生物质气化炉炉底结构的制作方法
【专利摘要】一种生物质气化炉炉底结构，包括设置在气化炉底部的气化炉底座，所述气化炉底座中央设置有渣储存腔，所述气化炉底座顶部设置有罩住所述渣储存腔的多孔筛板，所述气化炉底座外壁设置有与所述渣储存腔相通的排渣口，所述气化炉底座外壁还设置有倾斜延伸至气化炉底座顶部的紧急排渣通道。本实用新型在生物质燃料高温气化过程中能实现底部下排渣，在紧急情况下能顺利排出熔融态渣甚至固态渣，紧急排渣操作方便、可靠，对炉体损伤小，气化炉转顺行时间短，确保气化炉长期稳定运行。
【专利说明】生物质气化炉炉底结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物质燃料气化领域，具体地指一种生物质气化炉炉底结构。
【背景技术】
[0002]在能源转换利用过程中，将可燃物所含的化学能通过燃烧、气化等方式转化为蒸汽、燃气、电能等二次能源，是人类利用能源的一种主要形式。随着可利用一次资源的逐渐短缺以及对环保要求的提高，新的技术工艺不断涌现，一些低热值的燃料也逐步被利用，包括煤矸石、农林废弃物、城市垃圾等，特别是生物质气化领域，当前，在生物质燃料的利用领域常用炉型有固定床、流化床两炉型，目前国内外能有效利用生物质气化的工艺处于初步阶段，而成熟可行的生物质气化工艺为外部热源高温气化工艺，但是该工艺外热源的存在需要高温液态排渣，而常规从侧面液态排高温渣的方式，经常带来劳动强度大，排渣工具高温下消耗量大，不易机械化的难题，因而存在经济性及运行性两方面缺点。
[0003]在生物质燃料气化利用领域，利用外部热源辅助气化是一种典型的高温气化工艺，它具有炉内反应温度高、燃料转化率高、成分好、操作简单可控、稳定性好的显著特点，但由于生物质燃料特性复杂，且生物质燃料种类繁多，在常规外热源气化工艺过程中，不可避免的会存在操作过程中炉内温度波动，局部受热不均，操作调整不及时，会存在燃料结渣、熔渣凝固等事故，严重时直接影响停炉。
[0004]对于常规固定床或流化床生物质气化炉一般采用固态排渣方式，而对于具有外热源的高温气化工艺，气化反应温度高达1300°C以上，反应温度超过了大部分灰分的软化温度，灰渣则出现熔聚现象，固态排渣就不易采用，液态排渣是高温气化炉排渣的必然趋势，而采用常规的从侧面液态排高温熔渣的方式劳动强度大，排渣工具高温下消耗量大，不易机械化，炉底易冻结。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的就是要提供一种生物质气化炉炉底结构，通过改进现有的气化炉炉底结构，解决在生物质燃料高温气化过程中正常运行时能顺利排出液态渣，出炉时仅需要捞出低温固态渣，且在紧急情况下能顺利排出熔融态渣，以此显著缩短气化炉调整时间，减少炉体损伤，确保气化炉稳定长周期运行。
[0006]为实现上述目的，本实用新型所设计的生物质气化炉炉底结构，包括设置在气化炉底部的气化炉底座，其特殊之处在于，所述气化炉底座中央设置有渣储存腔，所述气化炉底座顶部设置有罩住所述渣储存腔的多孔筛板，所述气化炉底座外壁设置有与所述渣储存腔相通的排渣口，所述气化炉底座外壁还设置有倾斜延伸至气化炉底座顶部的紧急排渣通道。
[0007]作为优选方案，所述渣储存腔顶部呈向下渐缩的喇叭口形。
[0008]作为优选方案，所述渣储存腔的容积占气化炉容积的0.5%?2%。
[0009]进一步地，所述渣储存腔底部铺设有一层防止粘渣的石英砂层。[0010]进一步地，所述多孔筛板呈平面板形或曲面拱形。
[0011]进一步地，所述多孔筛板的孔隙率为30?90%，孔径为15?60mm。
[0012]更进一步地，所述排渣口至少设置有2个，每个排渣口的口径为150?400mm，相对于气化炉底座均勻分布。
[0013]更进一步地，所述紧急排渣通道至少设置有4个，每个紧急排渣通道的口径为20?80mm,相对于气化炉底座均勻分布。
