一种可实现生物质燃气炉内高效净化的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物质能源领域，特别是一种可实现生物质燃气炉内高效净化的装置及方法。
【背景技术】
[0002]生物质气化技术是生物质能高效利用的一种方式。生产的生物质燃气可有效替代传统化石能源，广泛应用在工业及民用供热领域，缓解当前传统化石能源短缺和环境污染带来的压力。其基本过程包括:生物质通过热化学转化为生物质燃气，生物质燃气经除尘除焦设备进行净化，生物质燃气经管道输送至供热设备(锅炉、窑炉)燃烧加以利用。
[0003]生物质是一种碳水有机化合物，从工业组成上看，含氧量高，挥发分多；加上生物质本身机械强度不高，易破碎，易产生粉尘。在生物质气化过程中，高挥发分裂解不完全，会产生大量的焦油，同时，生物质在气化床层的移动、反应过程中，会产生一定的尘灰、炭灰等颗粒物。高温条件下，焦油呈气态，可与颗粒物一起输送。但在常温条件下，焦油会冷凝，与尘灰、炭灰等包裹形成焦结物，输送过程燃气温度下降时，焦结物会粘附内壁，堵塞管道，清理困难。生物质燃气在终端使用之前需要进行除尘除焦净化，以保证气体系统的安全稳定使用。
[0004]传统的方法是高温除炭灰(旋风分离器)后，再在较低温度下采用喷淋塔净化焦油或者通入裂解器进一步裂解焦油。通常，存在2个问题，第一，旋风分离器只能去除较大的颗粒，对于细小炭颗粒无法去除，除尘效率有限；第二，喷淋净化会产生大量的焦油废水，裂解器需要外部热源加热或者通入催化剂，不实用。
【发明内容】
[0005]为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可实现生物质燃气炉内高效净化的装置，从而提供易处理的洁净生物质燃气。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
一种可实现生物质燃气炉内高效净化的装置，包括反应炉，所述反应炉设有反应区、净化通道和燃气出口，所述反应区的底部出口与净化通道底部的入口连通，所述燃气出口位于净化通道的顶部，所述净化通道内设有雾化喷淋装置，所述雾化喷淋装置的喷雾方向与净化通道的燃气流向相反。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述燃气出口处设有测温器。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述反应区由筒状的夹套围成，所述夹套位于反应炉中部并两端开口，上端开口为进料端，下端开口连通净化通道，所述夹套外壁与反应炉内壁围成净化通道。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述夹套上设有进风单元，所述进风单元将气化介质从反应炉外引入反应区。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述进风单元包括安装在夹套上的风箱，连接风箱的风嘴和进风管，所述进风管穿过反应炉外壁，所述风嘴位于反应区内。
[0011 ] 作为上述技术方案的进一步改进，所述雾化喷淋装置环绕在夹套外周。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述反应炉的底部设有炉排和灰室，所述炉排位于反应区下方，所述灰室连接炉排并位于炉排下方。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述夹套上方密封连接有进料系统。
[0014]本发明还提供一种生物质燃气高效净化的方法，其采用的技术方案是:
一种生物质燃气炉内高效净化的方法，包括以下步骤:
a.生物质原料在反应区反应后产生高温生物质燃气及残炭；
b.高温生物质燃气之后在净化通道中上升并与雾化喷淋装置喷射的雾化水逆流接触，燃气中的尘灰及焦油与雾化水一起被沉降在高温的残炭中发生重整反应；
c.净化后的燃气从燃气出口排出。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，通过检测燃气出口的燃气温度控制雾化喷淋装置的喷淋量。
[0016]本发明的有益效果是:本发明将雾化喷淋装置集成至反应炉内，其喷出的雾化水与在净化通道中上升的高温生物质燃气逆流接触，一方面黏附灰尘达到除尘效果，另一方面吸附焦油，并且焦油与水雾沉降在高温残炭中发生重整反应，同时还能对燃气降温；本发明的装置既可去除绝大部分尘灰及大量焦油，同时一定程度提升生物质燃气的品质，实现后端生物质燃气处理及应用的稳定、便捷。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
[0018]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A向的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示的可实现生物质燃气炉内高效净化的装置，包括一个反应炉1，反应炉I内被分为反应区和净化通道2，反应炉I上部还设置有燃气出口 3。其中，反应区为生物质原料与气化介质反应的区域，生物质燃气在该区域中产生。反应区的底部出口与净化通道2底部的入口连通，燃气出口 3位于净化通道2的顶部，因此生物质燃气生成后从反应区进入净化通道2并上升至燃气出口 3后排出。净化通道2中设有雾化喷淋装置，该雾化喷淋装置的喷雾方向与净化通道2的燃气流向相反，即朝向下，生物质燃气气流与喷雾呈逆流状。
[0020]优选的，燃气出口 3处设有测温器，测温器为测温热电偶10，用于检测经净化的生物质燃气温度，并依据该温度控制雾化喷淋装置的喷淋量。
[0021]在本实施例中，反应区由一个圆筒状的夹套4围成。夹套4位于反应炉I中部并两端开口，上端开口为进料端，用于投入生物质原料，夹套4外壁与反应炉I内壁围成净化通道2，夹套4下端开口连通净化通道2。如图1所示，生物质原料在夹套4中与气化介质反应，产生的燃气经过一个拐角后进入净化通道2，而反应后的残炭、灰渣从夹套4下端开口落下并积聚在反应炉I底部，并且由于高温燃气的不断流动，在夹套4下方形成一个温度在500°C以上的高温区。
[0022]优选的，夹套4上设有进风单元，进风单元将气化介质从反应炉I外引入反应区。该进风单元包括安装在夹套4上的风箱5，连接风箱5的风嘴6和进风管7，进风管7穿过反应炉I外壁，风嘴6位于反应区内。进风管7有4?6