CN209923270U - 一种生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质气化炉，包括气化炉本体。所述气化炉本体自下而上依次配合设置灰盘、带压炉体、常压炉体、干馏段；炉膛内装满生物质废弃物衍生燃料(RDF)，炉膛自下而上依次为固定炭燃烧层、气化层、干馏层；灰盘的底部固定设置气体进入口。干馏段上方即气化炉顶面分别配合设置焦油管道、加料管，焦油管道的一端伸进气化炉膛体内并与热电偶连接，焦油管道的另一端通向焦油池；干馏层上方配合设置可燃气出口。本实用新型的有益效果为：生物质废弃物衍生燃料(RDF)气化产生的焦油重新回炉热解气化可以被完全利用；生物质废弃物衍生燃料(RDF)干馏产生的酚水也可以被直接处理利用；固定炭燃烧层可以防止中心部位过渡燃烧和防止烧穿(防止因中心部位局部位置温度偏高而向上过渡燃烧。

Description

一种生物质气化炉

技术领域

本实用新型涉及一种气化炉，具体涉及一种生物质气化炉。

背景技术

生物质废弃物包括生活垃圾、城市污泥、农林废弃物、医疗废弃物、工业有机废弃物等，将上述废弃物破碎-筛分-磁选-破碎到一定的粒级，再添加生物热解除臭剂，压制成生物质衍生燃料棒RDF (Refuse Derived Fuel的简称)，该RDF具有热值高、热值稳定、热解充分、气化彻底、燃烧稳定、易于运输、易于储存、无二次污染、无臭味、二噁英类物质排放量低等特点。

生物质废弃物衍生燃料(RDF)的诞生，无疑为生物质废弃物能源化带来了生机，成为生物质废弃物利用领域新的增长点。

但是现有生物质气化炉对垃圾等生物质废弃物气化过程中产生的焦油缺乏有效手段回炉再气化利用；气化过程中产生的酚水和焦油难分离，分离后的酚水要通过化学手段软化才能再利用，投资大、成本高；底部固定炭燃烧层中心位置温度偏高，容易造成过渡燃烧，也容易局部烧穿，造成RDF燃料的浪费和可燃气产量的降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服背景技术中焦油、酚水难以被有效利用和固定炭燃烧层容易过渡燃烧或烧穿等缺点，提供一种新型生物质气化炉。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种生物质气化炉，包括气化炉本体，所述气化炉本体自下而上依次配合设置灰盘、带压炉体、常压炉体、干馏段；灰盘的底部固定设置气体进入口，进气口的前端设置水蒸汽进入口；炉膛内装满生物质燃料棒，炉膛自下而上依次为固定炭燃烧层、气化层、干馏层；干馏段上方即气化炉顶面分别配合设置焦油管道、加料管；焦油管道的一端伸进气化层并与焦油气引导口连接，焦油气引导口的下方安装热电偶，焦油管道的另一端通向焦油池；干馏层上方配合设置可燃气出口。

作为上述方案的改进，所述焦油管道配合设置搅拌输送泵、常态为半开的手动阀、连接软管；焦油池底设余热利用保温盘管；焦油池分三个，分别存储重焦油、焦油、清焦油，其热解气化温度是不同的。

作为上述方案的改进，焦油气引导口由RDF燃料导向罩、焦油气导流盘、筋键和热电偶导管孔组成，焊接在焦油管道的下端；热电偶和热电偶导管密封连接；热电偶的外露长度由定位扣确定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.RDF气化产生的焦油重新回炉热解气化可以被完全利用；

2.RDF干馏产生的酚水可以直接利用，现有技术酚水只能软化处理利用；

3.固定炭燃烧层可以防止过渡燃烧和防止烧穿，现有技术中的固定炭燃烧层中心部位存在过渡燃烧并容易被烧穿。

4.由于焦油被完全利用，所以整个生物质气化炉工作过程中能提高可燃气浓度和热值；

5.由于酚水被直接利用成为气化剂，所以整个气化系统不需要设置酚水软化处理系统，节约了投资和酚水处理费用；

6.由于固定炭燃烧层中心部位不易过渡燃烧和烧穿，可有效杜绝RDF燃料棒的浪费，提高可燃气的产量。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型部件焦油管道上下调节示意图；