[0014]更进一步地，所述多孔筛板与气化炉底座为整体砌筑结构。
[0015]更进一步地，所述气化炉底座内设置有冷却水套。
[0016]本实用新型的优点在于:通过采用具有多孔结构的平板或拱形结构来作为气化炉炉底，在板顶处开设有周向的紧急排渣通道，多孔结构下方设置有熔渣或热渣的储存室和排渣孔，在生物质燃料高温气化过程中，能迅速将熔渣引出气化炉炉底，能实现底部下排渣，出炉时仅需要捞出低温固态渣；并且本新型气化炉底部排渣结构带有底部熔渣储存空间，不需要操作员时刻在炉底进行排渣操作，整体延长了排渣的周期，极大减少劳动强度，也减少排高温熔渣对排渣工具的消耗，也便于采用机械化操作，提高了整套系统的经济性，且大型化时能进行机械化排渣作业；在紧急情况下能顺利排出熔融态渣甚至固态渣，紧急排渣操作方便、可靠，对炉体损伤小，气化炉转顺行时间短，确保气化炉长期稳定运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为一种生物质气化炉炉底结构的主视结构示意图。
[0018]图2为一种生物质气化炉炉底结构的俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述:
[0020]如图1?2所示，本实用新型所设计的生物质气化炉炉底结构，包括设置在气化炉I底部的气化炉底座6，所述气化炉底座6中央设置有渣储存腔7，所述气化炉底座6顶部设置有罩住所述渣储存腔7的多孔筛板3，所述气化炉底座6外壁设置有与所述渣储存腔7相通的排渣口 5，所述气化炉底座6外壁还设置有倾斜延伸至气化炉底座6顶部的紧急排渣通道4。其中，所述渣储存腔7顶部呈向下渐缩的喇叭口形，所述渣储存腔7的容积占气化炉I容积的0.5%?2%。所述渣储存腔7底部铺设有一层防止粘渣的石英砂层。另外，所述多孔筛板3呈平面板形或曲面拱形，所述多孔筛板3的孔隙率为30?90%，孔径为15?60mmo
[0021]此外，所述排渣口 5至少设置有2个，每个排渣口 5的口径为150?400mm，相对于气化炉底座6均匀分布，所述紧急排渣通道4至少设置有4个，每个紧急排渣通道4的口径为20?80mm,相对于气化炉底座6均勻分布。
[0022]此外，所述多孔筛板3与气化炉底座6为整体砌筑结构，所述气化炉底座6内设置有冷却水套。
[0023]气化炉正常运行过程中，严格控制气化炉I炉底区域温度在1300°C以上，外部热源通过外部热源接口 2进入气化炉I炉底，为气化炉I炉底区域提供足够的反应热，生物质燃料可燃成分与床层物质在气化炉底部高温区进行剧烈反应，生成高品质合成气，而燃料灰分则在1500?170(TC高温下形成液态熔渣，熔渣逐步通过多孔筛板3流入渣储存腔7中，渣储存腔7具有一定的储存容积，能将多孔筛板3流下的熔渣汇聚，渣储存腔7底部垫有一层石英砂，熔渣断续的形成并逐步在渣储存腔7内的石英砂上冷却固化，在一段排渣周期内，通过排渣口 5从侧面将固化的生物质熔渣排出炉外，熔渣空冷后厂区处理，由于多孔筛板3及渣储存腔7的存在，生物质熔渣形成后，在外热源高温下必然会由多孔筛板3流下，不会在床层区形成聚集，不需要像常规侧面排渣气化炉一样时刻进行侧面捅渣，多孔筛板3保证底部生成的熔渣能不断的从床层区流入渣储存腔7，渣储存腔7具有一定储存容积，根据渣量及排渣间隔时间，可以确定底部排渣容积的大小。
