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CN115232650A - 生物质热解气化装置 - Google Patents

生物质热解气化装置 Download PDF

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CN115232650A CN202210802510.5A CN202210802510A CN115232650A CN 115232650 A CN115232650 A CN 115232650A CN 202210802510 A CN202210802510 A CN 202210802510A CN 115232650 A CN115232650 A CN 115232650A
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晏慧
施军
谭煜
吴忍
任雪梅
李进
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Abstract

本发明公开了一种生物质热解气化装置，包括气化炉，所述气化炉的炉壁内部自上而下依次设置有干燥室、热解气化室、燃烧室和还原室，燃烧室的内部设有多个喷嘴，各个所述喷嘴均通过空气管道与气化炉外部连通；所述还原室的下端敞口，并在敞口的下方设有托盘，托盘的外径大于还原室下端敞口的内径，所述托盘通过电机驱动其转动；所述炉壁与干燥室和热解气化室的外壁之间形成有夹层通道，所述气化炉的下部设有流道，该流道一端连通至所述还原室的下端，另一端连通至所述夹层通道，所述气化炉的上部设有与夹层通道连通的合成气出口。本发明的有益效果是：能够显著提升合成气品质和提高生物质能源利用效率。

Description

生物质热解气化装置
技术领域
本发明涉及生物质处理技术领域，具体涉及一种生物质热解气化装置。
背景技术
能源短缺和环境问题已成为我国可持续发展的瓶颈。据统计，我国目前每年可开发利用的生物质能源相当于12亿吨标准煤，有效利用生物质能已成为我国的重大战略。由于生物质是一种可再生的清洁能源，燃烧时不会产生温室效应，充分高效的利用生物质资源，不仅可以解决我国能源问题，降低对外依存度，也能解决日益严重的环境问题。
生物质热解气化常见的工艺主要是采用空气作为气化剂，通过固化床、流化床等立式炉进行生物质的干燥、热解气化、部分氧化燃烧、合成气还原等过程，将生物质部分转化为可燃性气体(合成气)，以便将产出的合成气进行工业应用。
在现有的热解气化炉中，由于受到余热利用不充分、热解温度不够高以及热解气还原不充分等因素的影响，从而导致产出的合成气品质较低，严重降低了生物质的能源利用率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种生物质热解气化装置，能够规避传统气化炉余热利用不充分、热解温度不够高以及热解气还原不充分的技术问题，从而显著提升合成气品质和提高生物质能源利用效率。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种生物质热解气化装置，包括气化炉，所述气化炉的炉壁内部自上而下依次设置有干燥室、热解气化室、燃烧室和还原室，其关键在于：所述燃烧室的内部设有多个喷嘴，各个所述喷嘴均通过空气管道与气化炉外部连通；所述还原室的下端敞口，并在敞口的下方设有托盘，托盘的外径大于还原室下端敞口的内径，所述托盘通过电机驱动其转动；所述炉壁与干燥室和热解气化室的外壁之间形成有夹层通道，所述气化炉的下部设有流道，该流道一端连通至所述还原室的下端，另一端连通至所述夹层通道，所述气化炉的上部设有与夹层通道连通的合成气出口。
采用上述结构，由于燃烧室的内部有多个喷嘴，所以可以在燃烧室喷嘴上方形成一段高温区，该高温区直接与生物质接触，能够强化热解气化过程，并且热解气化室产生的热解气和焦油经过该高温区，也可以促进焦油分解。
还原室下端的托盘能够将固体炭托住，使得还原室被固体炭填充满，从而达到强化还原反应的目的。与此同时，通过电机驱动托盘缓慢旋转，可控制固体炭缓慢向下脱离，使得整个热解气化物料缓慢向下移动，从而实现热解气化装置的连续给料和连续热解气化，自动化程度更高。
热解气化产生的合成气经夹层通道排出合成气出口，合成气在夹层通道内能够与干燥室和热解气化室换热，为干燥室和热解气化室提供热源，从而达到充分利用余热的目的。
作为优选：所述燃烧室具有环形结构的内腔壁，各个所述喷嘴圆周阵列分布在燃烧室的内腔壁上。采用上述结构，可根据燃烧室内径大小，选择等长度短喷嘴或者选用一短一长喷嘴间隔布置，保证助燃气射流能够贯穿物料，在燃烧区域均匀分布，并有助于在燃烧室上方形成一段高温区。
作为优选：所述气化炉的下部设有炭渣出口，炭渣出口的内端设有倾斜布置在所述托盘下方的导渣板。采用上述结构，以便于排出炭渣。
作为优选：所述空气管道中部位于所述流道内，空气管道的中部安装有换热器。采用上述结构，可利用合成气的高温为燃烧空气加热，提升热解气化的能源利用效率。
