專利名稱:一種生物質(zhì)旋風分級氣化方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)旋風氣化方法及裝置，屬于生物質(zhì)氣化系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
我國能源以化石燃料為主，在燃煤過程中，排放大量的C02、S0x和NOx，嚴重惡化了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境。大力發(fā)展生物質(zhì)氣化技術(shù)能在一定程度上緩解能源的供應與需求的矛盾以及經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的矛盾。目前生物質(zhì)氣化燃氣中焦油含量過高是制約生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展的最大問題。焦油作為氣化過程中不可避免的副產(chǎn)物，對氣化系統(tǒng)和下游設備的運行會產(chǎn)生十分不利的影響。
公開號為CN101255341A、
公開日為2008年9月3日、專利名稱為“旋風氣化爐”，該 氣化爐分上下兩部分，上部為圓柱形，下部為圓錐形。爐體上部設置圓柱形燃燒氣化室和圓柱形氣化室；爐體下部設置圓錐形氣化室。圓柱形氣化室內(nèi)上部設置擋灰板，頂部設置煙氣出口 ；圓柱形燃燒氣化室上部設置燃料入口且與爐膛切線布置，燃料入口內(nèi)設置電阻絲點火器；圓錐形氣化室中部設置水蒸氣入口，底部設置出灰口 ；圓柱形氣化室在圓柱形燃燒氣化室內(nèi)，且都與圓錐形氣化室同軸布置。該裝置主要適用于粉末狀的生物質(zhì)氣化，加入水蒸氣后產(chǎn)品質(zhì)量提高。但是，該氣化爐存在以下不足之處把生物質(zhì)處理成粉末狀增加了能耗，進而增加了運行成本；該氣化爐下部圓錐形氣化室，主要發(fā)生吸熱反應，此處爐體溫度較低，加入水蒸氣后氣體品質(zhì)得到改善，但爐體溫度會進一步降低，不利于減少焦油含量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的旋風氣化爐存在的運行成本高和爐體溫度低不利于減少焦油含量的問題，進而提供一種生物質(zhì)旋風分級氣化方法及裝置。
本發(fā)明的生物質(zhì)旋風分級氣化方法的技術(shù)方案一，該方法為單級送料分級送風，該方法是這樣實現(xiàn)的全部生物質(zhì)燃料由上一次風管通過上混合器與氣化介質(zhì)混合切向進入高溫氣化室內(nèi)并通過點火器點火，氣流在高溫氣化室內(nèi)由直線運動變?yōu)槁菪蛳逻\動，高溫氣化室內(nèi)形成旋流流場，氣化的空氣當量比為O. 17-0. 29，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室內(nèi)釋放揮發(fā)份，并發(fā)生氧化反應，釋放氣化反應所需熱量，高溫氣化室上部溫度控制在850-1100 V，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室內(nèi)氣化后形成的物質(zhì)進入氣固分離室內(nèi)，同時在氣固分離室的上部通過二次風管通入二次風，二次風率為10-30%，氣固分離室內(nèi)的氣流旋轉(zhuǎn)方向與高溫氣化室內(nèi)旋流流場方向一致，氣流由下而上繼續(xù)做螺旋運動，形成內(nèi)旋氣流，使未反應完全的焦炭顆粒發(fā)生二次氧化反應，釋放熱量，氣固分離后的物質(zhì)中的氣體通過排氣管排出，氣固分離后的物質(zhì)中的飛灰通過沉降管進入灰斗內(nèi)。
本發(fā)明實現(xiàn)生物質(zhì)旋風分級氣化方法的技術(shù)方案一的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置包括高溫氣化室、排氣管、氣固分離室、沉降管、灰斗、上一次風管、上混合器和點火器，所述高溫氣化室、排氣管和沉降管均呈圓筒形，氣固分離室呈上大下小的錐筒形，氣固分離室的上端與高溫氣化室固接，氣固分離室的下端與沉降管的上端固接，沉降管的下端與灰斗固接，所述排氣管的下端設置在高溫氣化室內(nèi)，所述高溫氣化室、排氣管、氣固分離室和沉降管同軸設置，所述上一次風管固裝在高溫氣化室的上部并與高溫氣化室的內(nèi)部連通，上一次風管與高溫氣化室相切，所述點火器固裝在高溫氣化室的上部并與高溫氣化室的內(nèi)部連通，所述點火器與上一次風管處于同一水平面上，且點火器的中心線與上一次風管的中心線相交于高溫氣化室內(nèi)，上混合器固裝在上一次風管上且與上一次風管的內(nèi)部連通；所述分級氣化裝置還包括二次風管，所述二次風管固裝在氣固分離室的上部并與氣固分離室的內(nèi)部連通，二次風管與氣固分離室相切，且二次風管的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致。
