專利名稱：一種非對稱結(jié)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)流化床氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對生物質(zhì)進(jìn)行熱解氣化的裝置。
背景技術(shù)：
我國生物質(zhì)資源儲量非常豐富，作為一種可再生能源，其利用能夠減輕對化石燃料需求的壓力，同時減緩溫室效應(yīng)。氣化技術(shù)可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)換為合成氣，進(jìn)行發(fā)電或合成液體燃料，成為當(dāng)前生物質(zhì)利用的重要技術(shù)之一。
現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化爐主要包括有固定床、流化床、循環(huán)流化床等類型。其中，循環(huán)流化床技術(shù)因原料適應(yīng)性強(qiáng)，處理規(guī)模大，應(yīng)用范圍廣而頗受重視。循環(huán)泫化床一般分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種形式。外循環(huán)流化床是以高速氣流和高循環(huán)倍率使固體沿循環(huán)回路作外循環(huán)，運(yùn)行控制比較復(fù)雜，而且爐內(nèi)磨損嚴(yán)重。內(nèi)循環(huán)流化床主要采用多風(fēng)室、不均勻布風(fēng)的流化床流動特性，實(shí)現(xiàn)燃料燃盡，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行操作方便。CN2487738Y公開了一種隔板式內(nèi)循環(huán)流化床氣化爐的技術(shù)方案，該氣化爐通過在爐膛內(nèi)設(shè)置隔板，同時調(diào)節(jié)隔板兩側(cè)風(fēng)力分布板進(jìn)內(nèi)壓力，使物料在兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)循環(huán)流動，進(jìn)行多次氣化反應(yīng)，提高氣化率。兩個反應(yīng)區(qū)的流化風(fēng)速比越大，內(nèi)循環(huán)量也越大，但過大的風(fēng)速會使高速反應(yīng)區(qū)揚(yáng)析夾帶較大。CN1070038A公開的一種差速內(nèi)循環(huán)的循環(huán)流化床鍋爐，其循環(huán)流化床氣化爐分為氣固分離室、燃燒室和氣化室等三室，通過在爐的下部設(shè)置向周圍傾斜的布風(fēng)板，來實(shí)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)氣化，但其缺點(diǎn)是顆粒循環(huán)量不大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有循環(huán)流化床氣化爐在進(jìn)行生物質(zhì)熱解氣化過程中所存在的問題，提出一種將外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)相結(jié)合，能加強(qiáng)床內(nèi)顆粒的內(nèi)循環(huán)，減輕外循環(huán)運(yùn)行壓力，實(shí)現(xiàn)燃料快速氣化的非對稱結(jié)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)流化床氣化爐。
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的流化床氣化爐的結(jié)構(gòu)包括爐體、旋風(fēng)分離器和飛灰回流管，旋風(fēng)分離器位于爐體的一側(cè)，飛灰回流管由旋風(fēng)分離器的下部接入爐體的燃燒室，其特征在于所說的爐體的下部構(gòu)建傾斜壁面，形成一縱截面呈直角梯形的倒圓臺形，使靠近旋風(fēng)分離器的一側(cè)形成一傾斜角a為60°～75°的隔墻，該隔墻的底面寬度L占爐體底部直徑的1/4～1/3，并在該隔墻的墻體中形成一個垂直向下的排灰通道，位于爐體底部的布風(fēng)分布板為一非對稱的倒錐形結(jié)構(gòu)，該非對稱的倒錐形的頂點(diǎn)位于爐體的中軸部位，排渣口設(shè)于所說的倒錐形的錐頂部位，布風(fēng)分布板上的風(fēng)孔以以下變開孔率方式布設(shè)靠近旋風(fēng)分離器一側(cè)的布風(fēng)分布板面上風(fēng)孔的開孔率小于另一側(cè)的布風(fēng)分布板面上的風(fēng)孔的開孔率。
