CN212532883U - 一种集气化和除焦油于一体的生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型生物质气化技术领域，特别涉及一种集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，包括：炉体、进料斗和储气罐，炉体从上到下依次连通地分隔有破碎室、干燥预热室、气化燃烧室、焦油催化裂解室和吸附室；进料斗与破碎室连通；破碎室通过秆芯输送管A与吸附室连通；吸附室通过秆芯输送管B与气化燃烧室连通；吸附室还通过输气管与储气罐连通。本实用新型可有效减少生物质气化过程中焦油对环境的二次污染，提高了生物质气化的转化率，同时降低了排出的气体中焦油的含量。

Description

一种集气化和除焦油于一体的生物质气化炉

技术领域

本实用新型涉及生物质气化技术领域，特别涉及一种集气化和除焦油于一体的生物质气化炉。

背景技术

生物质因其自身含有高达70％左右挥发分的原料特性，非常适合通过气化技术生成尽量多的可燃气加以利用。通过对生物质全量化的利用，生物质气化不仅能够产生高纯度的可燃气体，替代燃煤、天然气等化石能源，同时产出高品质的碳化产品。

焦油是生物质气化产生燃气过程中不可避免的副产物，焦油含量过高导致能量浪费、气化效率降低。焦油在高温下可裂解，成气态，在温度低于200℃时，开始凝结为液体，造成设备腐蚀、管道堵塞、污染环境等，不利于气化系统的长期稳定运行。

专利CN210079329U描述了一种带过滤功能的生物质气化焦油稀释搅拌罐，其特征在于，采用内筒离心甩脱过滤，外筒搅拌的双重混合方式，使焦油与溶剂及助剂充分溶解，便于后续焦油处理；专利CN210113269U描述了一种节能环保高效快速的生物质气化装置，包括制氧系统、进料装置流化床裂解炉、等离子火焰机、二次裂解炉等，经两步裂解后的烟气经过旋风分离后，气体进入二次裂解炉并喷入等离子体火焰炬对气化产物进一步裂解，使焦油充分分解；专利CN108913223A描述了一种生物质气化粗燃气中焦油净化的装置和方法，采用等离子体活化焦油分子，并利用催化剂将活化后的焦油分子裂解为常温不可凝的小分子可燃气体，利用等离子体育催化剂的耦合协同作用，在高效裂解焦油实现生物质气化粗燃气中焦油的深度脱除、净化。

目前生物质气化技术，仍然存在焦油含量偏高、转化率低、气体中杂质复杂等问题。传统的生物质气化工艺主要通过物理方法移除焦油，包括干式法和湿式法。干式法一般采用旋风分离器、布袋除尘器、织物过滤器等，此法脱除率较低，未除掉的焦油发生冷凝还是会堵塞管路及设备；湿式法包括喷淋塔、洗涤塔和文丘里洗涤器等，改法应用简单，技术成熟，但是产生洗焦废水，造成二次污染。因此，现有技术有待改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服已知现有的生物质气化技术中存在的缺陷与不足，为此本实用新型提供了一种集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，能够提高生物质气化的转化率，同时降低了生物质气化生成的气体排出时焦油含量减少。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，其包括：炉体、进料斗和储气罐，所述炉体从上到下依次连通地分隔有破碎室、干燥预热室、气化燃烧室、焦油催化裂解室和吸附室；所述进料斗与所述破碎室连通；所述破碎室通过秆芯输送管A与所述吸附室连通；所述吸附室通过秆芯输送管B与所述气化燃烧室连通；所述吸附室还通过输气管与所述储气罐连通。

进一步地，所述破碎室设置有通过支架A、支架B、支架C依次固定的秸秆取芯装置、秸秆破碎装置、用于将秆芯送到输送口的输送机A；所述秸秆取芯装置下端与所述秸秆破碎装置上端连通。

进一步地，所述秸秆取芯装置包括壳体A、用于输送大秸秆且安装于所述壳体A左侧并可同步反转的上输送辊和下输送辊、用于分割输送后的大秸秆且固定于所述壳体A并同心安装的上半圆刀和下半圆刀；所述壳体A左侧设置有进料口A，下端设置有出料口A；所述上输送辊和所述下输送辊中间均设置有圆弧凹形槽。

