一種雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)能源領(lǐng)域，特別是一種雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)能源是一種可再生的清潔能源，是繼煤、石油、天然氣后第四大能源，也是目前新能源中唯一能替代石油液體燃料的能源品種。我國生物質(zhì)資源儲量豐富，其有效利用有助于緩解溫室效應(yīng)和促進生態(tài)良性循環(huán)，是解決能源和環(huán)境問題的重要途徑之一。生物質(zhì)氣化技術(shù)是當(dāng)前生物質(zhì)能利用的重要技術(shù)之一，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃氣，可應(yīng)用于工業(yè)供熱、供氣、發(fā)電或合成液體燃料，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]氣化爐是生物質(zhì)氣化工藝中的核心設(shè)備，固定床氣化爐是目前應(yīng)用較多的一種，其結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，原料適應(yīng)性強，設(shè)備投資少。常見的爐型有上吸式氣化爐和下吸式氣化爐，但存在各自的優(yōu)缺點。上吸式氣化爐氣化效率高，規(guī)模放大能力較強，但出口燃氣中焦油含量高；下吸式氣化爐生產(chǎn)的燃氣焦油含量低，但生產(chǎn)強度較低，規(guī)模放大能力較弱，燃氣含塵量較多。其各自存在的缺點限制了單一的上吸式或下吸式氣化爐在應(yīng)用領(lǐng)域的推廣。
[0004]目前固定床氣化工藝的改進多是氣化設(shè)備的簡單分離或多級組合，如反應(yīng)設(shè)備串聯(lián)等，而很少針對不同爐型的關(guān)鍵優(yōu)勢進行技術(shù)整合和設(shè)備耦合，未能很好地解決下吸式氣化強度低和上吸式焦油含量高的問題，實際應(yīng)用性不強。
[0005]授權(quán)公開號為CN202116512U的中國發(fā)明專利公布了一種生物質(zhì)混流式氣化裝置，通過多級配風(fēng)在爐內(nèi)形成一個虛擬的界面，分為前氣化(下吸式)和后氣化(上吸式)階段，結(jié)合上吸式和下吸式特點，可以提高生產(chǎn)負荷及規(guī)模。但爐內(nèi)反應(yīng)不易控制，易造成各反應(yīng)層的偏移，爐內(nèi)溫度壓力需頻繁調(diào)節(jié)，且生物質(zhì)燃氣含塵灰多，焦油量不可控，易造成后續(xù)除塵設(shè)備、風(fēng)機及管道堵塞，無法長期穩(wěn)定運行，在實際工業(yè)生產(chǎn)中存在諸多問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，從而穩(wěn)定生產(chǎn)低含塵量的生物質(zhì)燃氣。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，包括爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有分隔的氣化通道和熱解通道，所述氣化通道的出口連通熱解通道的入口，所述氣化通道與熱解通道中分別加入生物質(zhì)，所述熱解通道的末端設(shè)有連通爐體外部的燃氣出口。
[0008]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述熱解通道內(nèi)設(shè)有冷卻器。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述熱解通道內(nèi)設(shè)有溫度控制器，所述溫度控制器包括分別位于熱解通道入口處和出口處的測溫?zé)犭娕肌?br>[0010]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述氣化通道的出口位于底部，從而形成下吸式結(jié)構(gòu)，所述熱解通道的出口位于氣化通道出口的上方，從而形成上吸式結(jié)構(gòu)。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述爐體內(nèi)設(shè)有筒狀的夾套，所述夾套內(nèi)部圍成氣化通道，所述夾套外壁與爐體內(nèi)壁圍成熱解通道。
[0012]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述冷卻器圍繞在夾套外壁。
[0013]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述冷卻器為水冷卻器。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述熱解通道與氣化通道有效截面積之比為1:(I ?2)0