本發(fā)明的生物質(zhì)旋風分級氣化方法的技術(shù)方案二，該方法為分級送料單級送風，該方法是這樣實現(xiàn)的占總生物質(zhì)燃料50-80%的生物質(zhì)燃料由上一次風管通過上混合器與氣化介質(zhì)混合切向進入高溫氣化室內(nèi)并通過點火器點火，氣流在高溫氣化室內(nèi)由直線運動變?yōu)槁菪蛳逻\動，高溫氣化室內(nèi)形成旋流流場，占總生物質(zhì)燃料20-50%的生物質(zhì)燃料通過下混合器和下一次風管切向進入高溫氣化室內(nèi)與旋流流場混合，發(fā)生熱解和還原反應，氣化的空氣當量比為O. 17-0. 29，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室內(nèi)釋放揮發(fā)份，并發(fā)生氧化 反應，釋放氣化反應所需熱量，高溫氣化室上部溫度控制在850-1100°C，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室內(nèi)氣化后形成的物質(zhì)進入氣固分離室內(nèi)，氣固分離后的物質(zhì)中的氣體通過排氣管排出，氣固分離后的物質(zhì)中的飛灰通過沉降管進入灰斗內(nèi)。
本發(fā)明實現(xiàn)生物質(zhì)旋風分級氣化方法的技術(shù)方案二的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置包括高溫氣化室、排氣管、氣固分離室、沉降管、灰斗、上一次風管、上混合器和點火器，所述高溫氣化室、排氣管和沉降管均呈圓筒形，氣固分離室呈上大下小的錐筒形，氣固分離室的上端與高溫氣化室固接，氣固分離室的下端與沉降管的上端固接，沉降管的下端與灰斗固接，所述排氣管的下端設置在高溫氣化室內(nèi)，所述高溫氣化室、排氣管、氣固分離室和沉降管同軸設置，所述上一次風管固裝在高溫氣化室的上部并與高溫氣化室的內(nèi)部連通，上一次風管與高溫氣化室相切，所述點火器固裝在高溫氣化室的上部并與高溫氣化室的內(nèi)部連通，所述點火器與上一次風管處于同一水平面上，且點火器的中心線與上一次風管的中心線相交于高溫氣化室內(nèi)，上混合器固裝在上一次風管上且與上一次風管的內(nèi)部連通；所述分級氣化裝置還包括下一次風管和下混合器，所述下一次風管固裝在上一次風管下方的高溫氣化室的上部并與高溫氣化室的內(nèi)部連通，下一次風管與高溫氣化室相切，且下一次風管的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下混合器固裝在下一次風管上且與下一次風管的內(nèi)部連通。
本發(fā)明的生物質(zhì)旋風分級氣化方法的技術(shù)方案三，該方法為分級送料分級送風，該方法是這樣實現(xiàn)的占總生物質(zhì)燃料50-80%的生物質(zhì)燃料由上一次風管通過上混合器與氣化介質(zhì)混合切向進入高溫氣化室內(nèi)并通過點火器點火，氣流在高溫氣化室內(nèi)由直線運動變?yōu)槁菪蛳逻\動，高溫氣化室內(nèi)形成旋流流場，占總生物質(zhì)燃料20-50 %的生物質(zhì)燃料通過下混合器和下一次風管切向進入高溫氣化室內(nèi)與旋流流場混合，氣化的空氣當量比為
O.17-0. 29，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室內(nèi)釋放揮發(fā)份，并發(fā)生氧化反應，釋放氣化反應所需熱量，高溫氣化室上部溫度控制在850-1100°C，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室內(nèi)氣化后形成的物質(zhì)進入氣固分離室內(nèi)，同時在氣固分離室的上部通過二次風管通入二次風，二次風率為10-30 % ,氣固分離室內(nèi)的氣流旋轉(zhuǎn)方向與高溫氣化室內(nèi)旋流流場方向一致，氣流由下而上繼續(xù)做螺旋運動，形成內(nèi)旋氣流，使未反應完全的焦炭顆粒發(fā)生二次氧化反應，釋放熱量，氣固分離后的物質(zhì)中的氣體通過排氣管排出，氣固分離后的物質(zhì)中的飛灰通過沉降管進入灰斗內(nèi)。
