一种旋转式破拱、高料层上吸式生物质热解气化炭气联产装置的制作方法

本实用新型涉及生物质热解气化领域，具体涉及一种旋转式破拱、高料层上吸式生物质热解气化炭气联产装置。

背景技术：

随着社会的高速发展，能源需求也越来越多，但传统化石能源(煤、石油、天然气) 储量日益减少，且具有较大的污染，不能满足社会发展的需要，因而迫切需要寻找新的替代 能源。生物质具有分布广、可持续供应、转化方便等特点，十分适合我国的国情，具有较好的应用前景。另外，随着国家对环境污染治理力度的加大，生物质炭的需求量越来越大，目前市场上的生物质多为土法烧炭、污染严重、资源浪费，现有的炭气联产设备多为间歇生产、容量都较小、效率低，大容量的生物质炭气联产技术就是在这一背景下开发的。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种旋转式破拱、高料层上吸式生物质热解气化炭气联产装置。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种旋转式破拱、高料层上吸式生物质热解气化炭气联产装置，包括进料设备、炉体、燃气除尘和输送设备，进料设备和炉体通过进料密封阀连接，燃气除尘和输送设备通过位于炉体上部的燃气出口与炉体连通，燃气除尘和输送设备的一端通过湿式放空阀与空气连通，另一端通过用户供气阀与锅炉连接；所述炉体包括含有原料匀布器的上炉体、含有旋转破拱机构的中段旋转炉体、含有旋转炉排的下炉体以及与下炉体连通的出炭机构，上炉体、中段旋转炉体和下炉体依次活动连接且密封。

优选地，所述进料设备包括依次连接的上料皮带、炉前料斗和螺旋输送机。

优选地，所述旋转破拱机构包括上部托辊、破拱弧板、转动机构和下部托辊；上部托辊和下部托辊分别成对设置于中段旋转炉体外部，多个破拱弧板分别设置于中段旋转炉体内壁上，转动机构设置于上部托辊和下部托辊之间。

优选地，所述旋转炉排为层式旋转炉排。

优选地，所述出炭机构包括锥形炭室、一级出炭水冷螺旋、过渡水冷炭仓和二级出炭水冷螺旋；锥形炭室的出口与一级出炭水冷螺旋的入口相连，一级出炭水冷螺旋与过渡水冷炭仓通过一级密封旋转阀相连，过渡水冷炭仓的出口与二级出炭水冷螺旋的入口相连，二级出炭水冷螺旋的另一端通过二级密封旋转阀密封，二级密封旋转阀还设有排料出口。

优选地，所述燃气除尘和输送设备包括依次连通的炭灰旋风分离器、炭灰仓、炭灰螺旋，以及与下炉体相连通的鼓风机、与炭灰旋风分离器相连通的热燃气风机，炭灰旋风分离器与燃气出口相连通，炭灰螺旋的另一侧通过炭灰密封阀密封，炭灰密封阀还设有排料出口。

本实用新型的有益效果在于：

本装置中段旋转炉体上无规则布置若干耐高温破拱弧板，炉体旋转时不规则破拱弧板对生物质原料产生挤压力，这样物料下移过程中就形成不了架桥与穿孔；同时中段炉体旋转方向与层式炉排旋转方向相反，对物料形成扭转剪力，也可以破坏物料架桥与穿孔；上、下部托辊用于调整中段旋转同轴度，避免旋转炉体挤压物料偏心卡死，保证平稳运行；空气由鼓风机通过管道经锥型炭室送到层式旋转炉排下方，通过层式旋转炉排均匀进入炉排上方与生物质炭燃烧反应。通过炉体中段旋转与层式旋转炉排相结合克服了生物质原料容易架桥的缺陷，提高物料层，延长物料在干馏区的滞留时间，使生物质挥发份转化为固定碳和小分子气体，减少热解气中大分子焦油的产率，大幅提高热解气化的效率和产品质量，提高生物质热解气化联产炭气的规模。该装置直径3～5米、高度6-10米，处理原料达到6t/h，产炭1.5t/h，同时产蒸汽15t/h。

附图说明

图1为本实用新型一种旋转式破拱、高料层上吸式生物质热解气化炭气联产装置的示意图；

图2为本实用新型一种旋转式破拱、高料层上吸式生物质热解气化炭气联产装置中炉体的放大示意图。

附图标记：

1000，进料设备；1100，进料密封阀；1200，上料皮带；1300，炉前料斗；1400，螺旋输送机；

2000，炉体；2100，上炉体；2110，原料匀布器；2120，燃气出口；2200，中段旋转炉体；2210，旋转破拱机构；2211，上部托辊；2212，破拱弧板；2213，转动机构；2214，下部托辊；2300，下炉体；2310，旋转炉排；2400，出炭机构；2410，锥形炭室；2420，一级出炭水冷螺旋；2421，一级密封旋转阀；2430，过渡水冷炭仓；2440，二级出炭水冷螺旋；2441，二级密封旋转阀；