在本發(fā)明的循環(huán)流化床氣化爐結(jié)構(gòu)中，所述的布風(fēng)分布板按以下方案設(shè)置變開孔率在靠近旋風(fēng)分離器一側(cè)的布風(fēng)分布板面上風(fēng)孔的開孔率為3～5％，另一側(cè)的布風(fēng)分布板面上大風(fēng)孔的開孔率為7～10％。
所述的布風(fēng)分布板可采用高硅耐熱球墨鑄鐵材料澆鑄而成，再在其板面上鉆孔加工。在布風(fēng)分布板上靠近旋風(fēng)分離器一側(cè)的布風(fēng)分布板面鉆的風(fēng)孔直徑為3mm，另一側(cè)的布風(fēng)分布板面鉆的風(fēng)孔直徑為5mm。
在本發(fā)明的循環(huán)流化床氣化爐結(jié)構(gòu)中，排灰口與排渣口分開，所述的排灰通道的直徑為150～200mm，排渣口的直徑為250～500mm。排渣口主要以排大塊渣塊為主，排渣口在布風(fēng)分布板的最低部位以保證排出難排渣塊；所述的排灰通道的高度至少為布風(fēng)分布板直徑的一倍，以保證爐內(nèi)物料穩(wěn)定。
本發(fā)明采用由外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)相結(jié)合的循環(huán)流化床爐型，通過在流化床反應(yīng)爐底部設(shè)置非對稱的錐形結(jié)構(gòu)布風(fēng)分布板，同時借助于布風(fēng)板變開孔率設(shè)計(jì)，強(qiáng)化不均勻布風(fēng)，加強(qiáng)爐內(nèi)物料內(nèi)循環(huán)流動，并結(jié)合氣化爐的循環(huán)回路的外循環(huán)，可有效地實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)物料的快速氣化。
本發(fā)明的這種非對稱結(jié)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)流化床氣化爐特別適用于含灰量較高、灰渣熔點(diǎn)較低的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢料，如谷殼、秸稈等轉(zhuǎn)換為合成可燃?xì)獾睦谩?br>

圖1表示本發(fā)明的非對稱結(jié)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)流化床氣化爐的整體結(jié)構(gòu)圖；具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的非對稱結(jié)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)流化床氣化爐實(shí)施例的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
本發(fā)明的非對稱結(jié)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)流化床氣化爐實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，1為流化床氣化爐爐體，在爐體的一側(cè)設(shè)有旋風(fēng)分離器2，旋風(fēng)分離器2的下部有飛灰回流管3接入爐體的燃燒室。在爐體1的下部構(gòu)建傾斜壁面，形成一縱截面呈直角梯形的倒圓臺形，使在靠近旋風(fēng)分離器的一側(cè)形成一傾斜角約為70°的隔墻4，該隔墻4的底面寬度L約占爐體底部直徑的1/3；在隔墻4中具有排灰通道5，直徑為200mm，高度約為布風(fēng)分布板6直徑的1.5倍；布風(fēng)分布板6位于爐體1的底部，為一非對稱的倒錐形結(jié)構(gòu)，7為排渣口，直徑為250mm，在非對稱的倒錐形的布風(fēng)分布板6的錐頂部位，也位于爐體的中軸部位；布風(fēng)分布板6采用高硅耐熱球墨鑄鐵材料澆鑄而成，在布風(fēng)分布板6上鉆有風(fēng)孔，靠近旋風(fēng)分離器2一側(cè)的布風(fēng)分布板面的風(fēng)孔的直徑為3mm，開孔率為4％，另一側(cè)的布風(fēng)分布板面的風(fēng)孔的直徑為5mm，開孔率為8％。本非對稱結(jié)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)流化床氣化爐運(yùn)行時，由進(jìn)料口8投入生物質(zhì)物料，空氣經(jīng)布風(fēng)分布板6鼓入爐內(nèi)，由于布風(fēng)分布板6的非對稱結(jié)構(gòu)和風(fēng)孔的變開孔率設(shè)置，在爐內(nèi)形成不均勻布風(fēng)，使物料沿著隔墻4在爐內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)流動，所產(chǎn)生的煙氣從爐體1的上部流入旋風(fēng)分離器2，旋風(fēng)分離器2將煙氣中的飛灰分離后，由上部輸出燃?xì)?