专利名称：一种非对称结构的内循环生物质流化床气化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对生物质进行热解气化的装置。
背景技术：
我国生物质资源储量非常丰富，作为一种可再生能源，其利用能够减轻对化石燃料需求的压力，同时减缓温室效应。气化技术可将生物质转换为合成气，进行发电或合成液体燃料，成为当前生物质利用的重要技术之一。
现有的生物质气化炉主要包括有固定床、流化床、循环流化床等类型。其中，循环流化床技术因原料适应性强，处理规模大，应用范围广而颇受重视。循环泫化床一般分为外循环和内循环两种形式。外循环流化床是以高速气流和高循环倍率使固体沿循环回路作外循环，运行控制比较复杂，而且炉内磨损严重。内循环流化床主要采用多风室、不均匀布风的流化床流动特性，实现燃料燃尽，结构简单，运行操作方便。CN2487738Y公开了一种隔板式内循环流化床气化炉的技术方案，该气化炉通过在炉膛内设置隔板，同时调节隔板两侧风力分布板进内压力，使物料在两个反应区内循环流动，进行多次气化反应，提高气化率。两个反应区的流化风速比越大，内循环量也越大，但过大的风速会使高速反应区扬析夹带较大。CN1070038A公开的一种差速内循环的循环流化床锅炉，其循环流化床气化炉分为气固分离室、燃烧室和气化室等三室，通过在炉的下部设置向周围倾斜的布风板，来实现内循环气化，但其缺点是颗粒循环量不大。
发明内容
本发明的目的是针对现有循环流化床气化炉在进行生物质热解气化过程中所存在的问题，提出一种将外循环和内循环相结合，能加强床内颗粒的内循环，减轻外循环运行压力，实现燃料快速气化的非对称结构的内循环生物质流化床气化炉。
本发明所设计的流化床气化炉的结构包括炉体、旋风分离器和飞灰回流管，旋风分离器位于炉体的一侧，飞灰回流管由旋风分离器的下部接入炉体的燃烧室，其特征在于所说的炉体的下部构建倾斜壁面，形成一纵截面呈直角梯形的倒圆台形，使靠近旋风分离器的一侧形成一倾斜角a为60°～75°的隔墙，该隔墙的底面宽度L占炉体底部直径的1/4～1/3，并在该隔墙的墙体中形成一个垂直向下的排灰通道，位于炉体底部的布风分布板为一非对称的倒锥形结构，该非对称的倒锥形的顶点位于炉体的中轴部位，排渣口设于所说的倒锥形的锥顶部位，布风分布板上的风孔以以下变开孔率方式布设靠近旋风分离器一侧的布风分布板面上风孔的开孔率小于另一侧的布风分布板面上的风孔的开孔率。
在本发明的循环流化床气化炉结构中，所述的布风分布板按以下方案设置变开孔率在靠近旋风分离器一侧的布风分布板面上风孔的开孔率为3～5％，另一侧的布风分布板面上大风孔的开孔率为7～10％。
所述的布风分布板可采用高硅耐热球墨铸铁材料浇铸而成，再在其板面上钻孔加工。在布风分布板上靠近旋风分离器一侧的布风分布板面钻的风孔直径为3mm，另一侧的布风分布板面钻的风孔直径为5mm。
在本发明的循环流化床气化炉结构中，排灰口与排渣口分开，所述的排灰通道的直径为150～200mm，排渣口的直径为250～500mm。排渣口主要以排大块渣块为主，排渣口在布风分布板的最低部位以保证排出难排渣块；所述的排灰通道的高度至少为布风分布板直径的一倍，以保证炉内物料稳定。
本发明采用由外循环和内循环相结合的循环流化床炉型，通过在流化床反应炉底部设置非对称的锥形结构布风分布板，同时借助于布风板变开孔率设计，强化不均匀布风，加强炉内物料内循环流动，并结合气化炉的循环回路的外循环，可有效地实现生物质物料的快速气化。
本发明的这种非对称结构的内循环生物质流化床气化炉特别适用于含灰量较高、灰渣熔点较低的农业生物质废料，如谷壳、秸秆等转换为合成可燃气的利用。
图1表示本发明的非对称结构的内循环生物质流化床气化炉的整体结构图；具体实施方式
以下结合附图对本发明的非对称结构的内循环生物质流化床气化炉实施例的结构细节作进一步的详细说明。
