專利名稱：灰渣自凝聚生物質(zhì)流化床氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體生物質(zhì)能源的處理裝置，更具體地說是固體生物質(zhì)流化床氣化裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物秸稈、林木加工廢棄物，固體生活垃圾等稱為固體生物質(zhì)。為了將固體生物質(zhì)作 為能源進(jìn)行有效利用，需要對固體生物質(zhì)原料進(jìn)行干餾、氣化、還原及催化裂解完成能量轉(zhuǎn) 換。但是，在這一能量轉(zhuǎn)換過程中，由于固體生物質(zhì)熱解氣化時灰渣熔點(diǎn)較低，容易結(jié)渣、 掛渣，破壞氣化爐的正常工作。
為了避免氣化爐結(jié)渣、掛渣，在流化床氣化生物質(zhì)原料時，必須控制氣化溫度，但溫度 被控制的同時不可避免地降低了原料的氣化效率和燃?xì)赓|(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種灰渣自凝聚生物質(zhì)流化床氣 化爐，在同一臺設(shè)備內(nèi)完成生物質(zhì)原料的干餾、氣化、還原及催化裂解等完整的能量轉(zhuǎn)換過 程，并使得灰渣通過冷卻、降溫、凝聚而得以分離，解決灰渣結(jié)渣、掛渣與提高原料氣化率 及燃?xì)赓|(zhì)量的矛盾。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案是
本發(fā)明灰渣自凝聚生物質(zhì)流化床氣化爐，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用立式三段組合的錐柱狀爐 體，爐體下段為膨脹柱筒、上段為氣化柱筒，承接在膨脹柱筒與氣化柱筒之間的中段是下口 小、上口大的倒圓錐筒；膨脹柱筒的底部為排渣口，膨脹柱筒下部側(cè)壁設(shè)置與送風(fēng)管相通的 送風(fēng)口，生物質(zhì)原料入口設(shè)置在膨脹柱筒的側(cè)部，且位于送風(fēng)口的上部；射流管沿膨脹柱筒 的中軸設(shè)置，射流出口位于所述倒圓錐筒的底部；燃?xì)獬隹谖挥跉饣驳捻敳俊?br> 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于
在氣化柱筒的燃?xì)廨敵龉苈分性O(shè)置旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的分離渣通過回料機(jī)構(gòu)回送 到膨脹柱筒中。
在氣化柱筒的頂部，設(shè)置由中心向外周導(dǎo)流的弧形導(dǎo)流板。
在膨脹柱筒內(nèi)，處于送風(fēng)口所在位置設(shè)置有錐狀布風(fēng)孔板，布風(fēng)孔板的底口承接排渣筒。 在中心射流作用下，爐體中軸位置形成物料上升的高溫反應(yīng)射流區(qū)，可以獲得1300°C 以上的高溫，足以使氣體中的焦油裂解氣化，同時由于高速氣流的巻吸作用，射流區(qū)以外形 成低壓回流區(qū)，未燃盡的物料及灰渣自爐體頂部下落進(jìn)入低壓區(qū)，在下降的過程中，高溫灰 渣將一部分熱量傳遞給物料及爐壁，當(dāng)下降到膨脹區(qū)時，高溫灰渣進(jìn)一步受到剛進(jìn)入的低溫
氣化劑及物料的冷卻，由于表面張力的作用而自凝聚形成球狀灰渣，在重力作用下，比重較 大的灰渣球與物料分離，由排渣管排出。
與己有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在
1、 本發(fā)明將膨脹床、流化床及噴動床氣化設(shè)備集成于一體，爐體內(nèi)不結(jié)渣、掛渣，能 保證流化床氣化爐的正常工作，并能極大地提高了原料氣化率。