作为优选：所述合成气出口依次连接有冷却器和净化器。所述冷却器包括呈盘状分布的冷却管，冷却管的两端分别连接在合成气出口和净化器上。采用上述结构，能够使合成气充分冷却，并过滤掉合成气中大部分杂质，使合成气成为清洁燃料，满足燃烧需求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用夹层式双层壳体的气化炉，把生物质干燥、热解气化、部分氧化燃烧和产物还原巧妙地结合在一起，在燃烧区域形成足够高的高温区，使热解产物穿过高温区，分解热解产生的焦油，再利用热解的固体炭还原热解和燃烧产物，利用燃烧过程和烟气余热为热解提供热源，这样减少了合成气中焦油的含量，既提升了热解气化的合成气品质，也提升了生物质能源利用效率。
2、还原室下端的托盘能够将固体炭托住，使得还原室被固体炭填充满，从而达到强化还原反应的目的。与此同时，通过电机驱动托盘缓慢旋转，可控制固体炭缓慢向下脱离，使的整个热解气化物料缓慢向下移动，从而实现热解气化装置的连续给料和连续热解气化，自动化程度更高。
附图说明
图1为生物质热解气化装置的结构示意图；
图2为气化炉的结构示意图；
图3为冷却器的结构示意图；
图4为燃烧隔板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种生物质热解气化装置，包括设备基体1，设备基体1上安装有气化炉1、物料仓6和螺旋送料机构7，螺旋送料机构7衔接在物料仓 6的下端与气化炉1的上端之间，能够将物料仓6内的原料输送至气化炉1内。
如图2所示，气化炉1内部设有从上至下依次连通的干燥室1a、热解气化室1b、燃烧室1c和还原室1d，干燥室1a用于使生物质发生干燥，脱出水分；热解气化室1b用于使生物质发生热解气化，产生固体炭、可燃气体和焦油；燃烧室1c用于燃烧热解产生的固体炭和其他气体产物；还原室1d用于过滤和分解热解产生的焦油，并还原燃烧产物。
其中，上述燃烧室1c具有环形结构的内腔壁，内腔壁上圆周阵列分布有多个喷嘴2，各个喷嘴2均通过空气管道3与气化炉1外部连通，通过空气管道3和喷嘴2向燃烧室1c引入空气，能够使部分热解产物和固体炭燃烧，在燃烧区域形成一个足够高的高温区，从而为整个热解气化过程提供热源。
由于多个喷嘴2环形分布在燃烧室1c的内部，在合理设计燃烧室1c内径的条件下，可以在燃烧室1c喷嘴2的上方形成一段高温区，该高温区直接与生物质接触，能够强化热解气化过程，并且热解气化室1b产生的热解气和焦油经过该高温区，也可以促进焦油分解，从而有助于减少了合成气中的焦油，达到提升合成气品质的目的。
再如图2所示，还原室1d的下端敞口，并在敞口的下方设有托盘4，托盘4的外径大于还原室1d下端敞口的内径，热解气化工作过程中，托盘4能够将固体炭托住，使得还原室1d被固体炭填满，从而达到强化还原反应的目的，进一步减少合成气中的焦油和二氧化碳含量，提升合成气的品质。
气化炉1内配置有电机4a，电机4a用于驱动托盘4转动，通过电机4a 驱动托盘4缓慢旋转，可控制固体炭缓慢向下脱离，使得气化炉1内的热解气化物料从干燥室1a到还原室1d的方向缓慢向下移动，从而实现连续给料和连续热解气化，具有更高的自动化程度。
再如图2所示，气化炉1的炉壁11与干燥室1a和热解气化室1b的外壁之间形成有夹层通道12，气化炉1的下部设有流道13，流道13下端与还原室1d下端连通，上端与夹层通道12连通，气化炉1的上部设有合成气出口 14，合成气出口14将夹层通道12与外部连通。
从还原室1d下端出来的合成气经流道13和夹层通道12排出合成气出口 14，合成气在夹层通道12内能够与干燥室1a和热解气化室1b换热，为干燥室1a和热解气化室1b再次提供热源，从而达到充分利用余热的目的，可提高生物质能源利用效率。在本实施例中，气化炉1为双层结构，流道13和夹层通道12均形成在双层结构之间。
进一步的，再如图2所示，空气管道3经过流道13后再穿出气化炉1，流道13内设计有带换热肋片的换热器5，换热肋片安装在空气管道3上，该换热器5能够使空气管道3内的空气升温，即：利用了合成气的高温为燃烧空气加热，从而提升热解气化的能源利用效率。
再如图2、4所示，燃烧室1c与还原室1d之间设有燃烧隔板15。燃烧隔板15阵列分布有条形孔，以便于相应物料进入还原室1d内。
为了从还原室1d下端排出炭渣，化炉1的下部设有炭渣出口16，炭渣出口16的内端设有导渣板17，导渣板17倾斜布置在托盘4的下方。
再如图1、3所示，生物质热解气化装置，还包括冷却器8和净化器9，冷却器8包括呈盘状分布的冷却管，冷却管的两端分别连接在合成气出口14 和净化器9上，冷却器8能够使合成气充分冷却后，再经过净化器9过滤掉合成气中的大部分杂质，从而使合成气成为清洁燃料，满足燃烧需求。
生物质热解气化装置的工作过程为：
