防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)能源利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)是指利用大氣、水、土地等通過(guò)光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，即一切有生命的可以生長(zhǎng)的有機(jī)物質(zhì)通稱為生物質(zhì)。相對(duì)于傳統(tǒng)的煤、石油和天然氣等化石能源，生物質(zhì)能具有可再生、總量巨大、分布廣泛、低含硫、再生迅速等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)的的利用技術(shù)可以大致分為:⑴直接燃燒或與煤等混燃技術(shù)；⑵熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)；⑶生物轉(zhuǎn)化技術(shù)。每種生物質(zhì)利用技術(shù)都有其最佳適用條件。生物質(zhì)種類多樣性使得各種生物質(zhì)利用技術(shù)同時(shí)并存，并互為補(bǔ)充。但是由于與煤等傳統(tǒng)固體化石能源相比，生物質(zhì)具有能量密度低、堆積密度較小、難以破碎(破碎后微粒為長(zhǎng)條狀或存在邊緣大量“毛刺”)等缺點(diǎn)，使得生物質(zhì)在利用時(shí)，進(jìn)料過(guò)程中更容易形成架橋。
[0003]中國(guó)專利CN102604679B公開(kāi)了一種適應(yīng)多種原料的農(nóng)林生物質(zhì)氣化爐，該發(fā)明是一種適應(yīng)多種原料的農(nóng)林生物質(zhì)氣化爐，包括在氣化爐頂部設(shè)有旋轉(zhuǎn)撥料器、液壓撥料升降器和進(jìn)料口，氣化爐腔內(nèi)設(shè)有氣化反應(yīng)室，氣化反應(yīng)室自上而下依次分為預(yù)熱干燥室、氧化反應(yīng)室、還原反應(yīng)室，在爐體中下部設(shè)爐體外傳動(dòng)的自翻轉(zhuǎn)式爐排，爐體底部設(shè)連續(xù)式旋轉(zhuǎn)出炭裝置。該專利通過(guò)頂部液壓撥料器、自動(dòng)翻轉(zhuǎn)爐排、旋轉(zhuǎn)出炭裝置的配合運(yùn)動(dòng)使生物質(zhì)在氣化爐內(nèi)部順利進(jìn)出，防止架橋。中國(guó)專利CN203319943U公開(kāi)了一種下吸式垃圾處理氣化爐，包括爐體，及內(nèi)置爐體的攪拌器。針對(duì)垃圾中某些成分密度小，流動(dòng)性差，易架橋、抽空等特點(diǎn)，裝置適宜的攪拌器，使物料順利下移，實(shí)現(xiàn)均勻穩(wěn)定的氣化爐操作。以上兩種防止架橋的方法均為機(jī)械式的，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性逐步下降，架橋現(xiàn)象將再次出現(xiàn)。中國(guó)專利CN203256235U公開(kāi)了一種上吸式熱解氣化爐，包括上端帶有爐蓋和可燃?xì)獬隹诘臍饣癄t爐體，其中，所述氣化爐爐體內(nèi)設(shè)有雙錐形爐膽，并在雙錐形爐膽從上到下依次形成干燥空間、熱解空間、氧化空間和還原空間。爐膽采用雙錐形結(jié)構(gòu)有利于在爐內(nèi)形成“整體流”，有效減輕架橋與結(jié)拱傾向，提高可燃?xì)猱a(chǎn)率。即該專利通過(guò)改變爐膽結(jié)構(gòu)來(lái)防止物料架橋。這種方式需要對(duì)現(xiàn)有的爐膽結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，增加了成本且難以實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0006]—種防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，
[0007]在生物質(zhì)氣化爐內(nèi)部設(shè)置進(jìn)氣管，進(jìn)氣管的進(jìn)氣口設(shè)置在生物質(zhì)氣化爐的下部，進(jìn)氣管穿過(guò)氣化爐高溫段，出氣口設(shè)置在氣化爐干燥段；
[0008]從進(jìn)氣管的進(jìn)氣口通入氧化劑，氧化劑經(jīng)過(guò)氣化爐高溫加熱后從進(jìn)氣管的出氣口流出，使出氣口附近的部分生物質(zhì)進(jìn)行熱解/氣化。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0010]本發(fā)明利用采用非機(jī)械式的方法防止生物質(zhì)氣化爐架橋，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，方法穩(wěn)定可靠，對(duì)現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化爐進(jìn)行較小改造即可實(shí)現(xiàn)，杜絕了架橋的產(chǎn)生，提高了生物質(zhì)氣化爐的氣化負(fù)荷。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法所使用設(shè)備與固定氣化爐分區(qū)相對(duì)位置示意圖；
[0012]圖2是本發(fā)明防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法運(yùn)行時(shí)氣體及固體流向示意圖；