2、 本發(fā)明旋風(fēng)分離器的設(shè)置可以更進(jìn)一步提高輸出燃?xì)獾馁|(zhì)量和原料氣化效率。
3、 本發(fā)明弧形導(dǎo)流板的設(shè)置一方面可以避免未輝物料及灰渣在位于氣化柱筒頂部隨燃 氣出口中直接排出，另一方面極大地有助于形成爐內(nèi)的回流。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中標(biāo)號l膨脹柱筒、2氣化柱筒、3倒圓錐筒、4燃?xì)廨敵龉苈贰?弧形導(dǎo)流板、6 布風(fēng)孔板、7螺旋送料器、8出渣設(shè)備、9送風(fēng)管、IO射流管、ll旋風(fēng)分離器、12回料機(jī)構(gòu)、 13料斗。
以下通過具體實(shí)施方式
，結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明
具體實(shí)施例方式
參見圖l，采用立式三段組合的錐柱狀爐體，爐體下段為膨脹柱筒l、上段為氣化柱筒 2，承接膨脹柱筒1與氣化柱筒2之間的中段是下口小、上口大的倒圓錐筒3。
圖中所示，膨脹柱筒l的底部為排渣口，膨脹筒的下部側(cè)壁設(shè)置與送風(fēng)管9相通的送風(fēng) 口，與進(jìn)料器7連通的生物質(zhì)原料入口設(shè)置在膨脹柱筒1的側(cè)部，且位于送風(fēng)口的上部；射 流管10自底部引入、并沿膨脹柱筒1的中軸設(shè)置，射流出口位于倒圓錐筒3的底部；燃?xì)?出口位于氣化柱筒2的頂部。
具體實(shí)施中，在氣化柱筒2的燃?xì)廨敵龉苈?中設(shè)置旋風(fēng)分離器11，旋風(fēng)分離器ll的 分離渣通過回料機(jī)構(gòu)12回送在膨脹柱筒1中，回料口的高度適當(dāng)高于生物質(zhì)原料入口的高 度。
在氣化柱筒2的頂部，設(shè)置由中央向外周導(dǎo)流的弧形導(dǎo)流板5。
在膨脹柱筒l內(nèi)，送風(fēng)口所在位置處設(shè)置為錐狀布風(fēng)孔板6，布風(fēng)孔板6的底口承接排 渣筒，排渣筒的下方設(shè)置出渣設(shè)備8。
開啟送風(fēng)管9上的風(fēng)閥，壓縮空氣由送風(fēng)管9送入爐內(nèi)，并通過布風(fēng)孔板6上的風(fēng)孔吹 入膨脹柱筒l，接著開啟螺旋送料器7，料斗13中的生物質(zhì)原料由螺旋送料器7推入膨脹柱 筒l內(nèi)，在膨脹柱筒1中上升氣流的吹動下，物料處于膨脹鼓泡狀態(tài)，投入火種，打開射流 管10中的射流閥門，高速氣流沿軸線方向射向爐頂，在高速氣流的引射作用下，由送風(fēng)管
9送入的一次空氣及氣化物料快速提升，在爐體中段進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度可高達(dá)1300 °C，生成高溫?zé)釤煔釩02等，剩余物料及熱煙氣繼續(xù)上升，在上段射流束內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)， 還原成CO，至弧形導(dǎo)流板5時溫度降至850'C左右，熔融的灰渣由于降溫及表面張力的作 用，逐步凝聚成球狀塑性顆粒，在弧形導(dǎo)流板5的作用下，顆粒較大的未燼物料及比重較重 的灰渣顆粒在慣性力及重力的聯(lián)合作用下，沿爐體內(nèi)壁向下流動；在流動過程中，高溫灰渣 向未燼物料及爐壁傳熱，降低自身溫度，物料因揮發(fā)分析出而比重逐漸減小，灰渣因溫度逐 步降低，體積逐漸減小，比重卻愈來愈大；當(dāng)下降氣流到達(dá)倒圓錐筒3的下沿，未輝物料及 下降氣流在射流束的引射、巻席的作用下重新回到射流束，而比重較大的灰渣顆粒由于慣性 和重力作用沖入膨脹層，在此高溫灰渣顆粒把部分熱量傳遞給一次空氣和新投入的氣化原 料；新投入的物料在爐壁輻射熱和灰渣傳遞的熱能作用下進(jìn)行氣化干餾，灰渣顆粒進(jìn)入膨脹 層，猶如進(jìn)入篩網(wǎng)，在不斷震蕩的膨脹層中，較重的灰渣逐步落入底部。