图3是本实用新型管道布置平面示意图；

图4是本实用新型部件热电偶安装结构示意图。

图5是本实用新型焦油气引导口结构示意图。

图中：鼓风机1、气体进入口2、固定炭燃烧层3、热电偶4、焦油管道5、可燃气出口6、加料管7、搅拌输送泵8、加热盘管9、斗式提升机10、水蒸汽进入口11、焦油气引导口12、常态半开阀13、软连接14、热电偶导管15、法兰盘16、弹性垫片17、法兰杆18、自动手动一体螺杆机19、气化炉顶面20、固定扣21、支撑22、连接筋键23、RDF燃料导流罩24、焦油气导流盘25、热电偶定位扣26。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1到图5所示，一种生物质气化炉，包括气化炉本体，所述气化炉本体自下而上依次配合设置灰盘、带压炉体、常压炉体、干馏段；灰盘的底部固定设置气体进入口2，进气口2的前端设置水蒸汽进入口11；炉膛内装满生物质燃料棒RDF，炉膛自下而上依次为固定炭燃烧层3、气化层、干馏层；干馏段上方即气化炉顶面20分别配合设置焦油管道5、加料管7；焦油管道5的一端伸进气化层并与焦油气引导口12连接，焦油管道5的另一端通向焦油池；干馏层上方配合设置可燃气出口6。

所述气化炉本体的温度自上而下逐渐升高，干馏段(干馏层仅指可燃气出口处位置以下)的温度自常温逐渐升至500℃左右；气化层温度自500℃左右逐渐升至900℃左右；固定炭燃烧层3的温度自900℃左右升至1200℃至1300℃，为干馏层、气化层提供热解气化的热量。

加料管7是一种密闭的螺旋连续加压加料管(防止可燃气外溢)，并与斗式提升机10连接。斗式提升机10可以将物料提到高处，满足不同气化炉加料的需求。

焦油池配合设置搅拌输送泵8，搅拌输送泵8通过焦油管道5将搅拌乳化后的焦油、酚水乳液输送到气化炉膛的气化层；加热盘管9 将气化或发电后的余热引至焦油池底部为焦油保温，防止焦油固化。

焦油管道5的横管配合设置常态为半开的阀门13，用于局部固定炭燃烧层3烧穿时加大焦油乳液流量以快速冷却；配合设置连接软管14以便于焦油管道5的竖管上下移动。

焦油所含成分的不同其热解气化的温度也不同，在500℃至900℃之间，下文以900℃最深温度处计算竖向焦油管道5的长度并表述。

所述焦油管道5通过上下调节装置可上下移动，上下调节装置的结构为管道5穿过法兰盘16、法兰盘16下方设置弹性垫片17、法兰盘16内设置密封圈，法兰盘16配合设置法兰杆18，法兰杆18上装自动手动一体式螺杆19。法兰杆18上也可以装水平仪、垂直仪，来监测水平度和垂直度。因为出灰向下塌陷，固定炭燃烧层3温度变化较大，焦油管道5的上下调节装置配合设置自动手动一体控制系统，控制系统设置主要包括上下运动开关、安装在管道下端的电热偶，每个焦油管道5的动力控制通过俩个可调电阻实现，一个可调电阻调节运动，0表示900℃以下的温度时管道向下运动，停表示900℃的温度时管道停止运动，1表示900℃以上的温度时管道向上运动；另一个可调电阻调节运动温度的设定，因为不同焦油的热解气化温度是不同的，定位于什么温度需按实调节。固定碳燃烧层正常燃烧时，六个焦油管道5的高度是一样的，当局部烧穿时，有一个焦油管道5就会特别高，这时候，关闭自动控制系统，将半开阀13全开，手动下探焦油管道5以实现该局部快速降温，反复多次，直到正常为止。

所述管道5的数量为六个，均匀分布在加料管7的周围，这样防止中心部位过渡燃烧效果更好。通过弹性垫片17和固定螺母定位后，六个焦油管道5在外部法兰杆部位一起固定，法兰盘16内有密封圈，这样密封效果更好。

所述气体进入口2的下方分别配合设置水蒸汽进入口11和鼓风机1。所述热电偶4的电极通过固定扣21固定在热电偶导管15内壁上，固定扣21最佳实施例是等距。热电偶导管15通过支撑22固定在焦油管道5的内壁上，支撑22的最佳实施例是等距。所述法兰16 的下方设置弹性垫片17，弹性垫片17配合螺丝可以微调垂直度。