本发明的非对称结构的内循环生物质流化床气化炉实施例的整体结构如图1所示，1为流化床气化炉炉体，在炉体的一侧设有旋风分离器2，旋风分离器2的下部有飞灰回流管3接入炉体的燃烧室。在炉体1的下部构建倾斜壁面，形成一纵截面呈直角梯形的倒圆台形，使在靠近旋风分离器的一侧形成一倾斜角约为70°的隔墙4，该隔墙4的底面宽度L约占炉体底部直径的1/3；在隔墙4中具有排灰通道5，直径为200mm，高度约为布风分布板6直径的1.5倍；布风分布板6位于炉体1的底部，为一非对称的倒锥形结构，7为排渣口，直径为250mm，在非对称的倒锥形的布风分布板6的锥顶部位，也位于炉体的中轴部位；布风分布板6采用高硅耐热球墨铸铁材料浇铸而成，在布风分布板6上钻有风孔，靠近旋风分离器2一侧的布风分布板面的风孔的直径为3mm，开孔率为4％，另一侧的布风分布板面的风孔的直径为5mm，开孔率为8％。本非对称结构的内循环生物质流化床气化炉运行时，由进料口8投入生物质物料，空气经布风分布板6鼓入炉内，由于布风分布板6的非对称结构和风孔的变开孔率设置，在炉内形成不均匀布风，使物料沿着隔墙4在炉内形成内循环流动，所产生的烟气从炉体1的上部流入旋风分离器2，旋风分离器2将烟气中的飞灰分离后，由上部输出燃气，飞灰则由飞灰回流管3回流入炉内，构成外循环。炉内燃烧所产生的小颗粒炉灰可从排灰通道5排出，而较大块的渣块可从排渣口7排出。
权利要求
1.一种循环流化床气化炉，包括炉体(1)、旋风分离器(2)和飞灰回流管(3)，旋风分离器(2)位于炉体的一侧，飞灰回流管(3)由旋风分离器(2)的下部接入炉体(1)的燃烧室，其特征在于所说的炉体(1)的下部构建倾斜壁面，形成一纵截面呈直角梯形的倒圆台形，使靠近旋风分离器(2)的一侧形成一倾斜角a为60°～75°的隔墙(4)，该隔墙(4)的底面宽度L占炉体底部直径的1/4～1/3，并在该隔墙(4)的墙体中形成一个垂直向下的排灰通道(5)，位于炉体(1)底部的布风分布板(6)为一非对称的倒锥形结构，该非对称的倒锥形的顶点位于炉体(1)的中轴部位，排渣口(7)设于所说的倒锥形的顶点部位，布风分布板(6)上的风孔以以下变开孔率方式布设靠近旋风分离器(2)一侧的布风分布板面上风孔的开孔率小于另一侧的布风分布板面上的风孔的开孔率。
2.根据权利要求1所说的循环流化床气化炉，其特征在于靠近旋风分离器(2)一侧的布风分布板面上风孔的开孔率为3～5％，另一侧的布风分布板面上大风孔的开孔率为7～10％。
3.根据权利要求1所说的循环流化床气化炉，其特征在于布风分布板(6)上靠近旋风分离器(2)一侧的布风分布板面的风孔的直径为3mm，另一侧的布风分布板面的风孔的直径为5mm。
4.根据权利要求1所说的循环流化床气化炉，其特征在于所说的排灰通道的直径为150～200mm，排渣口的直径为250～500mm。
5.根据权利要求1所说的循环流化床气化炉，其特征在于所说的排灰通道(5)的高度至少为布风分布板(6)直径的一倍。
全文摘要
本发明提供一种非对称结构的内循环生物质流化床气化炉，其结构包括炉体、旋风分离器和飞灰回流管，所说的炉体的下部构建倾斜壁面，形成一纵截面呈直角梯形的倒圆台形，使靠近旋风分离器的一侧形成一倾斜角a为60°～75°的隔墙，在隔墙上设有排灰通道，位于炉体底部的布风分布板为一非对称的倒锥形结构，在非对称的倒锥形锥顶部位设有排渣口，在布风分布板上设置变开孔率的风孔。本发明采用由外循环和内循环相结合的循环流化床炉型，通过在流化床反应炉底部设置非对称的锥形结构布风分布板和变开孔率设计，强化不均匀布风，加强炉内物料内循环流动，可有效地实现生物质物料的快速气化。
文档编号C10J3/56GK1597846SQ200410051078
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月16日 优先权日2004年8月16日
发明者吴创之, 赵增立, 郑舜鹏 申请人:中国科学院广州能源研究所