本發(fā)明實現(xiàn)生物質(zhì)旋風分級氣化方法的技術(shù)方案三的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置包括高溫氣化室、排氣管、氣固分離室、沉降管、灰斗、上一次風管、上混合器和點火器，所述高溫氣化室、排氣管和沉降管均呈圓筒形，氣固分離室呈上大下小的錐筒形，氣固分離室的上端與高溫氣化室固接，氣固分離室的下端與沉降管的上端固接，沉降管的下端與灰斗固接，所述排氣管的下端設置在高溫氣化室內(nèi)，所述高溫氣化室、排氣管、氣固分離室和沉降管同軸設置，所述上一次風管固裝在高溫氣化室的上部并與高溫氣化室的內(nèi)部連通，上一次風管與高溫氣化室相切，所述點火器固裝在高溫氣化室的上部并與高溫氣化室的內(nèi)部連通，所述點火器與上一次風管處于同一水平面上，且點火器的中心線與上一次風管的中心線相交于高溫氣化室內(nèi)，上混合器固裝在上一次風管上且與上一次風管的內(nèi)部連通；所述分級氣化裝置還包括二次風管、下一次風管和下混合器，所述二次風管固裝在氣固分離室的上部并與氣固分離室的內(nèi)部連通，二次風管與氣固分離室相切，且二次風管的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下一次風管固裝在上一次風管下方的高溫氣化室的中部并與高溫氣化室的內(nèi)部連通，下一次風管與高溫氣化室相切，且下一次風管 的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下混合器固裝在下一次風管上且與下一次風管的內(nèi)部連通。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果對生物質(zhì)燃料顆粒要求低，木屑和稻殼等生物質(zhì)無需預處理，可直接送入氣化裝置進行氣化。在氣化裝置內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)流場，氣固混合強烈，停留時間長，在較小的空氣量條件下容易實現(xiàn)高溫氣化，有利于減少燃氣中焦油的含量。采用分級送料單級送風氣化方式，提高了燃氣熱值和氣化裝置的產(chǎn)氣量。采用單級送料分級送風氣化方式，提高了燃氣品質(zhì)，降低了焦油含量。采用沉降管減少了內(nèi)旋氣流卷吸飛灰顆粒，從而降低燃氣中飛灰顆粒的含量。該氣化裝置的容積熱負荷比傳統(tǒng)的固定床大，氣化溫度比流化床高，結(jié)構(gòu)緊湊。本發(fā)明尤為適用于粒狀的生物質(zhì)，如稻殼和木屑的氣化。


圖1是本發(fā)明的氣化裝置一的主視示意圖，圖2是圖1的后視圖，圖3是圖1的俯視圖，圖4是圖1的A-A剖面圖，圖5是本發(fā)明的氣化裝置二的主視示意圖，圖6是圖5后視圖，圖7是圖5的俯視圖，圖8是本發(fā)明的氣化裝置二的主視不意圖，圖9是圖8的后視圖，圖10是圖8的俯視圖，圖11是圖8的B-B剖面圖。
具體實施方式
具體實施方式
一結(jié)合圖1-圖4說明本實施方式，本實施方式的生物質(zhì)旋風分級氣化方法為單級送料分級送風，該方法是這樣實現(xiàn)的全部生物質(zhì)燃料由上一次風管6通過上混合器8與氣化介質(zhì)混合切向進入高溫氣化室I內(nèi)并通過點火器9點火，氣流在高溫氣化室I內(nèi)由直線運動變?yōu)槁菪蛳逻\動，高溫氣化室I內(nèi)形成旋流流場，氣化的空氣當量比為O. 17-0. 29，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室I內(nèi)釋放揮發(fā)份，并發(fā)生氧化反應，釋放氣化反應所需熱量，高溫氣化室I上部溫度控制在850-1100°C，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室I內(nèi)氣化后形成的物質(zhì)進入氣固分離室3內(nèi)，同時在氣固分離室3的上部通過二次風管7通入二次風，二次風率為10-30%，氣固分離室3內(nèi)的氣流旋轉(zhuǎn)方向與高溫氣化室I內(nèi)旋流流場方向一致，氣流由下而上繼續(xù)做螺旋運動，形成內(nèi)旋氣流，使未反應完全的焦炭顆粒發(fā)生二次氧化反應，釋放熱量，氣固分離后的物質(zhì)中的氣體通過排氣管2排出，氣固分離后的物質(zhì)中的飛灰通過沉降管4進入灰斗5內(nèi)。
