本实用新型涉及生物质气化领域，特别是涉及一种集净化和余热利用功能的生物质气化用下吸式固定床系统。
背景技术：
生物质作为重要的可再生能源，具有分布广泛、储量巨大以及二氧化碳“零排放”等优点，因此越来越受到关注。生物质气化技术是生物质能源利用的主要途径之一，其主要是在一定的热力学条件下，借助气化剂的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体。生物质气化系统是生物质气化技术的核心部分，目前市场上应用较多的生物质气化系统主要可分为上吸式固定床系统、下吸式固定床系统和流化床系统。其中下吸式固定床具有焦油含量低的优点，但同时也存在以下问题：
(1)所得燃气中灰的含量高，后续净化处理复杂；
(2)燃气出口温度高达800-900℃，热利用率低；
(2)对原料水分要求严苛，要求水分低于20％，限制原料适用范围，增加原料预处理成本；
(3)气化剂采用环形进风，易出现布风不均的现象。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型提供了集净化和余热利用功能的生物质气化用下吸式固定床系统，其能够降低下吸式固定床燃气中灰的含量，充分利用燃气余热，减少燃气出口温度，同时降低系统对原料水分要求。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
提供集净化和余热利用功能的生物质气化用下吸式固定床系统，其包括干燥装置、热解装置和气化装置，所述干燥装置下端的出料口与所述热解装置上端的进料口之间设有第一输送装置，所述热解装置下端的出料口与所述气化装置上端的进料口之间设有第二输送装置；所述干燥装置外侧套有可与所述干燥装置进行热交换的第一旋风装置，所述热解装置外侧套有可与所述热解装置进行热交换的第二旋风装置，所述第一旋风装置和第二旋风装置下方均设有灰箱；所述气化装置下端一侧设有起始燃气出口，所述起始燃气出口通过燃气通道与所述第二旋风装置上端切向连通，所述第二旋风装置下端通过燃气通道与所述第一旋风装置上端切向连通，所述第一旋风装置下端一侧设有最终燃气出口。
所述干燥装置用于生物质原料的干燥，所述热解装置用于原料的热解，所述气化装置用于原料与气化剂的氧化还原反应生成生物质燃气。生物质原料在所述干燥装置中进行干燥后进入所述热解装置内进一步加热，经过干燥及热解的生物质原料进入所述气化装置内与气化剂反应，生成低焦油的生物质燃气，燃气温度高达800-900℃。
所述第一旋风装置和所述第二旋风装置一方面用于热交换，一方面用于燃气除尘。从气化装置出来的高温燃气切向进入第二旋风装置上端，燃气螺旋下降，燃气内的灰在离心力作用下从燃气中分离，收集于灰箱内；燃气螺旋下降，延长燃气在所述热解装置外侧的停留时间，以便进一步换热；从第二旋风装置出来的燃气温度降至600℃。来自第二旋风装置的燃气切向进入第一旋风装置，燃气中的灰进一步分离，收集于灰箱中；燃气与干燥装置中的物料进一步换热，使得最终燃气出口处的燃气温度为 350-400℃。
所述干燥装置使原料在进入气化装置之前单独进行干燥且排出水分，降低了下吸式固定床系统对原料水分的要求，扩宽了原料的适用范围。可根据原料水分，适当的延长原料在干燥装置的中的停留时间，确保干燥装置出口的原料水分低于20％。
进一步地，所述干燥装置上端设有水蒸气输出管道，所述水蒸气输出管道末端连接有排气风机，以提供一种水分排出的方式。
进一步地，所述气化装置上端设有用于气化剂进风的风箱，所述的风箱底部均匀分布有与所述气化装置连通的进风孔，使得气化剂布风均匀。更进一步地，所述风箱一侧连接有提供气化剂的气化风机。
进一步地，所述气化装置下端设有炉排，所述炉排下方设有出渣口。
进一步地，所述干燥装置上端设有进料输送装置。
进一步地，所述进料输送装置、所述第一输送装置和所述第二输送装置均是螺旋输送装置。