本实用新型使用时，将生物质废弃物如生活垃圾、城市污泥、秸秆等制成的RDF燃料，通过斗式提升机10、加料管7送到气化炉内部气化。固定炭燃烧层3提供给气化层、干溜层热量。固定炭燃烧层 3燃烧后的炉渣由灰盘出灰，气化层热解蒸发可燃气后留下固定碳，随着灰盘出灰不断补充进入燃烧层3，同时水蒸汽进入口11和鼓风机1给固定炭燃烧层3供应水蒸汽、氧气，达到助燃和气化剂的效果，使固定炭燃烧层3的温度达到并保持在1200℃至1300℃，水蒸汽参与氧化还原反应，产生更多的可燃气，固定炭燃烧层的厚度一般在 0.2米左右。气化炉的温度从固定炭燃烧层3的温度1300℃向上逐级降低。生物质120℃以上就会产生焦油，所以焦油是在干馏层产生的，焦油在500℃至900℃会热解，热解反应后会生成氢气、一氧化碳等可燃气，即焦油的热解气化。酚水是生物质RDF干溜时蒸发出来的水，成分极为复杂。干馏层的温度自下而上逐渐到120℃位置时，焦油、酚水和可燃气一道在可燃气出口6被引出，进入冷却塔，通过电捕焦和进一步冷却，焦油气变成焦油和酚水，一道进入焦油池。

六个焦油管道5均匀分布在加料管7的周围，焦油管道5下端的焦油气引导口12使焦油气向周围均匀扩散上升并热解气化，热解气化是一个吸热过程，从而防止中心部位过渡燃烧和防止局部烧穿。安装在焦油气引导口12下端的热电偶4探得温度在900℃以下时管道向下运动，900℃的温度时管道停止运动，900℃以上的温度时管道向上运动；搅拌输送泵8通过管道5将焦油池的焦油、酚水乳化后泵送至焦油气引导口12以热解气化为可燃气。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种生物质气化炉，包括气化炉本体，其特征在于：所述气化炉本体自下而上依次配合设置灰盘、带压炉体、常压炉体、干馏段；灰盘的底部固定设置气体进入口(2)，气体进入口(2)的前端设置水蒸汽进入口(11)；炉膛内装满生物质燃料棒(RDF)，炉膛自下而上依次为固定炭燃烧层(3)、气化层、干馏层；干馏段上方即气化炉顶面(20)分别配合设置焦油管道(5)、加料管(7)；焦油管道(5)的一端伸进气化层并与焦油气引导口(12)连接，焦油气引导口(12)的下方安装热电偶(4)，焦油管道(5)的另一端通向焦油池；干馏层上方配合设置可燃气出口(6)。

2.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述气化炉本体的温度自上而下逐渐升高，干馏层的温度自120℃左右逐渐升至500℃左右；气化层温度自500℃左右逐渐升至900℃左右；固定炭燃烧层(3)的温度升至1200℃至1300℃，为干馏层、气化层提供热解气化的热量。

3.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于：加料管(7)是一种密闭的螺旋连续加压加料管，防止可燃气外溢；加料管(7)与斗式提升机(10)连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述焦油管道(5)配合设置搅拌输送泵(8)、常态为半开的手动阀(13)、连接软管(14)；焦油池底设余热利用保温盘管(9)；焦油池分三个，分别存储重焦油、焦油、清焦油，其热解气化温度是不同的。

5.根据权利要求4所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述焦油管道(5)的数量为六个，均匀分布在加料管(7)的周围，布置直径为炉膛直径的三分之一到五分之二之间，焦油气引导口(12)伸入气化层内。

6.根据权利要求5所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述焦油管道(5)通过上下调节装置可上下移动，上下调节装置的结构为管道(5)穿过法兰盘(16)、法兰盘(16)下方设置弹性垫片(17)、法兰盘(16)内设置密封圈，法兰盘(16)配合设置法兰杆(18)，法兰杆(18)上装自动手动一体式螺杆(19)。

7.根据权利要求6所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述气体进入口(2)的下方分别配合设置水蒸汽进入口(11)和鼓风机(1)。

8.根据权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于：所述热电偶(4)的电极通过固定扣(21)固定在热电偶导管(15)的内壁上，热电偶导管(15)通过支撑(22)固定在管道(5)的内壁上。

9.根据权利要求8所述的一种生物质气化炉，其特征在于：焦油气引导口(12)由RDF燃料导向罩(24)、焦油气导流盘(25)、筋键(23)和热电偶导管孔组成，焊接在焦油管道(5)的下端；热电偶(4)和热电偶导管(15)密封连接；热电偶(4)的外露长度由定位扣(26)确定。

Images