高溫氣化室I上部溫度控制在850-1100°C，該溫度有利于焦油裂解；氣固分離室3近壁面顆粒濃度較高，在氣固分離室3上部加入二次風，使未反應完全的焦炭顆粒發(fā)生二次氧化反應，形成局部高溫，促進焦油發(fā)生二次裂解，從而大大降低了燃氣中焦油的含量。 具體實施方式
二 結(jié)合圖1-圖4說明本實施方式，本實施方式的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置包括高溫氣化室1、排氣管2、氣固分離室3、沉降管4、灰斗5、上一次風管6、上混合器8和點火器9，所述高溫氣化室1、排氣管2和沉降管4均呈圓筒形，氣固分離室3呈上大下小的錐筒形，氣固分離室3的上端與高溫氣化室I固接，氣固分離室3的下端與沉降管4的上端固接，沉降管4的下端與灰斗5固接，所述排氣管2的下端設置在高溫氣化室I內(nèi)，所述高溫氣化室1、排氣管2、氣固分離室3和沉降管4同軸設置，所述上一次風管6固裝在 高溫氣化室I的上部并與高溫氣化室I的內(nèi)部連通，上一次風管6與高溫氣化室I相切，所述點火器9固裝在高溫氣化室I的上部并與高溫氣化室I的內(nèi)部連通，所述點火器9與上一次風管6處于同一水平面上，且點火器9的中心線與上一次風管6的中心線相交于高溫氣化室I內(nèi)，上混合器8固裝在上一次風管6上且與上一次風管6的內(nèi)部連通；所述分級氣化裝置還包括二次風管7，所述二次風管7固裝在氣固分離室3的上部并與氣固分離室3的內(nèi)部連通，二次風管7與氣固分離室3相切，且二次風管7的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管6的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致。本實施方式的氣化裝置用于實現(xiàn)具體實施方式
一中的生物質(zhì)旋風分級氣化方法。 具體實施方式
三結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的高溫氣化室I的高度與內(nèi)徑的比值為2 5，高溫氣化室I和氣固分離室3的總高度與高溫氣化室I的內(nèi)徑的比值為3 8，高溫氣化室I的內(nèi)徑與排氣管2的內(nèi)徑的比值為2 3，排氣管2插入高溫氣化室I的深度是高溫氣化室I內(nèi)徑的I 3倍，沉降管4的高度是高溫氣化室I內(nèi)徑的I 3倍。如此設置，改善氣化效果，提高燃氣品質(zhì)。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。 具體實施方式
四結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式的上一次風管6和二次風管7的橫截面為環(huán)形或矩形框。如此設置，便于生產(chǎn)制造。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
二或三相同。 具體實施方式
五結(jié)合圖5-圖7說明本實施方式，本實施方式的生物質(zhì)旋風分級氣化方法為分級送料單級送風，該方法是這樣實現(xiàn)的占總生物質(zhì)燃料50-80%的生物質(zhì)燃料由上一次風管6通過上混合器8與氣化介質(zhì)混合切向進入高溫氣化室I內(nèi)并通過點火器9點火，氣流在高溫氣化室I內(nèi)由直線運動變?yōu)槁菪蛳逻\動，高溫氣化室I內(nèi)形成旋流流場，占總生物質(zhì)燃料20-50 %的生物質(zhì)燃料通過下混合器11和下一次風管10切向進入高溫氣化室I內(nèi)與旋流流場混合，發(fā)生熱解和還原反應，氣化的空氣當量比為O. 17-0. 29，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室I內(nèi)釋放揮發(fā)份，并發(fā)生氧化反應，釋放氣化反應所需熱量，高溫氣化室I上部溫度控制在850-1100°C，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室I內(nèi)氣化后形成的物質(zhì)進入氣固分離室3內(nèi)，氣固分離后的物質(zhì)中的氣體通過排氣管2排出，氣固分離后的物質(zhì)中的飛灰通過沉降管4進入灰斗5內(nèi)。
高溫氣化室I上部溫度控制在850-110(TC，該溫度有利于焦油裂解；通過下混合器11和下一次風管10切向進入高溫氣化室I內(nèi)的生物質(zhì)燃料發(fā)生熱解和還原反應，分級送料大大提高了燃氣熱值。 具體實施方式