，飛灰則由飛灰回流管3回流入爐內(nèi)，構(gòu)成外循環(huán)。爐內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的小顆粒爐灰可從排灰通道5排出，而較大塊的渣塊可從排渣口7排出。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)流化床氣化爐，包括爐體(1)、旋風(fēng)分離器(2)和飛灰回流管(3)，旋風(fēng)分離器(2)位于爐體的一側(cè)，飛灰回流管(3)由旋風(fēng)分離器(2)的下部接入爐體(1)的燃燒室，其特征在于所說的爐體(1)的下部構(gòu)建傾斜壁面，形成一縱截面呈直角梯形的倒圓臺形，使靠近旋風(fēng)分離器(2)的一側(cè)形成一傾斜角a為60°～75°的隔墻(4)，該隔墻(4)的底面寬度L占爐體底部直徑的1/4～1/3，并在該隔墻(4)的墻體中形成一個垂直向下的排灰通道(5)，位于爐體(1)底部的布風(fēng)分布板(6)為一非對稱的倒錐形結(jié)構(gòu)，該非對稱的倒錐形的頂點(diǎn)位于爐體(1)的中軸部位，排渣口(7)設(shè)于所說的倒錐形的頂點(diǎn)部位，布風(fēng)分布板(6)上的風(fēng)孔以以下變開孔率方式布設(shè)靠近旋風(fēng)分離器(2)一側(cè)的布風(fēng)分布板面上風(fēng)孔的開孔率小于另一側(cè)的布風(fēng)分布板面上的風(fēng)孔的開孔率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的循環(huán)流化床氣化爐，其特征在于靠近旋風(fēng)分離器(2)一側(cè)的布風(fēng)分布板面上風(fēng)孔的開孔率為3～5％，另一側(cè)的布風(fēng)分布板面上大風(fēng)孔的開孔率為7～10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的循環(huán)流化床氣化爐，其特征在于布風(fēng)分布板(6)上靠近旋風(fēng)分離器(2)一側(cè)的布風(fēng)分布板面的風(fēng)孔的直徑為3mm，另一側(cè)的布風(fēng)分布板面的風(fēng)孔的直徑為5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的循環(huán)流化床氣化爐，其特征在于所說的排灰通道的直徑為150～200mm，排渣口的直徑為250～500mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所說的循環(huán)流化床氣化爐，其特征在于所說的排灰通道(5)的高度至少為布風(fēng)分布板(6)直徑的一倍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非對稱結(jié)構(gòu)的內(nèi)循環(huán)生物質(zhì)流化床氣化爐，其結(jié)構(gòu)包括爐體、旋風(fēng)分離器和飛灰回流管，所說的爐體的下部構(gòu)建傾斜壁面，形成一縱截面呈直角梯形的倒圓臺形，使靠近旋風(fēng)分離器的一側(cè)形成一傾斜角a為60°～75°的隔墻，在隔墻上設(shè)有排灰通道，位于爐體底部的布風(fēng)分布板為一非對稱的倒錐形結(jié)構(gòu)，在非對稱的倒錐形錐頂部位設(shè)有排渣口，在布風(fēng)分布板上設(shè)置變開孔率的風(fēng)孔。本發(fā)明采用由外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)相結(jié)合的循環(huán)流化床爐型，通過在流化床反應(yīng)爐底部設(shè)置非對稱的錐形結(jié)構(gòu)布風(fēng)分布板和變開孔率設(shè)計(jì)，強(qiáng)化不均勻布風(fēng)，加強(qiáng)爐內(nèi)物料內(nèi)循環(huán)流動，可有效地實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)物料的快速氣化。
文檔編號C10J3/56GK1597846SQ200410051078
公開日2005年3月23日 申請日期2004年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月16日
發(fā)明者吳創(chuàng)之, 趙增立, 鄭舜鵬 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所