[0013]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1、進(jìn)氣口 ；2、燃?xì)庖淇?；3、出氣口。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]本發(fā)明防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，對(duì)現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化爐(簡(jiǎn)稱氣化爐)進(jìn)行改造，增加一個(gè)進(jìn)氣管，進(jìn)氣管的進(jìn)氣口設(shè)置在氣化爐下部的灰層或灰層與高溫碳層交界處附近，部分進(jìn)氣管會(huì)穿過(guò)氣化爐高溫段，出氣口設(shè)置在氣化爐干燥段。運(yùn)行時(shí)從進(jìn)氣口通入氧化劑，該氧化劑通常采用與氣化爐當(dāng)前氣化采用的氧化劑相同，從而降低運(yùn)行成本，同時(shí)避免對(duì)氣化工況產(chǎn)生影響。氧化劑經(jīng)過(guò)氣化爐高溫加熱后從出氣口流出。氣化爐氣化段平均溫度在900°C附近，氧化劑經(jīng)過(guò)高溫碳層和氣化段加熱后，氧化劑溫度達(dá)到500°C附近。出氣口附近的生物質(zhì)在高溫氧化劑的作用下開(kāi)始行熱解/氣化。出氣口附近的少量生物質(zhì)熱解/氣化后固體產(chǎn)物只剩下固體碳體積減小，同時(shí)生物質(zhì)原料上的“毛刺”消失，使得已經(jīng)生成或即將生成的架橋“橋拱”被破壞。同時(shí)熱解/氣化過(guò)程的高溫可以提高氣化爐干燥段的溫度，加速原料的干燥過(guò)程，可提高氣化爐氣化負(fù)荷。
[0016]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，進(jìn)氣管在氣化爐還原段還可以設(shè)置燃?xì)庖淇?，通過(guò)高速氧化劑氣流引射一定量氣化產(chǎn)生的可燃?xì)猓M(jìn)入進(jìn)氣管中的可燃?xì)馀c高溫氧化劑混合后迅速燃燒，產(chǎn)生高溫的煙氣與氧化劑的混合氣體，高溫的混合氣體進(jìn)一步提升進(jìn)氣管的溫度。
[0017]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，從進(jìn)氣管通入的氧化劑的量小于進(jìn)入氣化爐氣化劑總量的5%，進(jìn)氣管的截面積小于生物質(zhì)氣化爐最窄處截面積的10%，防止由于設(shè)置進(jìn)氣管對(duì)氣化爐內(nèi)向氣化爐底部運(yùn)行的物料產(chǎn)生影響。
[0018]作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，進(jìn)氣管中可以設(shè)置翅片或放置換熱介質(zhì)，從而強(qiáng)化氧化劑與氣化爐內(nèi)高溫物料之間的換熱。
[0019]上列詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說(shuō)明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，其特征在于: 在生物質(zhì)氣化爐內(nèi)部設(shè)置進(jìn)氣管，進(jìn)氣管的進(jìn)氣口設(shè)置在生物質(zhì)氣化爐的下部，進(jìn)氣管穿過(guò)氣化爐高溫段，出氣口設(shè)置在氣化爐干燥段； 從進(jìn)氣管的進(jìn)氣口通入氧化劑，氧化劑經(jīng)過(guò)氣化爐高溫加熱后從進(jìn)氣管的出氣口流出，使出氣口附近的部分生物質(zhì)進(jìn)行熱解/氣化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防止生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，其特征在于: 在生物質(zhì)氣化爐的還原段，進(jìn)氣管上還設(shè)置燃?xì)庖淇?，通過(guò)高速氧化劑氣流引射氣化產(chǎn)生的可燃?xì)?，可燃?xì)馀c氧化劑混合后迅速燃燒，進(jìn)氣管的溫度進(jìn)一步得到提高。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，其特征在于: 進(jìn)氣管的進(jìn)氣口設(shè)置在生物質(zhì)氣化爐的灰層或灰層與高溫碳層交界處附近。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，其特征在于: 進(jìn)氣管的截面積小于生物質(zhì)氣化爐最窄處截面積的10%。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，其特征在于: 進(jìn)氣管中放置換熱介質(zhì)或設(shè)置翅片。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的防止生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，其特征在于: 從進(jìn)氣管通入的氧化劑的量小于進(jìn)入氣化爐氣化劑總量的5%。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種防止固定床生物質(zhì)氣化爐架橋的方法，在生物質(zhì)氣化爐下部設(shè)置氣體進(jìn)口，部分進(jìn)氣管會(huì)穿過(guò)氣化爐高溫段，出口設(shè)置在氣化爐干燥段。運(yùn)行時(shí)從氣體進(jìn)口通入氧化劑，氧化劑經(jīng)過(guò)氣化爐高溫度加熱后從氣體出口流出。氣體出口附近的生物質(zhì)在高溫氧化劑的作用下開(kāi)始行熱解/氣化，使得已經(jīng)生成或即將生成的架橋“橋拱”被破壞，同時(shí)可提高氣化爐氣化負(fù)荷。本發(fā)明采用非機(jī)械式的方法防止生物質(zhì)氣化爐架橋，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，方法穩(wěn)定可靠。且可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的固定床氣化爐進(jìn)行較少改造，將本發(fā)明所提供的技術(shù)用于現(xiàn)有的氣化裝置。
【IPC分類】C10J3/72, C10J3/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105419873
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511033388
【發(fā)明人】王小波, 趙增立, 魏國(guó)強(qiáng), 李海濱
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日