六結(jié)合圖5-圖7說明本實施方式，本實施方式的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置包括高溫氣化室1、排氣管2、氣固分離室3、沉降管4、灰斗5、上一次風管6、上混合器8和點火器9，所述高溫氣化室1、排氣管2和沉降管4均呈圓筒形，氣固分離室3呈上大下小的錐筒形，氣固分離室3的上端與高溫氣化室I固接，氣固分離室3的下端與沉降管4的上端固接，沉降管4的下端與灰斗5固接，所述排氣管2的下端設置在高溫氣化室I內(nèi)，所述高溫氣化室1、排氣管2、氣固分離室3和沉降管4同軸設置，所述上一次風管6固裝在高溫氣化室I的上部并與高溫氣化室I的內(nèi)部連通，上一次風管6與高溫氣化室I相切，所述點火器9固裝在高溫氣化室I的上部并與高溫氣化室I的內(nèi)部連通，所述點火器9與上一次風管6處于同一水平面上，且點火器9的中心線與上一次風管6的中心線相交于高溫 氣化室I內(nèi)，上混合器8固裝在上一次風管6上且與上一次風管6的內(nèi)部連通；所述分級氣化裝置還包括下一次風管10和下混合器11，所述下一次風管10固裝在上一次風管6下方的高溫氣化室I的中部并與高溫氣化室I的內(nèi)部連通，下一次風管10與高溫氣化室I相切，且下一次風管10的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管6的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下混合器11固裝在下一次風管10上且與下一次風管10的內(nèi)部連通。本實施方式的氣化裝置用于實現(xiàn)具體實施方式
五中的生物質(zhì)旋風分級氣化方法。 具體實施方式
七結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式的高溫氣化室I的高度與內(nèi)徑的比值為2 5，高溫氣化室I和氣固分離室3的總高度與高溫氣化室I的內(nèi)徑的比值為3 8，高溫氣化室I的內(nèi)徑與排氣管2的內(nèi)徑的比值為2 3，排氣管2插入高溫氣化室I的深度是高溫氣化室I內(nèi)徑的I 3倍，沉降管4的高度是高溫氣化室I內(nèi)徑的I 3倍。如此設置，改善氣化效果，提高燃氣品質(zhì)。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
六相同。 具體實施方式
八結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式的上一次風管6和下一次風管10的橫截面為環(huán)形或矩形框。如此設置，便于生產(chǎn)制造。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
六或七相同。 具體實施方式
九結(jié)合圖5說明本實施方式，本實施方式的上一次風管6和下一次風管10之間的垂直距離為高溫氣化室I內(nèi)徑的I 2倍。如此設置，改善氣化效果，提高燃氣品質(zhì)。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
六、七或八相同。 具體實施方式
十結(jié)合圖8-圖11說明本實施方式，本實施方式的生物質(zhì)旋風分級氣化方法為分級送料分級送風，該方法是這樣實現(xiàn)的占總生物質(zhì)燃料50-80%的生物質(zhì)燃料由上一次風管6通過上混合器8與氣化介質(zhì)混合切向進入高溫氣化室I內(nèi)并通過點火器9點火，氣流在高溫氣化室I內(nèi)由直線運動變?yōu)槁菪蛳逻\動，高溫氣化室I內(nèi)形成旋流流場，占總生物質(zhì)燃料20-50%的生物質(zhì)燃料通過下混合器11和下一次風管10切向進入高溫氣化室I內(nèi)與旋流流場混合，氣化的空氣當量比為O. 17-0. 29，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室I內(nèi)釋放揮發(fā)份，并發(fā)生氧化反應，釋放氣化反應所需熱量，高溫氣化室I上部溫度控制在850-1100°C，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室I內(nèi)氣化后形成的物質(zhì)進入氣固分離室3內(nèi)，同時在氣固分離室3的上部通過二次風管7通入二次風，二次風率為10-30%，氣固分離室3內(nèi)的氣流旋轉(zhuǎn)方向與高溫氣化室I內(nèi)旋流流場方向一致，氣流由下而上繼續(xù)做螺旋運動，形成內(nèi)旋氣流，使未反應完全的焦炭顆粒發(fā)生二次氧化反應，釋放熱量，氣固分離后的物質(zhì)中的氣體通過排氣管2排出，氣固分離后的物質(zhì)中的飛灰通過沉降管4進入灰斗5內(nèi)。