进一步地，所述秸秆破碎装置包括壳体B、均匀固定于所述壳体B内侧的破碎小转刀装置、沿着所述壳体B的长度方向并固定于所述壳体B内侧的螺旋输送机A；所述壳体B 左侧设置有进料口B，左侧上端设置有进料口C，下端右侧设置有出料口B。

进一步地，所述干燥预热室沿圆周方向均匀设置有红外线加热灯管；所述干燥预热室还设置有能原地转动的螺旋搅拌盘，所述螺旋搅拌盘数量至少为2个。

进一步地，所述气化燃烧室沿圆周方向均匀设置有炉壁曝气管，且所述气化燃烧室还设置有均匀分布的气导口A。

进一步地，所述焦油催化裂解室设置有催化剂固定床和位于所述炉体内侧并连接所述催化剂固定床两端的加热器；所述焦油催化裂解室还设置有均匀分布的气导口B。

进一步地，所述吸附室下方设置为锥斗，所述锥斗上设置有水平方向的排气口和竖向方向的出芯口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过利用大秸秆的秆芯对焦油具有一定的吸附作用，秆芯在吸附室中对生物质气化产生的气体吸附之后再返回到气化燃烧室进行气化，减少了焦油对环境的二次污染，提高了生物质气化的转化率，同时降低了排出的气体中焦油的含量。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型中秸秆取芯装置的主视图。

图3为本实用新型中秸秆取芯装置的左视图。

图4为本实用新型中秸秆破碎装置的主视图。

图5为本实用新型中破碎小转刀装置的结构示意图。

图6为本实用新型中螺旋搅拌盘的结构示意图。

其中：炉体1、进料斗2、储气罐3、秸秆取芯装置4、秸秆破碎装置5、输送机A6、螺旋搅拌盘7、炉壁曝气管8、加热器9、催化剂固定床10、秆芯输送管A11、输气管12、秆芯输送管B13、下料口A14、下料口B15、秆芯进料口16、气导口A17、气导口B18、出芯口19、排气口20、气体检测设备21、输送口22、送料口23、大秸秆24、红外线加热灯管25、小秸秆26、大秸秆皮27、秆芯28、支架A29、支架B30、支架C31、阀门A32、壳体A41、上输送辊42、下输送辊43、固定板44、上半圆刀45、下半圆刀46、齿轮A47、齿轮B48、电机49、进料口A411、出料口A412、圆弧凹形槽421、壳体B51、破碎小转刀装置52、螺旋输送机A53、阀门B54、进料口C511、出料口B512、进料口B513、小刀521、固定销522、转轴523、驱动电机524、螺旋输送机B131、螺旋输送机C132、盘体 71、转轴72、驱动装置73、破碎室1-1、干燥预热室1-2、气化燃烧室1-3、焦油催化裂解室1-4、吸附室1-5。

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。

实施例1

请参阅图1至5，本实用新型的实施例1提供了一种集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，包括炉体1、进料斗2和储气罐3，炉体1从上到下依次连通地分隔有破碎室1-1、干燥预热室1-2、气化燃烧室1-3、焦油催化裂解室1-4和吸附室1-5；进料斗2与破碎室1-1连通；破碎室1-1通过秆芯输送管A11与吸附室1-5连通；吸附室1-5通过秆芯输送管B13与气化燃烧室1-3连通；吸附室1-5还通过输气管12与储气罐3连通。

