专利名称：一种生物质气化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物质气化技术领域，特别涉及一种生物质气化炉。
背景技术：
我国正面临着严重的能源供应以及其使用所带来的环境问题，节能减排、开发绿色能源的任务艰巨。随着化石燃料的匮乏，煤炭、石油天然气价格飙升，能源问题必将给我国经济和社会发展带来巨大的压力，因此减少对化石燃料的依赖，大力开发可再生能源，是我国急需解决的重大问题。生物质气化技术将生物质资源转化为高品位能源加以利用，对缓解能源紧张，改善生态环境起到重要作用。现有生物质气化炉存在着以下问题:1、现有大多数生物质固定床气化炉的配风方式是空气直接从炉体上部或下部加入，空气经燃料间的缝隙进入氧化区。由于料层堆积状况的不均匀性引起氧化区供风不均匀，造成局部氧量不足或过量，从而造成燃气中焦油含量高或结渣。2、现有生物质固定床气化炉大多为震动或旋转炉排结构，炉排往往工作在高温区域，易发生变形或烧损，造成气化炉运行不稳定，维修工作量大。
3、因受到炉排结构的限制，气化炉难以实现大型化。授权公开号为CN10654629A的中国发明专利公开了一种生物质气化炉，生物质原料和气化剂由气化炉顶部加入，在炉内发生热解及气化反应生成燃气，燃气中的焦油经裂解区裂解后在引风机的负压抽送作用下排出气化炉，减少了燃气中焦油的含量，提高了燃气品质；完成反应的生物质灰渣则由拨灰机构排入灰室。但是拨灰机构工作在高温区域，易发生烧损和变形，影响气化炉运行的稳定性，按该种结构设计的气化难以实现大型化。授权公开号为CN101624538A的中国发明专利公开了一种生物质气化炉，气化剂由旋流器加入气化炉，在一定程度上降低了燃气中焦油含量，但是旋风器出风口直接与高温生物质原料接触，气化剂无法均匀的穿透料层，导致旋流器附近区域氧气量过剩，区域温度超出生物质灰的结渣温度，系统不能连续稳定的运行，难以满足大规模工业化应用的需求。
发明内容
本发明提供一种生物质气化炉，可将干燥、热解、气化、部分氧化和裂解在同一反应器内复合，实现生物质气化过程的参数控制和集成优化，采用该种结构设计的气化炉具有气化效率高、焦油含量低、运行稳定、负荷适应能力强、原料适应性广等特点。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案:所述气化炉由内筒体、外筒体和灰室组成；所述内筒体由储料室、喉口和直段组成，外筒体侧壁上部安装若干个燃气出口，灰室底部安装螺旋输送机和排灰管组成的排灰装置；所述储料室作为生物质的干燥区，温度为80 300°C;喉口为生物质的热解、气化区，温度为500 700°C ;直段作为部分氧化、焦油裂解和二次反应区，其中直段中上部温度为700 1100°C、中下部温度为600 1000°C 次空气和二次空分别由储料室顶部和二次空气管加入，生物质自储料区顶部加入，生物质与空气在内筒体内与发生热化学反应，生成的燃气在引风机的负压抽送作用下依次经灰室、内筒体和外筒体间的间隙、燃气排出管后排出气化炉。所述储料室截面为矩形，储料室的高度与直段高度的比值大于等于1，储料区截面积与直段截面积的比值大于2。所述燃气排出管的个数大于等于2，燃气排出管安装于外筒体侧壁上部的两边。所述螺旋输送机的个数至少为2个，每个螺旋输送机上设置至少2个排灰管。
图1是本发明一种生物质气化炉的结构示意图。附图标记说明:I为储料室，2为二次空气管，3为外筒体，4为喉口，5为直段，6为灰室，7为螺旋输送机，8为排灰管，9为燃气排出管，10为引风机。
具体实施例方式下面结合 附图与具体实施方式