3000，燃气除尘和输送设备；3100，炭灰旋风分离器；3200，炭灰仓；3300，炭灰螺旋；3310，炭灰密封阀；3400，鼓风机；3500，热燃气风机；3600，湿式放空阀；3700，用户供气阀。

具体实施方式

为更好理解本实用新型，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述，以下实施例仅是对本实用新型进行说明而非对其加以限定。

装置结构：

如图1所示，一种旋转式破拱、高料层上吸式生物质热解气化炭气联产装置，包括进料设备1000、炉体2000、燃气除尘和输送设备3000，进料设备1000和炉体2000通过进料密封阀1100连接，燃气除尘和输送设备3000通过位于炉体2000上部的燃气出口2120与炉体2000连通，燃气除尘和输送设备3000的一端通过湿式放空阀3600与空气连通，另一端通过用户供气阀3700与锅炉连接。

进料设备1000包括依次连接的上料皮带1200、炉前料斗1300和螺旋输送机1400。

如图2所示，炉体2000包括含有原料匀布器2110的上炉体2100、含有旋转破拱机构2210的中段旋转炉体2200、含有旋转炉排2310的下炉体2300以及与下炉体2300连通的出炭机构2400，上炉体2100、中段旋转炉体2200和下炉体2300依次活动连接且密封。下炉体2300中的旋转炉排2310为层式旋转炉排。

旋转破拱机构2210包括上部托辊2211、破拱弧板2212、转动机构2213和下部托辊2214；上部托辊2211和下部托辊2214分别成对设置于中段旋转炉体2200外部，多个破拱弧板2212分别设置于中段旋转炉体2200内壁上，转动机构2213设置于上部托辊2211和下部托辊2214之间。

出炭机构2400包括锥形炭室2410、一级出炭水冷螺旋2420、过渡水冷炭仓2430和二级出炭水冷螺旋2440；锥形炭室2410的出口与一级出炭水冷螺旋2420的入口相连，一级出炭水冷螺旋2420与过渡水冷炭仓2430通过一级密封旋转阀2421相连，过渡水冷炭仓2430的出口与二级出炭水冷螺旋2440的入口相连，二级出炭水冷螺旋2440的另一端通过二级密封旋转阀2441密封，二级密封旋转阀2441还设有排料出口。

燃气除尘和输送设备3000包括依次连通的炭灰旋风分离器3100、炭灰仓3200、炭灰螺旋3300，以及与下炉体2300相连通的鼓风机3400、与炭灰旋风分离器3100相连通的热燃气风机3500，炭灰旋风分离器3100与燃气出口2120相连通，炭灰螺旋3300的另一侧通过炭灰密封阀3310密封，炭灰密封阀3310还设有排料出口。

工作原理和方法：

生物质原料通过上料皮带1200送到炉前料斗1300，再通过螺旋输送机1400、经进料密封阀1100及原料匀布器2110均匀进入炉体2000；原料逐步下移，通过中段旋转炉体2200的旋转破拱机构2210进入下炉体2300，在下移的过程中进行一系列的热物理、化学反应变化，生成可燃气和生物质炭，反应所需热量由旋转炉排2310下方通入的空气与适量生物质炭燃烧提供，空气是由鼓风机3400通过管道经锥型炭室2410送到旋转炉排2310下方，空气通过旋转层间和周边均匀上升到炉排上部。

层式旋转炉排2310的设计保证了空气均匀分布燃烧均匀；中段旋转炉体2200在转动机构2213的带动和上部托辊2211、下部托辊2214的调节下，与旋转炉排2310呈相反方向旋转，同时生物质原料在破拱弧板2212的挤压下进入下炉体（2300），保证了生物质原料均匀下移过程中不架桥、穿孔。炉体中段可以做的很高，比目前产品加长二倍以上，保证物料在热解干馏短的时间，使得大部分挥发份转化为炭和小分子气体，提高生物质炭的收率，减少燃气中焦油组分的含量，降低出炉气的温度。

生物质原料经热解生成的生物质炭通过层式旋转炉排2310排入与下炉体2300连接的水冷锥型炭室2410，再经一级出炭水冷螺旋2420、一级密封旋转阀2421、过渡水冷炭仓2430、二级出炭水冷螺旋2440和二级密封旋转阀2441排出炉室收集。

生物质原料经热解生成的可燃气，自炉下而上从燃气出口2120排出，其动力来自于炉前空气鼓风机3400和炉后热燃气风机3500，燃气中少量的炭灰经炭灰旋风分离器3100分离到炭灰仓3200，炭灰经炭灰螺旋3300、炭灰密封阀3310排出，燃气与炭灰分离后经热燃气风机3500加压后通过用户供气阀3700送入锅炉燃烧；若热燃气风机3500出现故障，开启湿式放空阀3600，排出可燃气。

以上所述实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。