一种生物质气化炉气化处理设备及处理方法与流程

文档序号:13295071阅读:606来源:国知局

本发明涉及气化炉技术领域,

尤其是,本发明涉及一种生物质气化炉气化处理设备及处理方法。



背景技术:

随着传统化石能源(煤、石油、天然气)储量的日益减少,以及由于使用化石能源带来的环境污染问题,直接威胁着人类的生存和发展,重视和发展可再生、环保能源已成为各国政府的共识。生物质是植物通过光合作用生成的有机物质,其分布广泛、可利用量大、较化石能源清洁,具有二氧化碳零排放的特征,是一种重要的可再生能源。通过热化学、生物化学等方法,能够将生物质转变为清洁的气体或液体燃料,用以发电、生产工业原料、化工产品等,具有全面替代化石能源的潜力,成为世界各国优先发展的新能源。

将生物质转变为清洁气体或液体燃料的方法很多,在这其中生物质气化技术与其它技术相比能够适应生物质的种类更加宽广,且具有很强的扩展性。生物质的气化过程是一种热化学过程,是生物质原料与气化剂(空气、氧气、水蒸气、二氧化碳等)在高温下发生化学反应,将固态的生物质原料转变为由碳、氢、氧等元素组成的碳水化合物的混合气体的过程,该混合气体通常被称为合成气。气化过程产生的合成气组成随气化时所用生物质原料的性质、气化剂的类别、气化过程的条件以及气化炉的结构不同而不同。气化的目标在于尽量减少生物质原料和气化剂的消耗量以及合成气中的焦油含量,同时最大化系统的气化效率、碳转化率以及合成气中有效成分(co和h2)的含量。影响气化目标的因素很多,包括气化工艺所使用的气化炉的类型、气化剂的种类、生物质原料的粒径、气化压力和温度、生物质原料中含有的水分和灰份等。

例如中国专利发明公开公报cn101818080a提供了一种通过热解将生物质制造合成气的工艺方法及系统,步骤是:1)物质原料预处理;2)采用生物质快速热解技术对生物质原料热解,热解床的产物为热解气和炭粉;3)通过旋风分离器将热解气与炭粉、固体热载体分离;4)通过固固分离器将炭粉与固体热载体分离,炭粉通入炭粉料仓收集,固体热载体在载体加热流化床被加热后,再送入热解床循环利用;5)生成的热解气送入冷凝罐喷淋冷凝,热解气中可凝部分冷凝生成生物燃油,生成的生物燃油经高压油泵增压后通入气化炉气化;6)不凝热解气一部分进入燃烧床与空气燃烧,另一部分进入热解床作为流化介质。

但是这种气化工艺仍然存在以下缺点:第一、结构过于单一,原料和产物的处理度不够;第二、能量浪费较大,热效率和转化率不高。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述气化工艺存在的缺陷,提供一种结构简单,气液循环使用,利用率高,且便于控制的生物质气化炉气化处理设备及处理方法。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种生物质气化炉气化处理设备,包括气化炉、冷却室、加压装置和设置于所述气化炉下方的鼓风装置,所述气化炉包括内炉体和外炉体,内炉体和外炉体之间形成夹层空间,冷却室内设置有用于方便冷却水流动的冷却管,加压机通过回流管与冷却管和夹层空间相连,所述内炉体通过气体导出管与冷却室连接。

优选地,所述加压机包括用于将水从夹层空间内吸出的吸入室和用于将水加压导入至冷却管的导出室。

优选地,所述冷却管为金属管。

优选地,所述鼓风装置包括与所述冷却室连接的水蒸气收集器和与所述水蒸气收集器相连的鼓风机。

优选地,所述水蒸气收集器中设有用于将水加热气化为水蒸气的加热管。

本发明还涉及采用上述一种生物质气化炉气化处理方法,包括:进行原料气化时,进行气体流动处理和水循环处理。

优选地,气体流动处理和水循环处理为同时进行。

优选地,气体流动处理具体为:

s11:鼓风器向气化炉内鼓入气体;

s12:生成的气体导入至冷却室进行气体冷却;

s13:气体中冷却产生的水流回鼓风机。

优选地,水循环处理具体为:

s21:冷却水导入至冷却管中对高温气体进行冷却;

s22:产生高温水流至气化炉再利用;

s23:加压装置将气化炉中的水抽出,加压流回至冷却管中。

优选地,步骤s22中,气化炉包括内炉体和外炉体,高温水流至内炉体和外炉体之间的夹层空间,对炉壁进行温度控制。

本发明一种生物质气化炉气化处理设备及处理方法有益效果在于:结构简单,气液循环使用,利用率高,且便于控制。

附图说明:

图1为本发明一个实施例的结构示意图;

其中:1、气化炉,11、内炉体,12、外炉体,13、夹层空间,2、冷却室,21、冷却管,22、气体导出管,3、加压装置,31、回流管,32、吸入室,33、导出室,4、鼓风装置,41、水蒸气收集器,42、鼓风机,43、加热管。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明:

具体实施方式:

实施例一:如附图1所示,仅为本发明的其中一个实施例,一种生物质气化炉气化处理设备,包括气化炉1、冷却室2、加压装置3和设置于所述气化炉1下方的鼓风装置4,所述气化炉1包括内炉体11和外炉体12,内炉体11和外炉体12之间形成夹层空间13,冷却室2内设置有用于方便冷却水流动的冷却管21,加压机3通过回流管31与冷却管21和夹层空间13相连,所述内炉体11通过气体导出管22与冷却室21连接。

结合上述装置,首先是水的循环处理:

上述装置中,所述加压机3包括用于将水从夹层空间13内吸出的吸入室32和用于将水加压导入至冷却管21的导出室33。

上述装置中,所述冷却管21为金属管。

冷却水流到金属的冷却管21中,由于金属导热性强,对冷却管外的高温气体进行热交换,冷却水温度变高,此时高温水导出会很浪费,那么将高温水导入至内炉体11和外炉体12之间形成夹层空间13,对气化炉1的炉体炉壁进行温度控制,延长气化炉1的使用寿命,当温控水温度下降时,加压机3中的吸入室32将夹层空间13中的水吸出,然后导入至导出室33,导出室33加压之后将水导入至冷却管21,继续为高温气体进行热交换。

接下来是,空气的流动处理:

上述装置中,所述鼓风装置4包括与所述冷却室2连接的水蒸气收集器41和与所述水蒸气收集器41相连的鼓风机42。

上述装置中,所述水蒸气收集器41中设有用于将水加热气化为水蒸气的加热管43。

鼓风装置4将气体鼓入气化炉1,为气化炉1中原料气化提供条件,在高温高压下,气化产生的气体导入至冷却室2,在冷却室2中的冷却管21处,与冷却管21中的冷却水进行热交换,然后气体冷却下来,分离出的水由冷却室2下方流入水蒸气收集器41,在加热管43的作用下变为蒸汽,在鼓风机42的作用下,再次鼓入气化炉1内。

这里将水蒸气鼓入气化炉1内,作用还有:水蒸气比普通气体为原料气化提供更好的环境。而且避免浪费。

实施例二:本发明还涉及采用上述一种生物质气化炉气化处理设备的设备

一种生物质气化炉气化处理方法,包括:进行原料气化时,进行气体流动处理和水循环处理。

上述方法中,气体流动处理和水循环处理为同时进行。

上述方法中,气体流动处理具体为:

s11:鼓风器向气化炉内鼓入气体;

s12:生成的气体导入至冷却室进行气体冷却;

s13:气体中冷却产生的水流回鼓风机。

上述方法中,水循环处理具体为:

s21:冷却水导入至冷却管中对高温气体进行冷却;

s22:产生高温水流至气化炉再利用;

s23:加压装置将气化炉中的水抽出,加压流回至冷却管中。

上述方法中,步骤s22中,气化炉包括内炉体和外炉体,高温水流至内炉体和外炉体之间的夹层空间,对炉壁进行温度控制。

本发明一种生物质气化炉气化处理设备及处理方法结构简单,气液循环使用,利用率高,且便于控制。

本发明不局限于上述具体的实施方式,本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围。

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