螺旋送料机构7将物料仓6内的生物质原料输送至气化炉1内，生物质从气化炉1的上方进入炉内，在燃烧室1c产生的高温和合成气的换热作用下，首先发生干燥，脱出水分。然后在更高温度的热解气化室1b发生热解气化，产生固体炭、可燃气体和焦油，热解产生的固体炭和其他气体产物在燃烧室 1c发生部分氧化燃烧，燃烧后的产物、未燃固体炭和热解气体产物向下运动通过还原室1d。在固体炭的作用下，可以过滤和分解热解产生的焦油，同时还原燃烧产物，提升热解气化的合成气品质。最终产生的合成气经流道13和夹层通道12排出合成气出口14，经冷却、过滤后即可成为合格的清洁燃料。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种生物质热解气化装置，包括气化炉(1)，所述气化炉(1)的炉壁(11)内部自上而下依次设置有干燥室(1a)、热解气化室(1b)、燃烧室(1c)和还原室(1d)，其特征在于：所述燃烧室(1c)的内部设有多个喷嘴(2)，各个所述喷嘴(2)均通过空气管道(3)与气化炉(1)外部连通；
所述还原室(1d)的下端敞口，并在敞口的下方设有托盘(4)，托盘(4)的外径大于还原室(1d)下端敞口的内径，所述托盘(4)通过电机(4a)驱动其转动；
所述炉壁(11)与干燥室(1a)和热解气化室(1b)的外壁之间形成有夹层通道(12)，所述气化炉(1)的下部设有流道(13)，该流道(13)一端连通至所述还原室(1d)的下端，另一端连通至所述夹层通道(12)，所述气化炉(1)的上部设有与夹层通道(12)连通的合成气出口(14)。
2.根据权利要求1所述的生物质热解气化装置，其特征在于：所述燃烧室(1c)具有环形结构的内腔壁，各个所述喷嘴(2)圆周阵列分布在燃烧室(1c)的内腔壁上。
3.根据权利要求1所述的生物质热解气化装置，其特征在于：所述气化炉(1)的下部设有炭渣出口(16)，炭渣出口(16)的内端设有倾斜布置在所述托盘(4)下方的导渣板(17)。
4.根据权利要求1所述的生物质热解气化装置，其特征在于：所述空气管道(3)中部位于所述流道(13)内，空气管道(3)的中部安装有换热器(5)。
5.根据权利要求1所述的生物质热解气化装置，其特征在于：还包括物料仓(6)，所述物料仓(6)的下端与气化炉(1)的上端之间设有螺旋送料机构(7)。
6.根据权利要求1所述的生物质热解气化装置，其特征在于：所述合成气出口(14)依次连接有冷却器(8)和净化器(9)。
7.根据权利要求6所述的生物质热解气化装置，其特征在于：所述冷却器(8)包括呈盘状分布的冷却管，冷却管的两端分别连接在合成气出口(14)和净化器(9)上。
8.根据权利要求1所述的生物质热解气化装置，其特征在于：所述燃烧室(1c)与还原室(1d)之间设有燃烧隔板(15)。
9.根据权利要求8所述的生物质热解气化装置，其特征在于：所述燃烧隔板(15)阵列分布有条形孔。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1156407A (en) * 1980-06-13 1983-11-08 Jay H. Freiday Pulsed black liquor furnace spray system
CN1630702A (zh) * 2000-12-08 2005-06-22 福拓普公司 生产燃料气体的方法和气体发生器
CN1643110A (zh) * 2002-02-07 2005-07-20 联邦科学及工业研究组织 冶金焦炭的生产
US20070006528A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-11 Community Power Corporation Method and Apparatus for Automated, Modular, Biomass Power Generation
CN102079997A (zh) * 2009-12-01 2011-06-01 电源开发株式会社 气化炉、气化发电设备、气化炉的运转方法、以及气化发电设备的运转方法
CN102127460A (zh) * 2010-01-13 2011-07-20 中国科学院过程工程研究所 逆流下行床热解反应器中固体燃料的低温热解方法
CN203572215U (zh) * 2013-11-29 2014-04-30 辽宁忠旺机械设备制造有限公司 熔炼保温一体炉
CN103836893A (zh) * 2012-11-21 2014-06-04 神华集团有限责任公司 一种具有旋转料床的干燥炉或热解炉
CN104087342A (zh) * 2014-07-31 2014-10-08 邱云原 利用炉体夹层结构除焦的生物质气化炉
CN104342178A (zh) * 2014-11-03 2015-02-11 合肥工业大学 一种生物质炭化方法及其装置
CN106224035A (zh) * 2016-09-05 2016-12-14 重庆科技学院 基于垃圾气化合成气回收的湿空气透平发电系统
CN109504447A (zh) * 2018-11-19 2019-03-22 清华大学山西清洁能源研究院 全废锅流程多喷嘴干粉气化系统

