专利名称：一种再裂解除焦油的生物质气化炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种生物质气化炉，特别是一种再裂解除焦油的生物质气化炉。
背景技术：
我国农村每年有数百亿吨的生物质燃料，如花生壳、树枝、棉花杆、麦杆、玉米杆、玉米棒等，这些废弃的生物质燃料大都只是被焚烧甚至直接废弃，有效利用率很低，不仅给环境造成很大污染，而且是对生物资源的极大浪费。随着我国经济的快速发展，石油、天然气、煤气等一次性资源供需缺口逐年增大，人们迫切需要一种低价、节能、安全、洁净的新型燃料进入市场。如何将低热量的生物质资源转换成高效、洁净的生物质燃气，造福人类，是当今世界上各国，尤其是我国非常重视的 一项具有潜力大的研究开发项目，前景十分广泛。目前市场上气化炉存在很多问题，如公知的燃气中产生的焦油问题；焦油、水汽及烟尘堵塞燃气管道造成无法使用，致使很多已推广的气化炉不得不停止运转；这些情况使得大量的改进技术方案产生。目前用于除去焦油和灰分的方法包括水洗(CN201110565Y、CN2896030Y)、活性炭过滤(CN201648345U)、冷凝(CN201634645U)、旋风除尘(CN201634644U)、多级过滤净化(CN2905790Y)等。但是水洗方法产生的废水会对环境进行污染；活性炭过滤方法当中过滤材料会逐渐堵塞，需要定期停机进行清理；冷凝、旋风除尘及多级过滤净化方法，可以部分除去部分焦油和灰分，但是仍有相当数量的焦油无法除去，时间长了，难免造成管道堵塞，从而影响装置运行。CN101781579A公开了一种含有二次裂解室的生物质气化炉，该二次裂解室位于燃烧室外侧夹层，混合气体进入二次裂解室。但是从该裂解气化炉的设计当中可以发现，二次裂解室的设计并不能充分利用炉体内的热能；同时，二次裂解装置不能对灰分进行清除，会影响用户的最终使用。因此，提供一种能够充分利用热能并能充分清除气化过程中产生的焦油和灰分的气化炉成为该技术领域亟需解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种充分利用热能并能充分清除焦油和灰分的生物质气化炉。本实用新型的上述目的是通过以下技术方案达到的一种再裂解除焦油的生物质气化炉，包括炉体，炉体由上炉体和下炉体组成，进料口位于下炉体的下部，气体采出口位于上炉体的顶部，下炉体的底部设有风室，所述风室下方设有风室锁气器，所述风室锁气器下方设有清灰口 ；所述气体采出口下方设有冷凝装置；所述冷凝装置下方设有焦油回流装置；所述焦油回流装置下方设有焦油分配器；所述焦油分配器下面设有再裂解装置。一种优选技术方案，其特征在于所述焦油回流装置为漏斗形耐高温板，上宽下窄。一种优选技术方案，其特征在于所述焦油分配器由具有孔洞的耐高温板或耐高温网构成。一种优选技术方案，其特征在于所述焦油分配器下方含有气体通道连接于所述焦油回流装置上方。一种优选技术方案，其特征在于所述再裂解装置由丝状、棒状、管状、板状或网状耐高温材料构成。—种优选技术方案，其特征在于所述风室锁气器下方设有排灰口 ；所述排灰口下方设有排灰口锁气器；所述排灰口另设有管线与风室连通；所述管线上设有管线锁气器；所述排灰口外接压缩机；所述排灰口再与所述清灰口相连接。 本实用新型的再裂解除焦油的生物质气化炉的工作原理如下生物质燃料和空气分别通过进料口和风室加入气化炉炉体中，生物质燃料进行不完全燃烧，发生裂解，生成混合气体。混合气体上升，通过气体通道到达焦油回流装置上方，经过冷凝装置冷凝，混合气体通过气体采出口采出，含有焦油的高沸点组分冷凝，回流至焦油回流装置，然后通过焦油分配器进入再裂解装置。焦油一方面在再裂解装置上发生再裂解，另一方面可以吸附气化炉产生的灰分，达到净化燃气的作用；再裂解装置的温度呈梯度变化，可以使再裂解过程具有选择性。再裂解过程生成的残渣及吸附的灰分由于自身重力作用掉落于风室，通过排灰口以及清灰口清理，风室下方具有风室锁气器，当排灰口装满灰分后，关闭风室锁气器，通过压缩机将排灰口中的气体进行交换,交换后的气体通过管线通入风室中，气体交换后关闭压缩机以及管线锁气器，打开排灰口下方的排灰口锁气器，将排灰口中的灰分通过清灰口清理，使清灰过程中不宜发生气体泄漏。有益效果本实用新型的再裂解装置置于气化炉炉体内部，使热能利用充分；再裂解装置能有效清除燃气当中的焦油和灰分，增加燃气产量；再裂解装置的温度呈梯度变化，可以使再裂解过程具有选择性，再裂解更加充分；因此，本实用新型的气化炉不会发生堵塞现象，保证了气化炉的连续运转。本实用新型的气化炉采出的气体通过进一步的分离可以作为优质、清洁的可燃气使用；清灰口得到的再裂解生成的残渣及吸附的灰分可以作为一种优质的肥料使用。下面通过附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。
图I为本实用新型实施例1-2的流程示意图。图2为本实用新型实施例3-10的流程示意图。
具体实施方式