[0015]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述氣化通道內(nèi)配套設(shè)有用于提供氣化介質(zhì)的進風(fēng)單元，所述進風(fēng)單元由爐體外引入。
[0016]作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述爐體內(nèi)設(shè)有與氣化通道連通的氣化喂料單元、與熱解通道連通的熱解喂料單元，所述氣化喂料單元與熱解喂料單元相互分隔。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在爐體內(nèi)設(shè)置了相互分隔的氣化通道和熱解通道，并在兩通道內(nèi)分別通入生物質(zhì)，生物質(zhì)先在氣化通道中生產(chǎn)高溫生物質(zhì)燃氣，其后高溫生物質(zhì)燃氣使熱解通道中生物質(zhì)原料部分熱解，同時通過熱解通道中生物質(zhì)料層的阻擋，在一套裝置內(nèi)一體化去除生物質(zhì)燃氣中的塵灰和部分焦油，實現(xiàn)低含塵量生物質(zhì)燃氣的穩(wěn)定生產(chǎn)，為后續(xù)生物質(zhì)燃氣的處理和使用提供了有利的條件。
【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明進一步說明。
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，包括爐體1，爐體I內(nèi)設(shè)有分隔的氣化通道2和熱解通道3，氣化通道2的出口連通熱解通道3的入口，氣化通道2與熱解通道3中分別加入生物質(zhì)。氣化通道2內(nèi)主要產(chǎn)生氣化反應(yīng)，通過氣化介質(zhì)和生物質(zhì)生成高溫的生物質(zhì)燃氣，熱解通道3內(nèi)的生物質(zhì)利用高溫生物質(zhì)燃氣中的熱量發(fā)生熱解反應(yīng)，也能產(chǎn)生一定量的生物質(zhì)燃氣；而且與此同時，熱解通道3內(nèi)生物質(zhì)原料對流過的生物質(zhì)燃氣中的塵灰、焦油起到了阻擋作用，從而也起到了凈化生物質(zhì)燃氣的作用；不僅如此，生物質(zhì)燃氣中的部分熱量在熱解中被消耗掉，因此燃氣的溫度也得到了降低。熱解通道3的末端設(shè)有連通爐體I外部的燃氣出口 4，凈化后的生物質(zhì)燃氣通過燃氣出口 4排到外部。燃氣出口 4應(yīng)接有抽風(fēng)機，從而為爐體I內(nèi)氣體的流動提供動力。
[0021]優(yōu)選的，熱解通道3內(nèi)設(shè)有冷卻器，冷卻器可采用多種方式對熱解通道3內(nèi)的生物質(zhì)燃氣和生物質(zhì)進行冷卻，以控制燃氣的冷卻程度和熱解的程度。
[0022]優(yōu)選的，爐體I的中部設(shè)有筒狀的夾套6，夾套6內(nèi)部圍成氣化通道2，氣化通道2的燃氣出口位于夾套6底端，從而形成下吸式結(jié)構(gòu)，夾套6外壁與爐體I內(nèi)壁圍成熱解通道3，熱解通道3的出口位于氣化通道2出口的上方，從而形成上吸式結(jié)構(gòu)。本實施例中，位于內(nèi)部的氣化通道2進行生物質(zhì)下吸式氣化生產(chǎn)生物質(zhì)燃氣，位于外周的熱解通道3依靠高溫生物質(zhì)燃氣熱量進行生物質(zhì)上吸式熱解，同時對生物質(zhì)燃氣進行降溫、除塵、除焦，穩(wěn)定生產(chǎn)低含塵量生物質(zhì)燃氣。
[0023]氣化通道2中投入生物質(zhì)含水范圍在15?20%，由于氣化通道2為生物質(zhì)燃氣產(chǎn)生的主要區(qū)域，生物質(zhì)原料的質(zhì)量要求相對較高，而熱解通道3產(chǎn)生燃氣的量不大，原料的質(zhì)量要求相對較低，其含水范圍在20?30%。因此熱解通道3中可以充分利用質(zhì)量較差的生物質(zhì)原料，避免造成浪費。
[0024]優(yōu)選的，冷卻器圍繞并嵌裝在夾套6外壁，具體為一水冷套9，水冷套9頂部設(shè)有水進口和水出口，利用水的流動帶走熱解通道3內(nèi)的熱量，從而控制熱解通道3溫度。水流量越大，其降溫冷卻的效果也越好。
[0025]另外熱解通道3內(nèi)還設(shè)有溫度控制器，包括分別位于熱解通道3入口處和出口處的測溫?zé)犭娕?，兩個測溫?zé)犭娕?分別監(jiān)測相應(yīng)位置的燃氣溫度，并利用水冷套9的流量保持熱解通道3入口生物質(zhì)燃氣溫度范圍在400?550°C，熱解通道3出口生物質(zhì)燃氣溫度范圍在110?150°C。
[0026]優(yōu)選的，熱解通道3與氣化通道2有效截面積之比為1:(1?2)。
[0027]優(yōu)選的，氣化通道2內(nèi)配套設(shè)有用于提供氣化介質(zhì)的進風(fēng)單元，進風(fēng)單元由爐體I外引入。該進風(fēng)單元包括安裝在夾套6上的風(fēng)箱10，連接風(fēng)箱10的風(fēng)嘴11和進風(fēng)管12，進風(fēng)管12穿過爐體I外壁，風(fēng)嘴11位于氣化通道2內(nèi)。進風(fēng)管12有4?6根，呈環(huán)形均布在爐體I上，風(fēng)箱10與進風(fēng)管12 —一對應(yīng)，而風(fēng)嘴11均布環(huán)繞在夾套6內(nèi)部，共有12?15個。