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1156407A (en) * 1980-06-13 1983-11-08 Jay H. Freiday Pulsed black liquor furnace spray system
CN1630702A (zh) * 2000-12-08 2005-06-22 福拓普公司 生产燃料气体的方法和气体发生器
CN1643110A (zh) * 2002-02-07 2005-07-20 联邦科学及工业研究组织 冶金焦炭的生产
US20070006528A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-11 Community Power Corporation Method and Apparatus for Automated, Modular, Biomass Power Generation
CN101558133A (zh) * 2005-06-28 2009-10-14 社区电力公司 用于自动的模块化生物量发电的方法和装置
CN102079997A (zh) * 2009-12-01 2011-06-01 电源开发株式会社 气化炉、气化发电设备、气化炉的运转方法、以及气化发电设备的运转方法
CN102127460A (zh) * 2010-01-13 2011-07-20 中国科学院过程工程研究所 逆流下行床热解反应器中固体燃料的低温热解方法
CN103836893A (zh) * 2012-11-21 2014-06-04 神华集团有限责任公司 一种具有旋转料床的干燥炉或热解炉
CN203572215U (zh) * 2013-11-29 2014-04-30 辽宁忠旺机械设备制造有限公司 熔炼保温一体炉
CN104087342A (zh) * 2014-07-31 2014-10-08 邱云原 利用炉体夹层结构除焦的生物质气化炉
CN104342178A (zh) * 2014-11-03 2015-02-11 合肥工业大学 一种生物质炭化方法及其装置
CN106224035A (zh) * 2016-09-05 2016-12-14 重庆科技学院 基于垃圾气化合成气回收的湿空气透平发电系统
CN109504447A (zh) * 2018-11-19 2019-03-22 清华大学山西清洁能源研究院 全废锅流程多喷嘴干粉气化系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史绍熙，郗大光，张江波，杨延相: "椭圆喷雾规律初探", 天津大学学报, no. 05, pages 260 - 261 *
邵景景, 中国矿业大学出版社 *

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