CN2711166Y

CN2711166Y - 一种上吸式生物质气化炉

Info

Publication number: CN2711166Y
Application number: CN 200420069768
Authority: CN
Inventors: 李统军; 李宗英; 高兴安; 罗志强; 史志刚
Original assignee: 李统军
Priority date: 2004-07-13
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2014-07-13

Abstract

一种上吸式生物质气化炉属于含纤维素物料干馏的固定式炭化炉，由上下炉体、中部炉排三部分组成；在上部炉体中设计了一个上方下圆的装料导向器，并控制其下部圆口直径与高度以及炉体内径的关系；中部炉排是一个正方型钢制框架，在其上平行而均匀地布置了由电机带动的多排转动炉排；每个转动炉排都是由数个鱼刺状单元串接在方轴上制成的，相邻的两个炉排间彼此交错穿插，并保留了一定的通气间隙；在燃气出口处安装了在线传感器来检测燃气中O₂和CO含量，并由炉体下部的空气进口的阀门调控进气量；气化炉可以锯末、秸秆、柴草等含纤维素物料为造气物质；产生热值为5000～5500KJ/NM³、焦油含量为5～10mg/NM³的可燃气体。

Description

一种上吸式生物质气化炉

技术领域

本实用新型属于对含纤维素物料干馏的固定式炭化炉的技术领域，特别涉及到了一种上吸式生物质气化炉。

背景技术

目前，生物质气化机组不足之处是产生的燃气热值偏低，只有4000KJ/NM³左右，焦油含量偏高为＞50mg/NM³。焦油含量偏高就会造成燃气发生炉及管道堵塞，甚至导致气化炉不能运行。针对以上问题，中国专利ZL03211262.9桔杆气化炉提出了一种下吸式生物质气化炉，它产生的燃气中焦油含量是低的。它是将产生的燃气经过造气炉中的氧化层把焦油烧掉，但是采用了固定式的炉排，在此种炉型中高温炉气沿炉排下行，炉排易烧损；而且气化炉操作还不能连续。

实用新型内容

针对上述技术问题，本专利提出了一种上吸式生物质气化炉。

1、基本原理

研究表明，现有技术的生物质气化炉产生的燃气含氧偏高，存在着不易操作、“偏烧”、“穿孔”和漏气等技术问题。其主要原因是由于不能有效地控制空气进入量和炉中的空气分布不均所至，而与操作关系不大；换言之是燃气发生炉设计不合理。而产生的燃气热值偏低，也是由于炉中空气分布不均的原故。解决的方法就是设计一种新的结构，在气化炉上配备结构合理的炉排，使炉中空气分布均匀，而且要既时而有效地控制进入气化炉中的空气量，要使焦油最大程度地热解，从而增加了燃气的热值。

2、气化炉结构

本专利气化炉由上部炉体，中部炉排，下部炉体三大部分组成，如附图1所示；上部炉体由上部炉壳4、装料导向器5、入料法兰6、燃气出口7、保温材料8、气化段耐火砖9组成。在上部炉体的下部有一个快装门15，用于检查炉子运行状况和检修。上部炉体中的装料导向器5是一个上方下圆的钢桶，上部方口与入料方法兰6相联，下部圆口正对着气化炉的气化料层。下部圆口直径d与装料导向器高度h之间保持d/h＝0.5～1.0的关系；而下部圆口直气化料层。下部圆口直径d与装料导向器高度h之间保持d/h＝0.5～1.0的关系；而下部圆口直径d与上部炉体内径D之间保持D/d＝1.05～1.1的关系。装料导向器5起到了均匀布料和减少燃气中粉尘的作用。

中部炉排由电机2、减速机联杆3、转动炉排及与上下炉体联接的法兰10构成。附图2、3是中部炉排的详细结构，它是一个正方型钢制框架结构。在正方型钢制框架上平行而均匀地布置了多排转动炉排，其排数是由气化炉大小而决定的。构成转动炉排单元为类似于鱼刺状单元11，其外型结构如附图4、5所示，由耐热铸铁铸造而成。每个单元中间都有一个穿轴的方孔，数个鱼刺状单元11穿在方轴13上就组成了一排转动炉排，相邻两排的鱼刺状单元11炉排，彼此交错穿插，并保留了一定的通气间隙。方轴支撑在轴承座上，如附图3所示每个方轴一头都有一个转动联杆17，各排转动炉排方轴的转动联杆17由销轴与传动联杆16相联，传动联杆16再由销轴与减速机联杆3相联。电动机2的动力通过减速机联杆3传到传动联杆16上，由传动联杆16通过方轴的转动联杆17传到每排转动炉排的方轴13上，使每一排转动炉排随着电动机减速机的转动而做同步转动，转数为40～60r/min，起到了定期排出气化炉灰层炭渣并使上升的空气分布均匀的作用。

