本实用新型涉及生物质气化领域，尤其是涉及一种生成低焦油生物质燃气的上吸式固定床系统。
背景技术：
上吸式固定床气化装置的工作原理是：生物质原料由上吸式固定床上部加入，靠重力向下移动，空气自下部进入，向上经过各反应层，燃气从上部排出。进入气化装置的原料遇到上升的热气流，干燥、热解，析出挥发分，余下的木炭再与空气发生氧化和还原反应。进入气化装置的空气首先与木炭发生氧化反应，反应温度上升至1000℃以上，然后通过还原层生成含CO和H2等可燃气体后，进入热解层，与热解层析出的挥发分混合成为粗燃气。由于焦油未经过高温层再次裂解，所以粗燃气中焦油含量较多。粗燃气中的焦油是燃气在供热、发电等应用方面的主要限制因素。
降低焦油含量的方法有化学法和物理法，其中化学法分为催化裂解和热裂解。利用炭来催化焦油裂解，属于降低焦油含量的方法之一。在实际应用过程中，使用炭来催化裂解焦油存在以下问题：(1)需要独立制备用于催化焦油裂解的炭，增加了成本；(2)炭催化裂解焦油时，要求温度高于1000℃。
技术实现要素：
为了克服上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种上吸式固定床系统，其能够生成低焦油生物质燃气，并充分利用余热。
本实用新型采用的技术方案是：
提供一种生成低焦油生物质燃气的上吸式固定床系统，包括上吸式固定床气化装置、裂解装置、换热器和预热器；所述上吸式固定床气化装置上端设有第一进料口和第一燃气出口，下端设有第一出料口；所述裂解装置上端设有第二进料口、燃气风箱以及与燃气风箱连接的燃气入口，下端设有第二出料口和第二燃气出口；所述第一出料口与所述第二进料口之间设有螺旋输送装置，所述第一燃气出口和所述燃气入口之间设有第一燃气通道，所述第二燃气出口和所述预热器之间设有第二燃气通道，所述第一燃气通道和所述第二燃气通道与换热器连通并可在换热器内间接换热；所述上吸式固定床气化装置下端设有风室，所述裂解装置中间设有环形风箱；所述所述预热器上设有气化剂输送管道，所述气化剂输送管道在出口处分成上支管道和下支管道，所述上支管道与所述风室连接，所述下支管道与所述环形风箱连接。
生物质原理从第一进料口进料，气化剂经上支管道进入风室，生物质原料与气化剂在所述上吸式固定床气化装置内进行反应，所述上吸式固定床气化装置根据实际反应情况由下至上分成还原区、氧化区、热解区和干燥区，所述上吸式固定床气化装置产生350-400℃的粗燃气。
粗燃气由第一燃气通道输送，经换热器换热后，再经燃气风箱进入裂解装置；同时上吸式固定床气化装置的炭经螺旋输送装置送至裂解装置，作为裂解催化剂。气化剂由环形风箱进入裂解装置，与炭反应，维持裂解装置内温度不低于1000℃，裂解装置产生800-850℃的净燃气。
净燃气由第二燃气通道输送，在换热器内与粗燃气进行热交换，粗燃气温度升至700℃；净燃气在预热器中与气化剂进行热交换，将气化剂的温度升至200℃以上。最终排出的净燃气温度降至150℃以下。
进一步地，所述螺旋输送装置是耐温1000℃以上的耐高温材料制成的装置。所述的裂解装置的筒体设置有耐火绝热层，减少系统的散热。
进一步地，所述换热器包括壳程和管程，所述第一燃气通道与管程连通，所述第二燃气通道与壳程连通，提高系统热交换效率。
本实用新型能够取得以下有益效果：
(1)由上吸式固定床气化装置给裂解装置输送炭，对粗燃气内的焦油进行催化裂解，有效降低了焦油含量，且无需单独制备炭，降低了生产成本；
(2)通过换热器、预热器的设置，充分利用了裂解后净燃气的余热，节能环保。
附图说明
图1为本实用新型一种生成低焦油生物质燃气的上吸式固定床系统的结构示意图。
图中，1-上吸式固定床气化装置，11-第一进料口，12-第一燃气出口，13-第一出料口，14-第一燃气通道，15-风室；2-裂解装置，21-第二进料口，22-燃气风箱，23-燃气入口，24-第二出料口，25-第二燃气出口，26-第二燃气通道，27-环形风箱；3-换热器；4-预热器；41-气化剂输送管道，411-上支管道，412-下支管道；5-螺旋输送装置。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
如图1所示的一种生成低焦油生物质燃气的上吸式固定床系统，包括上吸式固定床气化装置1、裂解装置2、换热器3和预热器4；所述上吸式固定床气化装置1上端设有第一进料口11和第一燃气出口12，下端设有第一出料口13；所述裂解装置2上端设有第二进料口21、燃气风箱22以及与燃气风箱22连接的燃气入口23，下端设有第二出料口24和第二燃气出口25；所述第一出料口13与所述第二进料口21之间设有螺旋输送装置5，所述第一燃气出口12和所述燃气入口23之间设有第一燃气通道14，所述第二燃气出口25和所述预热器4之间设有第二燃气通道26，所述第一燃气通道14和第二燃气通道26与换热器3连通并可在换热器3内间接换热。
所述上吸式固定床气化装置1下端设有风室15，所述裂解装置2中间设有环形风箱27。所述所述预热器4上设有气化剂输送管道41，所述气化剂输送管道41在出口处分成上支管道411和下支管道412，所述上支管道411与所述风室15连接，所述下支管道412与所述环形风箱27连接。
所述螺旋输送装置5是耐温1000℃以上的耐高温材料制成的装置。所述的裂解装置2的筒体设置有耐火绝热层。
所述换热器3包括壳程和管程，所述第一燃气通道14与管程连通，所述第二燃气通道26与壳程连通。
本实用新型工作时，生物质原料进入上吸式固定床气化装置1，气化剂空气自上吸式固定床气化装置1的风室15进入，气化剂与生物质原料反应，生物质原料在上吸式固定床气化装置1自上而下经历干燥、热解、还原、氧化过程，生成350～400℃粗燃气。
粗燃气经换热器3后温度升至700℃，进入裂解装置2的燃气风箱23；上吸式固定床气化装置1底部的炭经过炉排排出，经螺旋输送装置5送至裂解装置2内形成裂解层。粗燃气自上而下穿过裂解层裂解焦油，生成800～850℃的净燃气。
净燃气经过换热器3后温度降至400℃，后进入预热器4与气化剂换热温度降至150℃以下。气化剂经预热器4后温度升至200℃以上，一部分作为气化剂送至上吸式固定床气化装置1底部，一部分作为助燃空气送至裂解装置2的环形风箱27与部分炭反应放热维持裂解装置2温度不低于1000℃。
经本实用新型公开的上吸式固定床气化系统所生成的生物质燃气焦油含量低，可很好的应用于供热、发电；且充分利用余热，节能环保。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也不超出本实用新型保护的范围。