[0024]另外，当气化炉I炉底区域温度失稳时，必须采取加大或减少外部热源的操作方法，确保底部温度回稳，当出现外热源设施故障，没有外热源供给的紧急情况时，气化炉I炉底内温度会逐步降低，必然会导致熔渣没有足够的过热温度，流动性变差，不易从多孔筛板3中流出，甚至会出现冻结而导致底板凝固，气化炉I炉底将失去原有的运行功能，当外部热源恢复正常后，常规气化炉由于侧壁排渣孔已经被熔渣冻结，冻结体积大，因而恢复过程非常困难，而此时可采用紧急排渣通道4，来实现外热源高温附近熔渣的排除，在外热源的作用下，新的熔渣将通过紧急排渣通道4逐步排除，热量会逐步向气化炉I炉底的多孔筛板3处扩展，最终实现将多孔筛板3上堵塞的熔渣完全熔化而排出的作用，实现气化炉快速顺行的目的，确保气化炉长期稳定运行。当外热源长时间得不到供应的情况下，应通过捅渣工具将紧急排渣通道和多孔底板通道打通，及时排出固态小颗粒灰渣，确保气化炉床层的稳定，为外部热源的检修增加时间保证，以此确保气化炉长期稳定运行。
[0025]气化炉底座6采用耐高温、耐侵蚀的耐火材料砌筑而成或采用带水冷套的嵌砖结构，以此降低高温熔渣对炉底的侵蚀影响，延长炉底使用寿命。多孔筛板3采用高强耐高温、耐侵蚀的耐火材料砌筑而成。其中，外部热源接口 2处采用多种热源形式，包括等离子、微波、激光、太阳聚焦等能产生高温的热源型式，以保证底部温度不低于1300°C。渣储存腔7的储存容积根据渣量及排渣间隔时间来确定。
【权利要求】
1.一种生物质气化炉炉底结构，包括设置在气化炉(I)底部的气化炉底座(6)，其特征在于:所述气化炉底座(6)中央设置有渣储存腔(7)，所述气化炉底座(6)顶部设置有罩住所述渣储存腔(7)的多孔筛板(3)，所述气化炉底座(6)外壁设置有与所述渣储存腔(7)相通的排渣口(5)，所述气化炉底座(6)外壁还设置有倾斜延伸至气化炉底座(6)顶部的紧急排渣通道(4)。
2.根据权利要求1所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述渣储存腔(7)顶部呈向下渐缩的喇叭口形。
3.根据权利要求1或2所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述渣储存腔(7)的容积占气化炉(I)容积的0.5%?2%。
4.根据权利要求1或2所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述渣储存腔(7)底部铺设有一层防止粘渣的石英砂层。
5.根据权利要求1或2所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述多孔筛板(3)呈平面板形或曲面拱形。
6.根据权利要求1或2所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述多孔筛板(3)的孔隙率为30?90%，孔径为15?60mm。
7.根据权利要求1或2所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述排渣口(5)至少设置有2个，每个排渣口(5)的口径为150?400mm，相对于气化炉底座(6)均匀分布。
8.根据权利要求1或2所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述紧急排渣通道(4)至少设置有4个，每个紧急排渣通道(4)的口径为20?80mm，相对于气化炉底座(6 )均匀分布。
9.根据权利要求1或2所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述多孔筛板(3)与气化炉底座(6)为整体砌筑结构。
10.根据权利要求9所述的生物质气化炉炉底结构，其特征在于:所述气化炉底座(6)内设置有冷却水套。
【文档编号】C10J3/74GK203569051SQ201320722796
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月15日 优先权日:2013年11月15日
【发明者】张岩丰, 张亮, 夏明贵, 林文 申请人:武汉凯迪工程技术研究总院有限公司