横向混合的程度，提高了生物质的转化率以及气化炉的热效率。此外，产生的旋转向上的气流方向与旋风分离器的进口方向一致，有利于降低能耗、提高旋风分离器的除尘效率，从而得到洁净的燃气。采用风嘴和气体喷枪相结合的形式实现多级供气，使气化炉内气化原料与气化剂接触更充分，气化效率更高。
附图说明
为了更清晰地阐明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是气体喷枪的示意图。
图中：1-气化炉；2-旋风分离器；3-返料器；4-风嘴；5-螺旋进料器；6-给料机；7-料斗；8-气体喷枪；9-离心风机；10-燃气出口。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施方式对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述。
参照图1，本实用新型公开的一种生物质旋流式流化床气化装置包括流化床气化炉1、旋风分离器2、返料器3、风嘴4、螺旋进料器5、给料机6、料斗7、气体喷枪8、送风机9和燃气出口10。所述的流化床气化炉1的炉壁上安装有螺旋进料器5和气体喷枪8，螺旋进料器5通过给料机6与料斗7相连。所述流化床气化炉1的底部设置有风嘴4，离心风机9与风嘴4和炉壁上的气体喷枪8相连。所述旋风分离器2的底端设置有返料系统，返料器3的一端与流化床气化炉1的底部连通。
进一步作为优选的实施方式，所述螺旋进料系统的进料端沿气化炉炉体圆截面的切线方向伸入气化炉内。
进一步作为优选的实施方式，所述螺旋进料系统位于流化床气化炉总体高度的5～30％处。
进一步作为优选的实施方式，所述旋流风道沿顺时针方向螺旋上升，或者所述旋流风道沿逆时针方向螺旋上升。
进一步作为优选的实施方式，所述的产生的旋转向上的气流方向与旋风分离器的进口方向一致。
进一步作为优选的实施方式，所述气体喷枪与气化炉中心线的夹角θ为10-70度。
进一步作为优选的实施方式，所述气体喷枪在螺旋进料器的正下方，且高度相差1.0～3.0m。
进一步作为优选的实施方式，所述的通过风嘴和气体喷枪进入气化炉的气体的比例为1:1～5:1。
送风机9将空气分别通过风嘴4和气体喷枪8送入流化床气化炉1内部，生物质原料通过料斗7、给料机6经螺旋进料器5进入气化炉1内，生物质原料由于受到来自气化炉底部和侧壁的两股气流的共同作用而产生螺旋向上的运动。螺旋向上的生物质原料与气化介质充分混合、充分接触，提高了生物质的转化率以及气化炉的热效率。产生的生物质燃气进入连接通道切向进入旋风分离器2，经过旋风分离器2初步净化的生物质燃气通过燃气出口10引出，生物质燃气中夹带的较大的未充分气化的生物质颗粒被分离下来后进入返料器3，并重新进入流化床气化炉1内进行气化。
以上对本实用新型的具体实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种生物质旋流式流化床气化装置，所述的旋流式流化床气化炉包括圆柱状的气化炉炉体、进料系统、进风系统、旋风分离器、返料器以及热燃气出口；所述的进料系统由依次连接的料斗、给料机和螺旋进料器组成，进风系统包括一离心风机及与其相连的风嘴和气体喷枪，旋风分离器的底部设置有返料器，返料器的一端与气化炉的底部连通；其特征在于，螺旋进料器和气体喷枪安装于气化炉的侧壁上，风嘴安装于气化炉底端。
2.如权利要求1所述的一种生物质旋流式流化床气化装置，其特征在于，所述螺旋进料器的进料端沿气化炉炉体圆截面的切线方向伸入气化炉内。
3.如权利要求1所述的一种生物质旋流式流化床气化装置，其特征在于，所述螺旋进料器位于流化床气化炉总体高度的5～30％处。
4.如权利要求1所述的一种生物质旋流式流化床气化装置，其特征在于，来自于所述的风嘴和气体喷枪的气流形成的旋流风道，沿顺时针或者沿逆时针方向螺旋上升。
5.如权利要求1所述的一种生物质旋流式流化床气化装置，其特征在于，所述的旋流风道产生的旋转向上的气流方向与旋风分离器的进口方向一致。
6.如权利要求1所述的一种生物质旋流式流化床气化装置，其特征在于，所述气体喷枪与气化炉中心线的夹角θ为10-70度。
7.如权利要求1所述的一种生物质旋流式流化床气化装置，其特征在于，所述气体喷枪在螺旋进料器的正下方，且高度相差1.0～3.0m。
8.如权利要求1所述的一种生物质旋流式流化床气化装置，其特征在于，通过所述的风嘴和通过气体喷枪进入气化炉的气体比例为1:1～5:1。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110097730A (zh) * 2019-05-13 2019-08-06 西南大学 一种工厂火灾报警装置

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