高溫氣化室I上部溫度控制在850-1100°C，該溫度有利于焦油裂解；氣固分離室3近壁面顆粒濃度較高，在氣固分離室3上部加入二次風，使未反應完全的焦炭顆粒發(fā)生二次氧化反應，形成局部高溫，促進焦油發(fā)生二次裂解，從而大大降低了燃氣中焦油的含量；通過下混合器11和下一次風管10切向進入高溫氣化室I內(nèi)的生物質(zhì)燃料發(fā)生熱解和還原反應，分級送料大大提高了燃氣熱值。 具體實施方式
i^一 結(jié)合圖8-圖11說明本實施方式，本實施方式的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置包括高溫氣化室1、排氣管2、氣固分離室3、沉降管4、灰斗5、上一次風管6、上混合器8和點火器9，所述高溫氣化室1、排氣管2和沉降管4均呈圓筒形，氣固分離室3呈上大下小的錐筒形，氣固分離室3的上端與高溫氣化室I固接，氣固分離室3的下端與沉降·管4的上端固接，沉降管4的下端與灰斗5固接，所述排氣管2的下端設置在高溫氣化室I內(nèi)，所述高溫氣化室1、排氣管2、氣固分離室3和沉降管4同軸設置，所述上一次風管6固裝在高溫氣化室I的上部并與高溫氣化室I的內(nèi)部連通，上一次風管6與高溫氣化室I相切，所述點火器9固裝在高溫氣化室I的上部并與高溫氣化室I的內(nèi)部連通，所述點火器9與上一次風管6處于同一水平面上，且點火器9的中心線與上一次風管6的中心線相交于高溫氣化室I內(nèi)，上混合器8固裝在上一次風管6上且與上一次風管6的內(nèi)部連通；所述分級氣化裝置還包括二次風管7、下一次風管10和下混合器11，所述二次風管7固裝在氣固分離室3的上部并與氣固分離室3的內(nèi)部連通，二次風管7與氣固分離室3相切，且二次風管7的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管6的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下一次風管10固裝在上一次風管6下方的高溫氣化室I的中部并與高溫氣化室I內(nèi)部連通，下一次風管10與高溫氣化室I相切，且下一次風管10的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管6的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下混合器11固裝在下一次風管10上且與下一次風管10的內(nèi)部連通。本實施方式的氣化裝置用于實現(xiàn)具體實施方式
十中的生物質(zhì)旋風分級氣化方法。 具體實施方式
十二 結(jié)合圖8說明本實施方式，本實施方式的高溫氣化室I的高度與內(nèi)徑的比值為2 5，高溫氣化室I和氣固分離室3的總高度與高溫氣化室I的內(nèi)徑的比值為3 8，高溫氣化室I的內(nèi)徑與排氣管2的內(nèi)徑的比值為2 3，排氣管2插入高溫氣化室I的深度是高溫氣化室I內(nèi)徑的I 3倍，沉降管4的高度是高溫氣化室I內(nèi)徑的I 3倍。如此設置，改善氣化效果，提高燃氣品質(zhì)。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
i 相同。 具體實施方式
十三結(jié)合圖9說明本實施方式，本實施方式的上一次風管6、二次風管7和下一次風管10的橫截面為環(huán)形或矩形框。如此設置，便于生產(chǎn)制造。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
十一或十二相同。 具體實施方式
十四結(jié)合圖8說明本實施方式，本實施方式的上一次風管6和下一次風管10之間的垂直距離為高溫氣化室I內(nèi)徑的I 2倍。如此設置，改善氣化效果，提高燃氣品質(zhì)。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式
十一、十二或十三相同。
權(quán)利要求
