CN209741073U - 一种生物质气化炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的一种生物质气化炉，设有气化室，所述气化室设有下料管，生物质原料通过下料管下料并与下料管管外热气化燃气换热分解。本实用新型的一种生物质气化炉，能有效降低生物质气化生成的裂解可燃气中的碱金属、灰分和焦油含量，以解决使用裂解可燃气燃烧产生的高温腐蚀、积灰、磨损问题。
Description
技术领域
本实用新型属于生物质能源利用领域，具体涉及一种生物质气化炉。
背景技术
生物质气化炉是一种使生物质在氧化区中加热、发生氧化反应产生二氧化碳，并使二氧化碳在还原区与碳和水蒸汽发生还原反应产生一氧化碳、甲烷、氢气等可燃性气体的分子后，再经燃料准备区进行高温裂解、干燥，以获得较好火力的设备；由于其安全、卫生、环保，并且生物质原料由农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、牛羊畜粪及一切可燃性物质制成，是一种取之不尽，用之不竭的再生资源，因此得到了广泛应用。但现有的生物质气化炉存在裂解可燃气富含碱金属、灰分和焦油，直接燃烧可能产生高温腐蚀和积灰、腐蚀等问题。
发明内容
本实用新型的主要目的在于降低生物质气化生成的裂解可燃气中的碱金属、灰分和焦油含量，以解决使用裂解可燃气燃烧产生的高温腐蚀、积灰、磨损等问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的一种生物质气化炉，设有气化室，所述气化室设有下料管，生物质原料通过下料管下料并与下料管管外热气化燃气换热分解。
作为优选方案，所述下料管外壁设有提高换热的螺旋鳍片。
作为优选方案，所述气化室外壁设有夹套层，所述夹套层选用水夹冷套降低气化室壳体温度和气化燃气的温度。
作为优选方案，所述气化室内壁设有若干层燃气挡板，所述燃气挡板引导气化室气化燃气沿燃气挡板形成S形流通。
作为优选方案，所述生物质气化炉设送料入气化室的进料室，所述进料室通往所述气化室上设有过渡室，所述过渡室为由生物质物料堆积形成的物料层，物料层在所述过渡室实现预换热。
作为优选方案，所述进料室设有防搭桥机构，所述防搭桥机构包括若干斜板，所述斜板安装在所述进料室的内壁，且所述斜板朝向所述进料室通往所述气化室的通道方向。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：气化室的下料采用下料管形式代替常规直接下料，生物质物料从下料管内下落，管外为气化燃气上升气流，管内物料下落过程中与管外热气化燃气进行间接换热，物料升温的同时下部物料受热分解，由于气化燃气与物料被下料管分隔开来，热解气携带的焦油和水分未能被热解气直接带走，而是在下料管内上行被上部冷物料冷却截留继而被物料继续携带下落，热解气中的不可凝挥发性气体则上升至过渡室随气化燃气一起从气化燃气出口通出，既去除了热解气中携带的焦油和水分，又提高了气化燃气的热值，可有效解决焦油析出而导致的受热面结焦腐蚀等问题。
气化过程中生物质中的碱金属和灰分随着生物质炭收集下来用于制取活性炭，降低了裂变可燃气的碱金属含量和灰分，可有效降低裂变可燃气燃烧产生的高温腐蚀、积灰、磨损等问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的气化炉应用系统结构示意图；
图中的附图标记为：烘干设备1，气化活化装置2，给料口201，进料室202，主轴驱动电机203，主轴204，进料阀205，防搭桥机构206，拨料器I207，卸料阀208，过渡室209，拨料器II210，拨料器III211，过渡室燃气进口212，气化燃气出口213，气化室214，下料管215，螺旋鳍片216，燃气挡板217，夹套层218，炉排及支撑机构219，炉排驱动机构220，气化室空气进口221，重力卸灰阀222，活化室223，混合风箱224，风帽气体分布板225，活化室空气进口226，活化室蒸汽进口227，排炭管228，气炭分离室229，活化烟气出口230，活性炭出口231，燃气风机3，燃气燃烧设备4，生物质直燃锅炉5。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：
实施例1
如图1-2所示，本实用新型的生物质气化炉，设有气化室214，所述气化室214设有下料管215，生物质原料通过下料管215下料并与下料管215管外燃气换热分解，所述下料管215外壁设有提高换热的螺旋鳍片216。