下部炉体由下部炉壳1、空气进口12、下部炉体保温层14和位于下部炉体下部的一个快装门15构成。

3、气化炉操作及技术效果

气化炉可以锯末、树枝叉、碎木块、玉米芯、松树塔、坚果壳、秸杆、柴草、椰壳、甘蔗渣或是混合了少量煤炭的各种生物质，作为造气物质。将这些物质干燥使其含水在20％以下，并粉碎到3～5cm长，由气化炉的入料法兰6上的锁气式加料器加入到气化炉中；经过装料导向器均匀布置到气化料层的上部，经过干燥层、干馏还原层干馏气化，再经过氧化层、灰层、使物料进一步炭化。常温空气从空气进口12进入，被预热到200℃后通过转动炉排进入气化层，转动炉排起到了均匀分布空气和定期排出灰层炭渣的作用，气化温度控制在900～1100℃。从转动炉排排下的炭渣在下部炉体内堆积，定期从炉底部的快装门15排出。干馏产生的燃气从上部炉体的燃气出口7导出，燃气温度为400～550℃。在燃气出口处安装了在线检测燃气中含氧、CO组份的传感器，当其含氧超过1％和CO超过20％时，就要调整空气进口的开度来调整进气量，重而获得了较好的燃气的质量。

依据本专利可以制成不同规格的气化炉，产气量为380～420NM³/h，制得的燃气达到了下述技术指标：

项目	氧气％	CO％	热值KJ/NM³	焦油含量mg/NM³	热能转化率％
项目	氧气％	CO％	热值KJ/NM³	焦油含量mg/NM³	热能转化率％	农业部标准NY/T443-2001	≤1	＜20	4600	≤50	≥70
本专利达到值	＜1	8～12	5000～5500	5～10	≥75	农业部标准NY/T443-2001	≤1	＜20	4600	≤50	≥70

附图说明

图1为上吸式生物质气化炉整体结构示意图；

图2为转动炉排俯视图；

图3为转动炉排侧视图；

图4为转动炉排鱼刺单元示意图；

图5为转动炉排鱼刺单元俯视图。

具体实施方式

本实用新型实施例：

按着实用新型内容所描述的气化炉结构设计了一台炉膛内径800mm的气化炉。上部炉体中的装料导向器高度986mm，其下部圆口直径为740mm，炉子总高为2420mm。中部转动炉排为平行均布7排，其转数为60r/min。每个炉排单元如前所述为类似于鱼刺状单元，数个鱼刺状单元穿在方轴上组成了一排转动炉排，相邻两排的鱼刺状单元炉排，彼此交错穿插，并保留了一定的通气间隙。使用造气物质为干燥后含水＜20％的粉碎秸杆或柴草，其长度为3～5cm，气化温度控制在1000±50℃，由燃气出口的在线检测传感器来测试燃气中O₂和CO含量，由下部炉体空气进口的阀门来调控进入的空气量，气化炉常时间的连续24小时运行，经检测平均每小时产气量为400NM³/h，燃气中平均含氧0.5％、CO 8％、焦油含量8mg/NM³、热值为5000～5500KJ/NM³，平均1Kg造气物可生成2.2～2.5NM³的燃气，热能转化率为80％。

Claims

1、一种上吸式生物质气化炉由上部炉体、中部炉排、下部炉体三部分组成其特征在于：

(1)在上部炉体中设计了一个装料导向器，是一个上方下圆的钢桶，上部方口与入料方法兰相联，下部圆口正对着气化炉的气化料层；下部圆口直径d与装料导向器高度h之间保持d/h＝0.5～1.0的关系；下部圆口直径d与上部炉体内径D之间保持D/d＝1.05～1.1的关系；

(2)中部炉排是一个正方型钢制框架结构，在正方型钢结构上平行而均匀地布置了多排转动炉排，其排数是由气化炉大小而决定；这些转动的炉排与电机减速机是由三个组别的销轴转动副相连，转动炉排在电机减速机的带动下同步转动，其转数为40～60r/min；

(3)在气化炉的燃气口安装了在线检测传感器，来测试燃气中O₂和CO含量，并由炉体下部的空气进口的阀门来调控进入的空气量。

2、根据权利要求1所述的一种上吸式生物质气化炉其中部炉排上的转动炉排的特征在于，转动的炉排为多个类似鱼刺状单元穿成的，每个鱼刺单元本体由耐热铸铁铸成，每个单元的中间都有一个穿轴的方孔，数个鱼刺状单元穿在方轴上就组成了一排转动炉排，相邻两排的鱼刺状单元炉排，彼此交错穿插，并保留了一定的通气间隙。

3、根据权利要求1所述的一种上吸式生物质气化炉其使用特征在于可以锯末、树枝叉、碎木块、玉米芯、松树塔、坚果壳、秸杆、柴草、椰壳、甘蔗渣或是混合了少量煤炭的各种生物质作为造气物质；将这些物质干燥使其含水在20％以下，并粉碎到3～5cm长后装入气化炉。