在射流束中物料和 氣化劑完成了氧化還原反應(yīng)，所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w攜帶未燼的微小炭粒由導(dǎo)流板外側(cè)環(huán)形通道 溢出，經(jīng)旋風(fēng)分離器ll的分離，未燼炭粒子回流至爐內(nèi)；凈化后的燃?xì)廨斎胗脩艋騼Υ妗?本發(fā)明的具體實(shí)施由于氧化溫度高，焦油完全催化裂解，變成可燃?xì)怏w，C02還原充分， 原料氣率達(dá)80%以上，燃?xì)庵胁缓褂土Ｗ印?br> 權(quán)利要求
1、灰渣自凝聚生物質(zhì)流化床氣化爐，其特征是采用立式三段組合的錐柱狀爐體，爐體下段為膨脹柱筒(1)、上段為氣化柱筒(2)，承接在所述膨脹柱筒(1)與氣化柱筒(2)之間的中段是下口小、上口大的倒圓錐筒(3)所述膨脹柱筒(1)的底部為排渣口，膨脹柱筒(1)下部側(cè)壁設(shè)置與送風(fēng)管(9)相通的送風(fēng)口，生物質(zhì)原料入口設(shè)置在膨脹柱筒(1)的側(cè)部，且位于所述送風(fēng)口的上部；射流管(10)沿膨脹柱筒(1)的中軸設(shè)置，射流出口位于所述倒圓錐筒(3)的底部；燃?xì)獬隹谖挥跉饣?2)的頂部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰渣自凝聚生物質(zhì)流化床氣化爐，其特征是在所述氣化柱筒 (2)的燃?xì)廨敵龉苈?4)中設(shè)置旋風(fēng)分離器(11)，所述旋風(fēng)分離器(11)的分離渣通過回料機(jī)構(gòu)(12)回送到膨脹柱筒(1)中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰渣自凝聚生物質(zhì)流化床氣化爐，其特征是在所述氣化柱筒 (2)的頂部，設(shè)置由中心向外周導(dǎo)流的弧形導(dǎo)流板(5)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰渣自凝聚生物質(zhì)流化床氣化爐，其特征是在所述膨脹柱筒 (1)內(nèi)，處于送風(fēng)口所在位置設(shè)置有錐狀布風(fēng)孔板(6)，布風(fēng)孔板(6)的底口承接排渣筒。
全文摘要
灰渣自凝聚生物質(zhì)流化床氣化爐，其特征是采用立式三段組合的錐柱狀爐體，爐體下段為膨脹柱筒、上段為氣化柱筒、中段是下口小、上口大的倒圓錐筒；膨脹柱筒的底部為排渣口，膨脹柱筒下部側(cè)壁設(shè)置與送風(fēng)管相通的送風(fēng)口，生物質(zhì)原料入口設(shè)置在膨脹柱筒的側(cè)部，且位于送風(fēng)口的上部；射流管沿膨脹柱筒中軸設(shè)置，射流出口位于倒圓錐筒底部；燃?xì)獬隹谖挥跉饣岔敳?。本發(fā)明在一臺設(shè)備內(nèi)完成了生物質(zhì)原料干餾、氣化、還原及催化裂解的完整的能量轉(zhuǎn)換過程，并使灰渣得以分離，解決了灰渣結(jié)渣、掛渣與提高原料氣化溫度及燃?xì)赓|(zhì)量的矛盾。
文檔編號C10B53/02GK101113343SQ200710024858
公開日2008年1月30日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者勇 劉, 王家俊, 王懷春, 楓 陳, 馬仁貴 申請人:合肥天焱綠色能源開發(fā)有限公司