生物质原料通过下料管215进入气化室214，从气化室214下部点火孔处点火，通过鼓风机从气化室空气进口221鼓入空气作为气化剂从炉排219下方均匀送入气化室反应区域，裂解可燃气从下而上地上升至过渡室209，上升的过程中同时与下料管215内生物质原料间接换热降温，下料管215内生物质原料同时热解，热解气从下料管215内上升至过渡室209，与裂解可燃气混合一起从裂解可燃气出口213进入燃气燃烧设备4，通过燃气燃烧设备4进入生物质直燃锅炉5进行燃烧发电，提高了燃气燃烧设备4通出的裂解可燃气在生物质直燃锅炉的燃烧效率。
且气化室的下料采用下料管215形式代替常规直接下料，生物质物料从下料管215内下落，管外为气化燃气上升气流，管内物料下落过程中与管外热气化燃气进行间接换热，物料升温的同时下部物料受热分解，由于气化燃气与物料被下料管215分隔开来不直接接触反应，热解气携带的焦油和水分未能被热解气直接带走，而是在下料管215内上行被上部冷物料冷却截留继而被物料继续携带下落，热解气中的不可凝挥发性气体则上升至过渡室209随气化燃气一起从气化燃气出口213进入发电系统，既去除了热解气中携带的焦油和水分，又提高了气化燃气的热值，也有效解决焦油析出而导致的受热面结焦腐蚀等问题。
所述气化活化装置气化室内的下料管215外壁设有螺旋鳍片216，用于加强下料管内生物质原料与管外热气化燃气之间的换热，用于生物质原料的升温热解与热气化燃气的冷却降温。
在所述气化室214外壁设有夹套层218，所述夹套层218选用水夹冷套降低气化室壳体温度和气化燃气的温度。
在所述气化室214内壁设有若干层燃气挡板217，所述燃气挡板引导气化室214气化燃气沿燃气挡板形成S形流通。上行热气化燃气在气化室内多次转向，延长气化燃气在气化室214内的停留时间，加强热气化燃气与下料管215内生物质原料之间的换热。
所述气化炉设送料入气化室214的进料室202，所述进料室202通往所述气化室214上设有过渡室209，所述过渡室209为由生物质物料堆积形成的物料层，物料层在所述过渡室209实现预换热。
所述进料室202设有防搭桥机构206，所述防搭桥机构206包括若干斜板，所述斜板安装在所述进料室206的内壁，且所述斜板朝向所述进料室202通往所述气化室214的通道方向。
本实施例中，所述气化炉包括进料室202、过渡室209、气化室214、活化室223、气炭分离室229，过渡室209上方安装有进料室202，过渡室209安装在气化室214上方，气化室214安装在二层平台钢支架上，活化系统包括活化室223，活化室223安装在气化活化装置一层平台钢支架上，气炭分离室229悬吊于气化活化装置二层平台上，连接在活化室223的侧上方。
所述气化活化系统中的生物炭活化系统包括气化活化装置的活化室，活化室安装在气化活化装置一层平台钢支架上，活化室下部设有布气板，布气板上设有风帽用于活化介质的均匀分布，活化室下部一侧设有活化空气进口，一侧设有活化蒸汽进口，底部设有空气与蒸汽的混合风箱，并设有贯穿布气板的排炭管，排炭管露出活化室外壳的一端即为活化室排炭口。气炭分离室连接于活化室侧上部，并悬吊在气化活化装置二层平台上，采用旋风分离结构，气炭分离室顶部设有活化烟气出口，底部设有活性炭出口。活化烟气可送入烘干设备1中用于生物质原料的预烘干。
所述进料室202设有给料口201、主轴204、拨料器207等，主轴204上端连接于驱动电机203，主轴204连通进料室202与过渡室209，中下端安装有拨料器211、212。所述进料室202设有进料阀205、卸料阀208，进料阀205安装在进料室202顶部，卸料阀208安装在进料室202与过渡室209之间，气化活化装置2的进料由进料阀205与卸料阀208的开闭来控制，可起到防止气化燃气泄漏的作用。进料时，关闭进料室202底部卸料阀隔208绝气化燃气，打开进料阀205完成进料，进料完毕后，关闭进料阀205，打开卸料阀208使物料下料进过渡室209。所述进料室202侧壁上安装有防搭桥机构206，由多层焊接在进料室202侧壁上的倾斜向下的钢板材质的斜板组成，防止物料搭桥、下料不畅。
斜板设有多层，所述斜板安装在所述进料室206的内壁，且所述斜板朝向所述进料室202通往所述气化室214的通道方向。
所述过渡室209设有拨料器211、212、气化燃气进出口212、213，气化燃气进口212与气化燃气出口213分别位于过渡室209的两侧。运行时，过渡室209内须形成一定高度的物料层，用于物料的保温与一定温度范围的升温，同时吸收部分气化燃气热量、实现气化燃气的进一步降温。