对本发明内容做进一步的说明。本发明一种生物质气化炉的结构示意图如图1所示，主要包括储料室1、二次空气管2、外筒体3、喉口 4、直段5、灰室6、螺旋输送机7、排灰管8、燃气排出口 9、引风机10。如图1所示，本发明一种生物质气化炉，所述气化炉包括储料室1、喉口 3和直段4组成的内筒体、和内筒体间隔一定距离地包围在内筒体外的外筒体2、以及安装于外筒体2底部的灰室5组成。所述的外筒体2上部侧壁上设置若干个燃气排出管8，所述的外筒体2底部安装有螺旋输送机 6和排灰管7组成的排灰装置。实施例1储料室高度为4m，直段高度为2m，储料室截面积和直段截面分别为16m2、lm2，生物质原料为稻壳。生物质稻壳和常温空气自储料室I加入，在150°C的温度下实现预干燥，干燥后的稻壳在喉口 3处发生热解反应生成燃气和焦油，喉口 3处的温度为632°C，生成的燃气和焦油进入直段4发生部分氧化和裂解反应，直段4中上部温度为913°C、中下部温度为805°C，燃气在引风机的负压抽送作用下由设置于外筒体2侧壁上部的燃气排出管8排出，完成气化反应的灰渣在重力作用下进入灰室5，并由灰室5底部设置的2台螺旋输送机6排出，燃气的成分为 C0-16.93%, H2-10.20%, CH4_4.01%, CO2-1l.23%, Ν2_42.22%, H2O-14.83、CnHm-0.58%，燃气中焦油含量为23mg/Nm3，气化效率为79%。实施例2储料室高度为3.5m，直段高度为1.5m，储料室截面积和直段截面分别为9m2、
0.8m2,生物质原料为稻壳。
生物质稻壳和常温空气自储料室I加入，在143°C的温度下实现预干燥，干燥后的稻壳在喉口 3处发生热解反应生成燃气和焦油，喉口 3处的温度为586°C，生成的燃气和焦油进入直段4发生部分氧化和裂解反应，直段4中上部温度为963°C、中下部温度为835°C，燃气在引风机的负压抽送作用下由设置于外筒体2侧壁上部的2个燃气排出管8排出，完成气化反应的灰渣在重力作用下进入灰室5，并由灰室5底部设置的2台螺旋输送机 6 排出，燃气的成分为 C0-18.99%, H2-10.51%, CH4_4.13%, CO2-10.01%, N2-40.56%,H20-15.21、CnHm-0.59%，燃气中 焦油含量为21mg/Nm3，气化效率为79%。
权利要求
1.一种生物质气化炉,其特征在于:所述气化炉由内筒体、外筒体和灰室组成；所述内筒体由储料室、喉口和直段组成，外筒体侧壁上部安装若干个燃气出口，灰室底部安装螺旋输送机和排灰管组成的排灰装置；所述储料室作为生物质的干燥区，温度为80 300°C;喉口为生物质的热解、气化区，温度为500 700°C ;直段作为部分氧化、焦油裂解和二次反应区，其中直段中上部温度为700 1100°C、中下部温度为600 1000°C;—次空气和二次空分别由储料室顶部和二次空气管加入，生物质自储料区顶部加入，生物质与空气在内筒体内与发生热化学反应，生成的燃气在引风机的负压抽送作用下依次经灰室、内筒体和外筒体间的间隙、燃气排出管后排出气化炉。
2.如权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于储料室截面为矩形，储料室的高度与直段高度的比值大于等于1，储料区截面积与直段截面积的比值大于2。
3.如权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于燃气排出管的个数大于等于2，燃气排出管安装于外筒体侧壁上部的两边。
4.如权利要求1所述的一种生物质气化炉，其特征在于螺旋输送机的个数至少为2个，每个螺旋输送机上设置至少2个排灰管。
全文摘要
本发明公开一种生物质气化炉，该气化炉包括储料室、喉口和直段组成的内筒体、和内筒体间隔一定距离地包围在内筒体外的外筒体、以及安装于外筒体底部的灰室组成。所述的外筒体上部侧壁上设置若干个燃气排出管，所述的外筒体底部安装有螺旋输送机和排灰管组成的排灰装置，一次空气和二次空分别由储料室顶部和二次空气管加入。本发明将干燥、热解、气化、部分氧化和裂解在同一反应器内复合，实现生物质气化过程的参数控制和集成优化，采用该种结构设计的气化炉具有气化效率高、焦油含量低、运行稳定、负荷适应能力强、原料适应性广等特点，可广泛应用于发电、工业窑炉、集中供气等领域。
文档编号C10J3/58GK103205282SQ20131012015
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者张守军, 鲁万宝, 赵成武, 胡鹏 申请人:合肥德博生物能源科技有限公司