[0028]爐體I的底部設(shè)有爐排13和灰室14，所述的爐排13為旋轉(zhuǎn)爐排，可實現(xiàn)氣化通道2和熱解通道3料層均勻下降，使反應(yīng)后的殘?zhí)考盎以鶆蜻M入灰室14。
[0029]優(yōu)選的，爐體I內(nèi)設(shè)有與氣化通道2連通的氣化喂料單元7、與熱解通道3連通的熱解喂料單元8，氣化喂料單元7與熱解喂料單元8相互分隔，分別為兩通道供應(yīng)生物質(zhì)原料。優(yōu)選的氣化喂料單元7和熱解喂料單元8均采用螺旋進料的方式。
[0030]當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:包括爐體(1)，所述爐體(I)內(nèi)設(shè)有分隔的氣化通道(2)和熱解通道(3)，所述氣化通道(2)的出口連通熱解通道(3)的入口，所述氣化通道(2)與熱解通道(3)中分別通入生物質(zhì)，所述熱解通道(3)的末端設(shè)有連通爐體⑴外部的燃氣出口(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述熱解通道(3)內(nèi)設(shè)有冷卻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述熱解通道(3)內(nèi)設(shè)有溫度控制器；所述溫度控制器包括分別位于熱解通道(3)入口處和出口處的測溫?zé)犭娕?5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述氣化通道(2)的出口位于底部，從而形成下吸式結(jié)構(gòu)，所述熱解通道(3)的出口位于氣化通道(2)出口的上方，從而形成上吸式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述爐體(I)內(nèi)設(shè)有筒狀的夾套￠)，所述夾套￠)內(nèi)部圍成氣化通道(2)，所述夾套(6)外壁與爐體⑴內(nèi)壁圍成熱解通道(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述冷卻器圍繞在夾套(6)外壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述冷卻器為水冷卻器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述熱解通道(3)與氣化通道(2)有效截面積之比為1:(1?2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述氣化通道(2)內(nèi)配套設(shè)有用于提供氣化介質(zhì)的進風(fēng)單元，所述進風(fēng)單元由爐體(I)外引入。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，其特征在于:所述爐體(I)內(nèi)設(shè)有與氣化通道(2)連通的氣化喂料單元(7)、與熱解通道(3)連通的熱解喂料單元(8)，所述氣化喂料單元(7)與熱解喂料單元(8)相互分隔。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙原料通道生物質(zhì)固定床氣化熱解爐裝置，包括爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)有分隔的氣化通道和熱解通道，所述氣化通道的出口連通熱解通道的入口，所述氣化通道與熱解通道中分別加入生物質(zhì)，所述熱解通道的末端設(shè)有連通爐體外部的燃氣出口。本發(fā)明在爐體內(nèi)設(shè)置了相互分隔的氣化通道和熱解通道，并在兩通道內(nèi)分別通入生物質(zhì)，生物質(zhì)先在氣化通道中生產(chǎn)高溫生物質(zhì)燃氣，其后高溫生物質(zhì)燃氣使熱解通道中生物質(zhì)原料部分熱解，同時通過熱解通道中生物質(zhì)料層的阻擋，在一套裝置內(nèi)一體化去除生物質(zhì)燃氣中的塵灰和部分焦油，實現(xiàn)低含塵量生物質(zhì)燃氣的穩(wěn)定生產(chǎn)，為后續(xù)生物質(zhì)燃氣的處理和使用提供了有利的條件。本發(fā)明可應(yīng)用于生物質(zhì)燃氣的凈化。
【IPC分類】C10J3-20, C10J3-66, C10B53-02, C10J3-84
【公開號】CN104531217
【申請?zhí)枴緾N201410797465
【發(fā)明人】詹昊, 湯廣穩(wěn), 蘇德仁, 李新愛, 孫偉娜, 鄧立新, 張大林
【申請人】廣東正鵬生物質(zhì)能源科技有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月18日