生物质气化炉烟气自净化工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属锅炉烟气净化技术，具体是生物质气化炉烟气自净化工艺。
【背景技术】
[0002]生物质热解气是利用生物质原料通过密闭缺氧，采用干溜热解法及热化学氧化后产生的一种可燃气体，含有一氧化碳、氢气、甲烷、烃等，除含有上述可燃气体外，还含有氮、二氧化碳和颗粒物，燃烧后随着烟气排放污染环境，因此生物质气需净化成为洁净燃气后方可安全使用。传统的热解气净化一般采用旋风分离、静电捕集、冷凝脱水、喷淋水洗等方法，不但结构复杂、占地面积大、运行费用高、易造成二次污染，同时因为在净化过程中热解气温度骤然降低使燃气中的焦油凝结成液体析出从而降低了热解气的发热量，还会结焦，堵塞、腐蚀管道和燃气具孔眼。生物质热解气燃烧后产生的颗粒物主要由以下途径产生:
[0003]1.目前普遍使用的上吸式固定床气化炉具有投资小、能量利用充分、气化效率高、燃气热值较高、燃气带灰少等优点，但由于气化炉进料点正好是燃气出口位置，而且进料口高于出气口，进料时由于原料互相摩擦碰撞产生碎肩随燃气排出进入炉头燃烧，燃烧后形成生物质灰随烟气排出；
[0004]2.由于进料不均衡，炉内燃料层位过低时不能有效过滤燃气，气化炉氧化层燃烧时产生的生物质灰随燃气排出；
[0005]3.由于在传统的净化过程中热解气温度骤然降低使燃气中焦油凝结后随燃气进入炉头燃烧，形成炭黑微粒随烟气排出。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供生物质气化炉烟气自净化工艺。
[0007]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0008]1.生物质气化炉烟气自净化工艺，是通过生物质气化炉烟气自净化工艺装置进行以下操作:
[0009]I)生物质燃料从进料管进入生物质气化炉内，进料时由于原料互相摩擦碰撞产生的碎肩在沉降区内吸收生物质燃料干燥过程产生的水蒸汽而迅速沉降。
[0010]2)从保温层内抽取的高温空气作为催化剂从空气入口送进气化炉底部，生物质燃料在生物质气化炉(I)的氧化区内燃烧裂解生成生物质气；生物质气向上方流动，经炉内燃料层过滤后从生物质气出口排出依次进入第一旋风分离器、第二旋风分离器进行二级净化，积灰经旋风分离器底部灰出口沉降到积灰箱内；经第一旋风分离器、第二旋风分离器进行二级净化后的生物质气进入沉降室进行三级净化。
[0011]3)经三级净化后的生物质气从燃气管道排出进入炉头，经过设在炉头内的叶片旋流器将生物质气与高温助燃气管道从保温层内抽取的高温助燃空气充分混合后形成高温燃气，从燃气出口喷入锅炉炉膛内燃烧。
[0012]2.生物质气化炉烟气自净化工艺装置，由生物质气化炉、第一旋风分离器、第二旋风分离器、沉降室、炉头、积灰箱和保温层构成，所述生物质气化炉、第一旋风分离器、第二旋风分离器、沉降室、积灰箱设置在保温层内。
[0013]所述生物质气化炉设有进料管、生物质气出口、沉降区和空气入口 ；所述第一旋风分离器和第二旋风分离器分别设有生物质气进口、生物质气出口和底部灰出口 ；所述沉降室上部设有生物质气进口和下部设有净化后的生物质气出口 ；所述保温层靠沉降室处设有高温助燃空气管道。
[0014]所述炉头由叶片旋流器构成，所述叶片旋流器一端是高温燃气出口、另一端与燃气管道连接；所述燃气管道上设有高温助燃空气进口和高温生物质燃气进口。
[0015]所述生物质气化炉的生物质气出口与第一旋风分离器的生物质气进口连接；所述第一旋风分离器的生物质气出口与第二旋风分离器的生物质气进口连接；所述第二旋风分离器的生物质气出口与沉降室的生物质气进口连接；沉降室的生物质气出口通过燃气管道与炉头的高温燃气进口连接；保温层的高温助燃空气管道与炉头的高温助燃空气进口连接。
[0016]本发明优点:
[0017]1.利用高温区的高热空气作为热解催化剂，提高生物质的裂解反应温度，生物质燃料在氧化区内以1100°C?1300°C、气化当量比0.26的高温欠氧氛围中燃烧，生成的氮氧化物极少；生物质气经气化炉内的燃料层过滤后灰尘含量很低，气体含尘主要由于进料时原料互相摩擦碰撞产生的碎肩造成，本系统进料产生的碎肩在沉降区内吸收干燥区中燃料干燥过程产生的水蒸汽而迅速沉降，从而减少气体含尘量，再经系统净化后的生物质燃气燃烧后排放的烟气符合GB13217-2014《锅炉大气污染物排放标准》中的新建燃气锅炉排放限值:颗粒物20mg/m3、氮氧化物200mg/m3、二氧化硫50mg/m3、林格曼黑度I级。
[0018]2.由于旋流炉头将生物质气与高温助燃空气充分混合，高温燃气中的焦油不会析出而充分燃烧，燃烧时火焰温度达到1100°C?1300°C，焦油裂解过程中激烈反应产生自由基团还原烟气中的氮氧化物，进一步减少氮氧化物的排放量；在最大限度地利用了生物质气发热量的同时还不会造成锅炉换热面结焦，保证锅炉出力。
【附图说明】
[0019]图1是本发明生物质气化炉烟气自净化系统装置的结构示意图。
[0020]图中:气化炉1、进料管2、沉降区3、烟气出口 4、第一旋风分离器5第二旋风分离器6、沉降室7、炉头8、燃气管道9、空气入口 10、保温层11、高温助燃气管道12、积灰箱13。
[0021]图2是本发明生物质气化炉烟气自净化系统装置的炉头结构示意图。
[0022]图中:叶片旋流器8-1、高温燃气出口 8-2、高温助燃空气进口 8-3、生物质燃气进口 8-4、燃气管道9、高温助燃空气管道12。
[0023]图3是本发明生物质气化炉烟气自净化系统装置炉头叶片旋流器的结构示意图。
[0024]图中:叶片旋流器8-1。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体使用对本发明作进一步描述。
[0026]1.生物质气化炉烟气自净化工艺，是通过生物质气化炉烟气自净化工艺装置进行以下操作:
[0027]I)生物质燃料从进料管2进入生物质气化炉I内，进料时由于原料互相摩擦碰撞产生的碎肩在沉降区3内吸收生物质燃料干燥过程产生的水蒸汽而迅速沉降。
[0028]2)从保温层11内抽取的高温空气作为催化剂从空气入口 10送进气化炉底部，生物质燃料在生物质气化炉I的氧化区内燃烧裂解形生成生物质气；生物