所述气化室214设有下料管215、炉排219、空气进口221等，下料管215连通过渡室209与气化室214，炉排219位于气化室214下部炉体内，同时设有相应的支撑机构及驱动机构220，空气进口221设置于气化室214下侧。下料管215外壁设有螺旋鳍片216，用于加强下料管215内生物质原料与管外热气化燃气之间的换热，用于生物质原料的升温热解与热气化燃气的冷却降温。气化室214内壁设有多层燃气挡板217，使得上行热气化燃气在气化室内多次转向，延长气化燃气在气化室内的停留时间，加强热气化燃气与下料管内生物质原料之间的换热。气化室外设有夹套层218，夹套层218为水冷套结构，用于气化燃气的降温。
气化室2运行时，关闭进料室卸料阀208和拨料器207，打开进料室进料阀205，将生物质原料从给料口201送入进料室202，当进料室202装料量超过一半时，停止进料，关闭进料室进料阀205和过渡室拨料器211、212，打开进料室卸料阀208和拨料器207，生物质原料进入过渡室209，当过渡室209装料量达到2/3时，打开拨料器211、212，原料通过下料管215进入气化室214，然后关闭进料室卸料阀208，进入下一个进料周期。
生物质原料通过下料管215进入气化室214，从气化室下部点火孔处点火，通过鼓风机从气化室空气进口221鼓入空气作为气化剂从炉排219下方均匀送入气化室反应区域，气化燃气从下而上上升至过渡室209，上升的过程中同时与下料管215内生物质原料间接换热降温，下料管215内生物质原料同时热解，热解气从下料管215内上升至过渡室209，与气化燃气混合一起从气化燃气出口213进入发电系统。
气化产生的生物质炭排入炉排下方腔室，当生物质炭堆积到一定高度、气化室下方重力卸灰阀222达到设定压力后，重力卸灰阀222自动打开将生物质炭排入活化室223进行活化。
本结构中，首先，生物质可选用木质、果壳类生物质原料，进行削片或破碎，入炉原料粒径≤150mm；破碎后的生物质先烘干，烘干至含水率≤10％，烘干后的入炉生物质温度在80-120℃，干燥的生物质原料送入生物质气化炉。
干燥后的生物质原料送入气化活化装置进行气化，生物质气化炉运行时，关闭进料室卸料阀和拨料器I，打开进料室进料阀，将生物质原料从给料口送入进料室，当进料室装料量超过一半时，停止进料，关闭进料室进料阀和过渡室拨料器II、III，打开进料室卸料阀和拨料器I，生物质原料进入过渡室，当过渡室装料量达到2/3时，过渡室内原料温度控制在120-160℃，打开拨料器II、III，原料通过下料管进入气化室，然后关闭进料室卸料阀，进入下一个进料周期；原料通过下料管进入气化室，从气化室下部点火孔处点火，通过鼓风机从气化室空气进口鼓入空气作为气化剂从炉排下方均匀送入气化室反应区域，气化燃气从下而上上升至燃气升温室，生物质气化温度为700-900℃，装置出口气化燃气温度在120-160℃，上升的过程中同时与下料管内生物质原料间接换热降温，下料管内生物质原料同时热解，热解气从下料管内上升至燃气升温室，与气化燃气混合一起从气化燃气出口进入发电系统，燃气热值为1200-1400kcal/Nm3，产气量1.5-2.3Nm3/kg。气化产生的生物质炭排入炉排下方腔室，当生物质炭堆积到一定高度、气化室下方重力卸灰阀达到设定压力后，重力卸灰阀自动打开将生物质炭排入活化室进行活化。
最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种生物质气化炉，设有气化室，其特征在于：所述气化室设有下料管，生物质原料通过下料管下料并与下料管管外热气化燃气换热分解。
2.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于：所述下料管外壁设有提高换热的螺旋鳍片。
3.如权利要求1或2所述的气化炉，其特征在于：所述气化室外壁设有夹套层，所述夹套层选用水夹冷套降低气化室壳体温度和气化燃气的温度。
4.如权利要求1或2所述的气化炉，其特征在于：所述气化室内壁设有若干层燃气挡板，所述燃气挡板引导气化室气化燃气沿燃气挡板形成S形流通。
5.如权利要求1或2所述的气化炉，其特征在于：所述气化炉设送料入气化室的进料室，所述进料室通往所述气化室上设有过渡室，所述过渡室为由生物质物料堆积形成的物料层，物料层在所述过渡室实现预换热。
6.如权利要求5所述的气化炉，其特征在于：所述进料室设有防搭桥机构，所述防搭桥机构包括若干斜板，所述斜板安装在所述进料室的内壁，且所述斜板朝向所述进料室通往所述气化室的通道方向。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20191206 |