实施例I如图I所示，经过预处理的玉米棒通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50 kg/h;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 m3/h;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;玉米棒在炉体I中进行不充分燃烧，生成混合气体。混合气体在炉体I中逐渐上升，通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过空冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的钢板；焦油通过焦油回流装置9滴落至具有孔洞的焦油分配器10上，焦油分配器10为直径为150mm的钢板，孔洞的直径为2. 5mm。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11由长为500mm、直径为2mm的钢丝组成，两根钢丝之间的间隔为1_。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过锁气器4后进入清灰口 5，通过清灰口 5清理。实施例2如图I所示，经过预处理的玉米杆通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50 kg/h ;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 m3/h ;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;玉米杆在炉体I中燃烧发生裂解，生成混合气体；混合气体在炉体I中逐渐上升，通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过空 冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的镍板；焦油通过焦油回流装置9滴落至具有孔洞的焦油分配器10上，焦油分配器10为直径为150mm的石墨板，孔洞的直径为2. 5mm。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11由孔隙大小为6mm的镍网组成，镍网长500mm、宽10mm，镍网在焦油分配器10上的分布为每两片间隔2mm。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过锁气器4后进入清灰口 5，通过清灰口 5清理。实施例3如图2所示，经过预处理的棉花杆通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50 kg/h ;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 m3/h ;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;棉花杆在炉体I中燃烧发生裂解，生成混合气体。混合气体在炉体I中逐渐上升，通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过空冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的石墨板；焦油通过焦油回流装置9滴落至焦油分配器10上，焦油分配器10为孔隙3mm的石英网。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11为孔隙6mm的耐高温陶瓷网，耐高温陶瓷网长500 mm、宽10mm，在焦油分配器10上的分布为每两片间隔2mm。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过风室锁气器4后进入排灰口 12，排灰口 12装满灰分后，关闭风室锁气器4，通过压缩机14将排灰口 12中的气体交换，交换后的气体通过管线通入风室3中；气体交换后关闭压缩机14以及管线锁气器15，打开排灰口锁气器13，将排灰口 12中的灰分通过清灰口 5清理。实施例4如图2所示，经过预处理的树枝通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50kg/h ;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 m3/h ;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;树枝在炉体I中燃烧发生裂解，生成混合气体。混合气体在炉体I中逐渐上升，通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过空冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的耐高温陶瓷板；焦油通过焦油回流装置9滴落至焦油分配器10上，焦油分配器10为孔隙5mm的镍网。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11由长为500mm、内径为2mm、管壁为O. 5mm厚的石英管组成,两根石英管外壁之间间隔I. 5mm。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中,通过风室锁气器4后进入排灰口 12,排灰口 12装满灰分后,关闭风室锁气器4，通过压缩机14将排灰口 12中的气体交换，交换后的气体通过管线通入风室3中；气体交换后关闭压缩机14以及管线锁气器15，打开排灰口锁气器13，将排灰口 12中的灰分通过清灰口 5清理。实施例5、[0029]如图2所示，经过预处理的花生壳通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50 kg/h;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 m3/h;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;花生壳在炉体I中进行不充分燃烧，生成混合气体。