1.一種基于分級送料的生物質(zhì)旋風分級氣化方法，其特征在于該方法為分級送料單級送風，該方法是這樣實現(xiàn)的占總生物質(zhì)燃料50-80%的生物質(zhì)燃料由上一次風管(6)通過上混合器(8)與氣化介質(zhì)混合切向進入高溫氣化室(I)內(nèi)并通過點火器(9)點火，氣流在高溫氣化室(I)內(nèi)由直線運動變?yōu)槁菪蛳逻\動，高溫氣化室(I)內(nèi)形成旋流流場，占總生物質(zhì)燃料20-50%的生物質(zhì)燃料通過下混合器(11)和下一次風管(10)切向進入高溫氣化室(I)內(nèi)與旋流流場混合，發(fā)生熱解和還原反應，氣化的空氣當量比為O. 17-0. 29，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室(I)內(nèi)釋放揮發(fā)份，并發(fā)生氧化反應，釋放氣化反應所需熱量，高溫氣化室(I)上部溫度控制在850-1100°C，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室(I)內(nèi)氣化后形成的物質(zhì)進入氣固分離室(3)內(nèi)，氣固分離后的物質(zhì)中的氣體通過排氣管(2)排出，氣固分離后的物質(zhì)中的飛灰通過沉降管(4)進入灰斗(5)內(nèi)。
2.實現(xiàn)權(quán)利要求
1所述基于分級送料的生物質(zhì)旋風分級氣化方法的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置，該氣化裝置包括高溫氣化室(I)、排氣管(2)、氣固分離室(3)、沉降管(4)、灰斗 (5)、上一次風管(6)、上混合器(8)和點火器(9)，所述高溫氣化室(I)、排氣管(2)和沉降管(4)均呈圓筒形，氣固分離室(3)呈上大下小的錐筒形，氣固分離室(3)的上端與高溫氣化室(I)固接，氣固分離室(3)的下端與沉降管(4)的上端固接，沉降管(4)的下端與灰斗 (5)固接，所述排氣管(2)的下端設置在高溫氣化室(I)內(nèi)，所述高溫氣化室(I)、排氣管 (2)、氣固分離室(3)和沉降管(4)同軸設置，所述上一次風管(6)固裝在高溫氣化室(I) 的上部并與高溫氣化室(I)的內(nèi)部連通，上一次風管(6)與高溫氣化室(I)相切，所述點火器(9)固裝在高溫氣化室(I)的上部并與高溫氣化室(I)的內(nèi)部連通，所述點火器(9)與上一次風管(6)處于同一水平面上，且點火器(9)的中心線與上一次風管(6)的中心線相交于高溫氣化室(I)內(nèi)，上混合器(8)固裝在上一次風管(6)上且與上一次風管￠)的內(nèi)部連通；其特征在于所述分級氣化裝置還包括下一次風管(10)和下混合器(11)，所述下一次風管(10)固裝在上一次風管(6)下方的高溫氣化室(I)的中部并與高溫氣化室(I) 的內(nèi)部連通，下一次風管(10)與高溫氣化室(I)相切，且下一次風管(10)的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管￠)的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下混合器(11)固裝在下一次風管(10)上且與下一次風管(10)的內(nèi)部連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置，其特征在于所述上一次風管(6) 和下一次風管(10)之間的垂直距離為高溫氣化室(I)內(nèi)徑的I 2倍。
4.一種基于分級送料的生物質(zhì)旋風分級氣化方法，其特征在于該方法為分級送料分級送風，該方法是這樣實現(xiàn)的占總生物質(zhì)燃料50-80%的生物質(zhì)燃料由上一次風管(6)通過上混合器⑶與氣化介質(zhì)混合切向進入高溫氣化室⑴內(nèi)并通過點火器(9)點火，氣流在高溫氣化室(I)內(nèi)由直線運動變?yōu)槁菪蛳逻\動，高溫氣化室(I)內(nèi)形成旋流流場，占總生物質(zhì)燃料20-50%的生物質(zhì)燃料通過下混合器(11)和下一次風管(10)切向進入高溫氣化室(I)內(nèi)與旋流流場混合，氣化的空氣當量比為O. 17-0. 29，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室(I)內(nèi)釋放揮發(fā)份，并發(fā)生氧化反應，釋放氣化反應所需熱量，高溫氣化室(I)上部溫度控制在850-1100°C，生物質(zhì)燃料在高溫氣化室(I)內(nèi)氣化后形成的物質(zhì)進入氣固分離室(3) 內(nèi)，同時在氣固分離室(3)的上部通過二次風管(7)通入二次風，二次風率為10-30%，氣固分離室(3)內(nèi)的氣流旋轉(zhuǎn)方向與高溫氣化室(I)內(nèi)旋流流場方向一致，氣流由下而上繼續(xù)做螺旋運動，形成內(nèi)旋氣流，使未反應完全的焦炭顆粒發(fā)生二次氧化反應，釋放熱量，氣固分離后的物質(zhì)中的氣體通過排氣管(2)排出，氣固分離后的物質(zhì)中的飛灰通過沉降管(4) 進入灰斗(5)內(nèi)。