破碎室1-1设置有通过支架A29、支架B30、支架C31固定的秸秆取芯装置4、秸秆破碎装置5和用于将秆芯28送到输送口22的输送机A6；秸秆取芯装置4位于秸秆破碎装置5上方，且秸秆取芯装置4下端与秸秆破碎装置5上端连通。秸秆取芯装置4包括壳体A41、用于输送大秸秆24且安装于壳体A41左侧并可同步反转的上输送辊42和下输送辊43、用于分割输送后的大秸秆24且固定于壳体A41并同心安装的上半圆刀45和下半圆刀46；壳体A41左侧设置有进料口A411，下端设置有出料口A412；上输送辊42和下输送辊43中间均设置有圆弧凹形槽421。秸秆破碎装置5包括壳体B51、均匀固定于壳体B51内侧的破碎小转刀装置52、沿着壳体B51的长度方向并固定于壳体B51内侧的螺旋输送机A53；壳体B51左侧设置有进料口B513，左侧上端设置有进料口C511，下端右侧设置有出料口B512。

优选地，破碎小转刀装置52包括小刀521、固定销522、转轴523、驱动电机524；小刀521两侧成锐角折弯，且数量至少为2个，并通过固定销522固定在转轴523顶端，转轴523在驱动电机524的带动下可旋转运动。

干燥预热室1-2沿圆周方向均匀设置有红外线加热灯管25；干燥预热室还设置有能原地转动的螺旋搅拌盘7，螺旋搅拌盘7数量至少为2个。

优选地，螺旋搅拌盘7包括盘体71、转轴72、驱动装置73；盘体71以转轴72的中心线呈螺纹线盘旋，且盘体71和转轴72为一体结构；转轴72在驱动装置73驱动下可旋转运动。

气化燃烧室1-3沿圆周方向均匀设置有炉壁曝气管8；气化燃烧室1-3还设置有与焦油催化裂解室1-4连通并均匀分布的气导口A17。

焦油催化裂解室1-4设置有催化剂固定床10和固定于炉体1内侧且位于催化固定床 10两端的加热器9；焦油催化裂解室1-4还设置有与吸附室1-5连通并均匀分布的气导口B18。

优选地，催化剂固定床10为催化剂按由大到小顺序以此分层布置，层数至少为四层；催化剂优先选用白云石、石灰石或其中的一种。

可选地，吸附室1-5下方设置为锥斗，锥斗上设置有水平方向的排气口20和竖向方向的出芯口19。

优选地，在输气管12上安装用于检测气体中焦油浓度的气体检测设备21；气体检测设备21为RBT系列气体检测报警设备；通过在气体检测设备21上设定焦油浓度阈值，当输气管12中气体的焦油浓度超过设定的焦油浓度阈值时，气体检测报警设备发出警报。

优选地，秆芯输送管B13内部安装水平方向的螺旋输送机C132和竖直方向的螺旋输送机B131，用于把吸附室1-5中的秆芯28运输到气化燃烧室1-3中。

本实用新型实施例1中储气罐3、输送机A6、炉壁曝气管8、加热器9、催化剂固定床10、气体检测设备21、红外线加热灯管25、螺旋输送机A53、螺旋输送机B131和螺旋输送机C132均采用现有产品。