进一步地，所述灰箱上设有阀门，用于控制灰箱收集第一旋风装置和所述第二旋风装置底部聚集的灰尘。
本实用新型能够取得以下有益效果：
(1)本实用新型的系统包括干燥装置，生物质原料在干燥装置中单独完成干燥过程，原料水分在进入热解装置、气化装置前已排出，降低了下吸式固定床系统对原料水分的要求，扩宽了原料的适用范围；
(2)气化装置产生的高温高灰的燃气，通过在第一旋风装置和第二旋风装置与物料的热交换，并旋风除尘，最终获得了低灰低温的燃气，提高了系统的热效率，降低了后续净化系统的工作难度；
(3)气化装置的上部设置风箱，风箱底部均匀布置进风孔，使得气化剂布风均匀，缓解了固定床内部反应不均的问题。
附图说明
图1是本实用新型的集净化和余热利用功能的生物质气化用下吸式固定床系统的结构示意图。
图中：1-干燥装置，2-热解装置，3-气化装置，4-第一输送装置，5- 第二输送装置，6-第一旋风装置，7-第二旋风装置，8-灰箱，9-起始燃气出口，10-最终燃气出口，11-水蒸气输出管道，12-排气风机，13-风箱， 14-气化风机，15-炉排，16-出渣口，17-进料输送装置，18-阀门。
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所示的集净化和余热利用功能的生物质气化用下吸式固定床系统，包括干燥装置1、热解装置2和气化装置3，所述干燥装置1下端的出料口与所述热解装置2上端的进料口之间设有第一输送装置4，所述热解装置2下端的出料口与所述气化装置3上端的进料口之间设有第二输送装置5。
所述干燥装置1外侧套有可与所述干燥装置1进行热交换的第一旋风装置6，所述热解装置2外侧套有可与所述热解装置2进行热交换的第二旋风装置7，所述第一旋风装置6和第二旋风装置7下方均设有灰箱8；所述气化装置3一侧设有起始燃气出口9，所述起始燃气出口9通过燃气通道与所述第二旋风装置7上端切向连通，所述第二旋风装置7下端通过燃气通道与所述第一旋风装置6上端切向连通，所述第一旋风装置6下端一侧设有最终燃气出口10。
所述干燥装置1上端设有水蒸气输出管道11，所述水蒸气输出管道11 末端连接有排气风机12。
所述气化装置3上端设有用于气化剂进风的风箱13，所述的风箱底部均匀分布有与所述气化装置3连通的进风孔。所述风箱11一侧连接有提供气化剂的气化风机14。
所述气化装置3下端设有炉排15，所述炉排15下方设有出渣口16。
所述干燥装置1上端设有进料输送装置17。所述进料输送装置17、所述第一输送装置4和所述第二输送装置5均是螺旋输送装置。所述灰箱8 上还设有阀门18。
本实用新型工作时，生物质原料通过进料输送装置17送入干燥装置1 中，原料在干燥装置1中与第一旋风装置6中螺旋下降的燃气换热，水份蒸发后的水蒸气由排气风机12抽出。在干燥装置1中进行干燥后通过第一输送装置4进入热解装置2内进一步加热，经过干燥及热解的生物质原料通过第二输送装置5进入气化装置3内，气化风机16将气化剂输送至风箱 13中，气化剂通过均匀分布的进风孔进入气化装置3内，与生物质原料反应，得到燃气，在起始燃气出口9处燃气温度高达800-900℃。
高温燃气通过燃气通道切向进入第二旋风装置7，燃气螺旋下降，燃气的灰在离心力作用下自燃气中分离，灰收集于灰箱8内；燃气螺旋下降与热解装置2换热，从第二旋风装置7出来的燃气温度降至600℃。接着，燃气切向进入第一旋风装置6，燃气螺旋下降，燃气的灰在离心力作用下自燃气中分离，灰收集于灰箱8内；燃气螺旋下降与干燥装置1换热，最终燃气出口10的燃气温度降至350-400℃。
本实用新型具有净化和余热交换功能，提高了燃气品质及系统热效率，简化了燃料后续处理工艺。
显然，上述具体实施方式是为说明本实用新型的例子之一，但不局限于本实用新型实施方式，可以在上述说明的基础上做出其他形式上的变化或替代，而这些改变或者替代也将包含在本实用新型确定的保护范围之内。