混合气体在炉体I中逐渐上升，通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过空冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的石英板；焦油通过焦油回流装置9滴落至具有孔洞的焦油分配器10上，焦油分配器10为直径为150mm的耐高温陶瓷板，孔洞的直径为4mm。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11由长为500mm、直径为5mm的铁棒组成，两根铁棒间隔1_。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过风室锁气器4后进入排灰口 12，排灰口12装满灰分后，关闭风室锁气器4，通过压缩机14将排灰口 12中的气体交换，交换后的气体通过管线通入风室3中；气体交换后关闭压缩机14以及管线锁气器15，打开排灰口锁气器13，将排灰口 12中的灰分通过清灰口 5清理。实施例6如图2所示，经过预处理的麦杆通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50kg/h ;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 τα/h ;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;麦杆在炉体I中燃烧发生裂解，生成混合气体。混合气体在炉体I中逐渐上升，通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过水冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的钢板；焦油通过焦油回流装置9滴落至焦油分配器10上，焦油分配器10为孔隙4mm的铁网。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11由长为500mm、直径为2mm的石英丝组成，两根石英丝之间间隔1mm。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过风室锁气器4后进入排灰口 12，排灰口 12装满灰分后，关闭风室锁气器4，通过压缩机14将排灰口 12中的气体交换，交换后的气体通过管线通入风室3中；气体交换后关闭压缩机14以及管线锁气器15，打开排灰口锁气器13，将排灰口 12中的灰分通过清灰口 5清理。实施例7如图2所示，经过预处理的玉米杆、棉花杆、花生壳的混合材料通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50 kg/h ;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 m3/h ;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;玉米杆、棉花杆、花生壳的混合材料在炉体I中燃烧发生裂解,生成混合气体。混合气体在炉体I中逐渐上升,通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过水冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的铁板；焦油通过焦油回流装置9滴落至焦油分配器10上，焦油分配器10为孔隙4mm的耐高温陶瓷网。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11由长为500mm、直径为 5mm的石墨棒组成，两根石墨棒之间间隔2_。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过风室锁气器4后进入排灰口 12，排灰口 12装满灰分后，关闭风室锁气器4，通过压缩机14将排灰口 12中的气体交换，交换后的气体通过管线通入风室3中；气体交换后关闭压缩机14以及管线锁气器15，打开排灰口锁气器13，将排灰口 12中的灰分通过清灰口 5清理。实施例8如图2所示，经过预处理的麦杆、树枝、玉米杆的混合材料通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50 kg/h ;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 m3/h ;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;麦杆、树枝、玉米杆的混合材料在炉体I中进行不充分燃烧,生成混合气体。混合气体在炉体I中逐渐上升,通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过水冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的石墨板；焦油通过焦油回流装置9滴落至具有孔洞的焦油分配器10上，焦油分配器10为直径为150mm的耐高温陶瓷板，孔洞的直径为3mm。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11由长为500mm、内径为2mm、管壁为O. 5mm厚的钢管组成,两根钢管外壁之间间隔Imm0焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过风室锁气器4后进入排灰口 12，排灰口 12装满灰分后，关闭风室锁气器4，通过压缩机14将排灰口 12中的气体交换，交换后的气体通过管线通入风室3中；气体交换后关闭压缩机14以及管线锁气器15，打开排灰口锁气器13，将排灰口12中的灰分通过清灰口 5清理。