更为具体地，本实用新型的实施例1的具体实施过程为：大秸秆24从进料斗2送料，经过进料口A411并在上输送辊42和下输送辊43的圆弧凹形槽421作用下，向秸秆取芯装置4送料，此时的上输送辊42和下输送辊43同步反转运动，上半圆刀45和下半圆刀 46通过固定板44固定在壳体A41上并且穿过壳体A41右端，接着，大秸秆24经过上半圆刀45和下半圆刀46，分割出来的大秸秆皮27在秸秆取芯装置4右端受到阻挡从出料口A412进入秸秆破碎装置5，秆芯28沿着上半圆刀45和下半圆刀46的内侧排到秸秆取芯装置4的外侧并经过输送机A6运送到输送口22，在经过秆芯输送管A11进入到吸附室 1-5中；小秸秆26从进料斗2送料，经过进料口B513进入秸秆破碎装置5，小秸秆26 和大秸秆皮27经过破碎小转刀装置52的破碎，并通过螺旋输送机A53将破碎的秸秆运送到出料口B512，此时阀门B54打开状态，破碎的秸秆进入干燥预热室1-2，红外线加热灯管25对破碎的秸秆进行加热，螺旋搅拌盘7转动保证破碎的秸秆受热均匀，完成干燥预热过程；打开下料口B15，干燥后的秸秆进入气化燃烧室1-3进行气化处理，产生的气体经过气导口A17进入焦油催化裂解室1-4，催化剂固定床10通过加热器9的加热作用，促进催化剂白云石、石灰石活化性能；经过催化裂解的气体通过气导口B18进入吸附室1-5，吸附室1-5内装满有秆芯28，秆芯28对气体中的焦油进行吸附，吸附处理后的气体通过输气管12进入储气罐3；当输气管12上的气体检测设备21检测到气体中焦油浓度超过设定的阈值时，气体检测设备21发出警报，同时阀门A32打开，秆芯28经出芯口19排出，并在秆芯输送管B13中水平方向的螺旋输送机C132和竖直方向的螺旋输送机B131作用下从秆芯进料口16进入气化燃烧室1-3进行气化，上述过程循环运作。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未指出本发明的范围，因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在本发明的权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，包括：炉体(1)、进料斗(2)和储气罐(3)，其特征在于，所述炉体(1)从上到下依次连通地分隔有破碎室(1-1)、干燥预热室(1-2)、气化燃烧室(1-3)、焦油催化裂解室(1-4)和吸附室(1-5)；所述进料斗(2)与所述破碎室(1-1)连通；所述破碎室(1-1)通过秆芯输送管A(11)与所述吸附室(1-5)连通；所述吸附室(1-5)通过秆芯输送管B(13)与所述气化燃烧室(1-3)连通；所述吸附室(1-5)还通过输气管(12)与所述储气罐(3)连通。

2.根据权利要求1所述的集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，其特征在于，所述破碎室(1-1)设置有通过支架A(29)、支架B(30)、支架C(31)依次固定的秸秆取芯装置(4)、秸秆破碎装置(5)、输送机A(6)；所述秸秆取芯装置(4)下端与所述秸秆破碎装置(5)上端连通。

3.根据权利要求2所述的集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，其特征在于，所述秸秆取芯装置(4)包括壳体A(41)、用于输送大秸秆(24)且安装于所述壳体A(41)左侧并可同步反转的上输送辊(42)和下输送辊(43)、用于分割输送后的大秸秆(24)且固定于所述壳体A(41)并同心安装的上半圆刀(45)和下半圆刀(46)；所述壳体A(41)左侧设置有进料口A(411)，下端设置有出料口A(412)；所述上输送辊(42)和所述下输送辊(43)中间均设置有圆弧凹形槽(421)。

4.根据权利要求2所述的集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，其特征在于，所述秸秆破碎装置(5)包括壳体B(51)、均匀固定于所述壳体B(51)内侧的破碎小转刀装置(52)、沿着所述壳体B(51)的长度方向并固定于所述壳体B(51)内侧的螺旋输送机A(53)；所述壳体B(51)左侧设置有进料口B(513)，左侧上端设置有进料口C(511)，下端右侧设置有出料口B(512)。

5.根据权利要求1所述的集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，其特征在于，所述干燥预热室(1-2)沿圆周方向均匀设置有红外线加热灯管(25)；所述干燥预热室(1-2)还设置有能原地转动的螺旋搅拌盘(7)，所述螺旋搅拌盘(7)数量至少为2个。

6.根据权利要求1所述的集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，其特征在于，所述气化燃烧室(1-3)沿圆周方向均匀设置有炉壁曝气管(8)，且所述气化燃烧室(1-3)还设置有均匀分布的气导口A(17)。

7.根据权利要求1所述的集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，其特征在于，所述焦油催化裂解室(1-4)设置有催化剂固定床(10)和位于所述炉体(1)内侧并连接所述催化剂固定床(10)两端的加热器(9)；所述焦油催化裂解室(1-4)还设置有均匀分布的气导口B(18)。

8.根据权利要求1所述的集气化和除焦油于一体的生物质气化炉，其特征在于，所述吸附室(1-5)下方设置为锥斗，所述锥斗上设置有水平方向的排气口(20)和竖向方向的出芯口(19)。

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