5.實現(xiàn)權(quán)利要求
4所述基于分級送料的生物質(zhì)旋風分級氣化方法的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置，該氣化裝置包括高溫氣化室(I)、排氣管(2)、氣固分離室(3)、沉降管(4)、灰斗 (5)、上一次風管(6)、上混合器(8)和點火器(9)，所述高溫氣化室(I)、排氣管(2)和沉降管(4)均呈圓筒形，氣固分離室(3)呈上大下小的錐筒形，氣固分離室(3)的上端與高溫氣化室(I)固接，氣固分離室(3)的下端與沉降管(4)的上端固接，沉降管(4)的下端與灰斗 (5)固接，所述排氣管(2)的下端設置在高溫氣化室(I)內(nèi)，所述高溫氣化室(I)、排氣管(2)、氣固分離室(3)和沉降管(4)同軸設置，所述上一次風管(6)固裝在高溫氣化室(I)的上部并與高溫氣化室(I)的內(nèi)部連通，上一次風管(6)與高溫氣化室(I)相切，所述點火器 (9)固裝在高溫氣化室(I)的上部并與高溫氣化室(I)的內(nèi)部連通，所述點火器(9)與上一次風管(6)處于同一水平面上，且點火器(9)的中心線與上一次風管(6)的中心線相交于高溫氣化室(I)內(nèi)，上混合器(8)固裝在上一次風管(6)上且與上一次風管￠)內(nèi)部連通； 其特征在于所述分級氣化裝置還包括二次風管(7)、下一次風管(10)和下混合器(11)，所述二次風管(7)固裝在氣固分離室(3)的上部并與氣固分離室(3)的內(nèi)部連通，二次風管 (7)與氣固分離室(3)相切，且二次風管(7)的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管(6)的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下一次風管(10)固裝在上一次風管(6)下方的高溫氣化室(I)的中部并與高溫氣化室(I)內(nèi)部連通，下一次風管(10)與高溫氣化室(I)相切，且下一次風管(10) 的氣流旋轉(zhuǎn)方向與上一次風管(6)的氣流旋轉(zhuǎn)方向相一致，所述下混合器(11)固裝在下一次風管(10)上且與下一次風管(10)內(nèi)部連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置，其特征在于所述高溫氣化室(I) 的高度與內(nèi)徑的比值為2 5，高溫氣化室(I)和氣固分離室(3)的總高度與高溫氣化室 (I)的內(nèi)徑的比值為3 8，高溫氣化室(I)的內(nèi)徑與排氣管⑵的內(nèi)徑的比值為2 3，排氣管(2)插入高溫氣化室(I)的深度是高溫氣化室(I)內(nèi)徑的I 3倍，沉降管(4)的高度是高溫氣化室(I)內(nèi)徑的I 3倍。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5或6所述的生物質(zhì)旋風分級氣化裝置，其特征在于所述上一次風管(6)和下一次風管(10)之間的垂直距離為高溫氣化室(I)內(nèi)徑的I 2倍。
專利摘要
一種生物質(zhì)旋風分級氣化方法及裝置，它涉及一種生物質(zhì)旋風氣化方法及裝置。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的旋風氣化爐存在的運行成本高和爐體溫度低不利于減少焦油含量的問題。本發(fā)明方法一為單級送料分級送風，通過上一次風管、上混合器和二次風管實現(xiàn)；方法二為分級送料單級送風，通過上一次風管、上混合器、下一次風管和下混合器實現(xiàn)；方法三為分級送料分級送風，通過上一次風管、上混合器、下一次風管、下混合器和二次風管實現(xiàn)。本發(fā)明采用沉降管減少了內(nèi)旋氣流卷吸飛灰顆粒，從而降低燃氣中飛灰顆粒的含量。該氣化裝置的容積熱負荷比傳統(tǒng)的固定床大，氣化溫度比流化床高，結(jié)構(gòu)緊湊。本發(fā)明尤為適用于粒狀的生物質(zhì)，如稻殼和木屑的氣化。
文檔編號C10J3/66GKCN101781582 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201010113897
公開日2013年3月27日 申請日期2010年2月25日
發(fā)明者孫紹增, 趙義軍, 周皓, 田洪明, 孫銳 申請人:哈爾濱工業(yè)大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan非專利引用 (1),