实施例9如图2所示，经过预处理的树枝、花生壳混合材料通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50 kg/h ;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62m3/h ;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;树枝、花生壳混合材料在炉体I中燃烧发生裂解，生成混合气体；混合气体在炉体I中逐渐上升，通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过水冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的镍板；焦油通过焦油回流装置9滴落至具有孔洞的焦油分配器10上，焦油分配器10为直径为150mm的石英板，孔洞的直径为2. 5mm。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11为长500mm、宽IOmm的钢板，钢板在焦油分配器10上的分布为每两片间隔2mm。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过风室锁气器4后进入排灰口 12，排灰口 12装满灰分后，关闭风室锁气器4，通过压缩机14将排灰口 12中的气体交换，交换后的气体通过管线通入风室3中；气体交换后关闭压缩机14以及管线锁气器15，打开排灰口锁气器13，将排灰口 12中的灰分通过清灰口 5清理。实施例10如图2所示，经过预处理的麦杆、花生壳混合材料通过进料口 2进入气化炉炉体I中，进料速度为50 kg/h ;预热后的空气通过风室3加入气化炉炉体I中，进料速度为11. 62 m3/h ;气化炉炉体外径600mm,内径150mm,高6250mm ;玉米杆在炉体I中燃烧发生裂解，生成混合气体；混合气体在炉体I中逐渐上升，通过气体通道6至焦油回流装置9的上方。混合气体经过水冷装置8后，含有焦油的高沸点组分冷凝；冷凝后的混合气体通过气体采出口 7采出。含有焦油的高沸点组分回流至焦油回流装置9 ;焦油回流装置9为上口直径为600mm、下口直径为IOOmm的石英板；焦油通过焦油回流装置9滴落至具有孔洞的焦油分配器10上，焦油分配器10为直径为150mm的镍板，孔洞的直径为2. 5mm。焦油分配器10上的焦油滴落于下方悬挂的再裂解装置11上，再裂解装置11为长500mm、宽IOOmm的耐高温陶瓷板，耐高温陶瓷板在焦油分配器10上的分布为每两片间隔2mm。焦油在再裂解装置11上发生再裂解，同时吸附气化炉产生的灰分；再裂解生成的残渣及吸附的灰分掉落于风室3中，通过风室锁气器4后进入排灰口 12，排灰口 12装满灰分后，关闭风室锁气器4，通过压缩机14将排灰口 12中的气体交换，交换后的气体通过管线通入风室3中；气体交换后关闭压缩机14以及管线锁气器15，打开排灰口锁气器13，将排灰口 12中的灰分通过清灰口5清理。本实用新型的再裂解装置置于气化炉炉体内部，使热能利用充分；再裂解装置能有效清除燃气当中的焦油和灰分，增加燃气产量；再裂解装置的温度呈梯度变化，可以使再裂解过程具有选择性，再裂解更加充分；因此，本实用新型的气化炉不会发生堵塞现象，保证了气化炉的连续运转。本实用新型的气化炉采出的气体通过进一步的分离可以作为优质、清洁的可燃气使用；清灰口得到的再裂解生成的残渣及吸附的灰分可以作为一种优质的肥料使用。
权利要求1.一种再裂解除焦油的生物质气化炉，包括炉体，炉体由上炉体和下炉体组成，进料口位于下炉体的下部，气体采出口位于上炉体的顶部，下炉体的底部设有风室，所述风室下方设有风室锁气器，所述风室锁气器下方设有清灰口 ；所述气体采出口下方设有冷凝装置；所述冷凝装置下方设有焦油回流装置；所述焦油回流装置下方设有焦油分配器；所述焦油分配器下面设有再裂解装置。
2.根据权利要求I所述的再裂解除焦油的生物质气化炉，其特征在于所述焦油回流装置为漏斗形耐高温板，上宽下窄。
3.根据权利要求2所述的再裂解除焦油的生物质气化炉，其特征在于所述焦油分配器由具有孔洞的耐高温板或耐高温网构成。
4.根据权利要求3所述的再裂解除焦油的生物质气化炉，其特征在于所述焦油分配器下方含有气体通道连接于所述焦油回流装置上方。
5.根据权利要求4所述的再裂解除焦油的生物质气化炉，其特征在于所述再裂解装置由丝状、棒状、管状、板状或网状耐高温材料构成。
6.根据权利要求5所述的再裂解除焦油的生物质气化炉，其特征在于所述风室锁气器下方设有排灰口 ；所述排灰口下方设有排灰口锁气器；所述排灰口另设有管线与风室连通；所述管线上设有管线锁气器；所述排灰口外接压缩机；所述排灰口再与所述清灰口相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种再裂解除焦油的生物质气化炉，包括炉体，炉体由上炉体和下炉体组成，进料口位于下炉体的下部，气体采出口位于上炉体的顶部，下炉体的底部设有风室，所述风室下方设有风室锁气器，所述风室锁气器下方设有清灰口；所述气体采出口下方设有冷凝装置；所述冷凝装置下方设有焦油回流装置；所述焦油回流装置下方设有焦油分配器；所述焦油分配器下面设有再裂解装置。本实用新型的再裂解装置置于气化炉炉体内部，使热能利用充分；再裂解装置能有效清除燃气当中的焦油和灰分，增加燃气产量；再裂解装置的温度呈梯度变化，可以使再裂解过程具有选择性，再裂解更加充分。
文档编号C10J3/84GK202465615SQ20122007974
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者丁冉峰 申请人:北京金伟晖工程技术有限公司