一种制取低温、低焦油燃气的生物质气化装置的制作方法

本发明涉及生物质能源利用技术领域，具体涉及一种制取低温、低焦油燃气的生物质气化装置。

背景技术：

生物质气化是一种在气化装置中进行干燥、热解、氧化和还原，将固体燃料变成气体燃料的热化学处理技术。

生物质气化装置目前主要有固定床和流化床两大类型，流化床气化炉反应速度快、处理料量大，对原料的规格、均匀度要求高，设备投资和运行成本较高，适合大型化生产；固定床气化炉结构简单、造价低、易操作，对原料适应性强。

固定床气化炉主要有上吸式和下吸式两种基本形式，下吸式气化炉中的燃气自上而下流动，与上吸式气化炉相比，气化强度低、单台炉的规模小，燃气中的粉尘含量高，容易堵塞管道与输送风机，限制了其应用范围；上吸式气化炉的燃气在炉内由下而上流动，与料层进行换热、干燥的同时被过滤净化，降低了燃气中的粉尘含量，目前得到了广泛的应用。

公开号为cn103173251a的专利文献公开了“一种用于生物质固定床气化炉的自除焦油的方法”，其方法为将上吸式气化炉分为炉内的反应段及炉顶上部的除焦油段，在除焦油段内设置有两个冷凝筒，在冷凝筒内部设有密集的冷却管束，冷凝筒与冷却管束间组成燃气通道，与炉内反应段相通，冷却管束内部及冷凝筒外部通入循环冷却水，对进入燃气通道的燃气进行换热降温，使燃气中的焦油冷凝析出，附着于冷却管管束及冷凝筒内壁上，重新回流到炉内反应段的料层上，从而达到去除燃气中焦油的目的，运行过程中冷却管管束及冷凝筒上的焦油与粉尘的混合物随着时间的延续会不断地增厚，会将冷凝筒内的燃气通道堵塞，所以要经常向冷却管管束通入水蒸气，加热燃气通道来融化清理焦油。

上述的这种除焦油方法在实际运行过程中存在着以下问题：①随着运行时间的延长，除焦油段的燃气阻力会不断地增加，使气化炉的燃气负荷调节能力逐渐变差，满足不了生产用气的负荷变化要求；②向冷却管管束通入水蒸气来融化清理焦油时，不仅耗时长而且也无法检查燃气通道焦油的清理效果，因此保证不了气化炉的大负荷稳定运行。

技术实现要素：

针对上述现有技术的问题，本发明提供一种制取低温、低焦油燃气的生物质气化装置，可将燃气的温度控制在200℃以内，并使燃气中的焦油和灰分得到有效的分离和净化。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种制取低温、低焦油燃气的生物质气化装置，包括低温燃气的上吸式气化炉、燃气净化装置和沉淀水池；低温燃气的上吸式气化炉包括炉体和中心筒体，燃气净化装置为喷淋塔与惯性分离器串联的组合体，炉体包括上段炉体和下段炉体，上段炉体和中心筒体为水腔结构，下段炉体为耐火材料制成，下段炉体的底部设有炉排和排灰装置，中心筒体的上端伸出炉顶，并设有进料口和焦油进口，上段炉体与中心筒体之间构成燃气的集气区，集气区的顶部设有出气口，出气口通过出气管路与喷淋塔进口相连通；燃气净化装置的底部设有排水管，排水管插入沉淀水池的液面中，沉淀水池设有带循环水泵的循环管路，循环管路与喷淋塔的喷淋装置相连接，沉淀水池的底部设有带阀门的排放管，排放管与中心筒体的焦油进口相连通。

作为本发明的一种改进，所述的燃气净化装置的底部为上宽下窄的斜锥体，在斜锥体的底部设有排水口，所述的排水管与排水口相连接。

作为本发明的一种改进，所述的沉淀水池的底部为上宽下窄的锥体，在锥体的底部设有排放口，所述的排放管与排放口相连接。

优选的，所述的沉淀水池的排放口与所述的中心筒体的焦油进口具有足够的高度差，沉淀水池的焦油能自动流向中心筒体。

作为本发明的一种改进，所述的上段炉体与中心筒体的冷却水为强制循环，并与所述的炉体外的冷却塔系统相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的生物质气化装置为低温燃气的上吸式气化炉，通过控制进料的水分和选取适当的炉膛高度，使集气区的粗燃气温度<200℃，将热解过程中产生的气态焦油大部分凝结为液态吸附在料层中，以降低燃气中的焦油含量。

2、通过集气区内的上段炉体及中心筒体的循环冷却水对粗燃气进行冷却，进一步降低了粗燃气的温度，使燃气中的焦油冷凝析出回流到料层中，完成了对粗燃气的一次净化。

3、由喷淋塔与惯性分离器串联组合的燃气净化装置运行稳定、净化效率高，对粗燃气进行二次净化，进一步提高了燃气品质，保证了用气设备的安全，沉淀水池中的焦油通过排放管回流炉内重新气化，操作简单、方便，输送效率高。

4、采用低温燃气的上吸式气化炉不但降低了燃气管道、阀门及输送风机等的投资成本，而且对原料的水分波动适应性强，使原料的采购更加方便、容易，降低了运行成本。

附图说明

图1是本发明的生物质气化装置的结构示意图；

附图标记说明：1-低温燃气的上吸式气化炉；101-上段炉体；102-下段炉体；2-中心筒体；3-集气区；4-燃气净化装置；5-喷淋塔；6-惯性分离器；7-排水管；8-喷淋装置；9-沉淀水池；10-循环水泵；11-循环管路；12-排放管；13-阀门；14-出气口；15-出气管路；16-喷淋塔进口；17-惯性分离器出口；18-进料口；19-炉排；20-排灰装置；21-排放口；22-排水口；23-焦油进口；24-喷淋塔出口；

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，一种制取低温、低焦油燃气的生物质气化装置，包括低温燃气的上吸式气化炉1、燃气净化装置4和沉淀水池9。上吸式气化炉1主要由上段炉体101、下段炉体102及炉内的中心筒体2组成。燃气净化装置4为喷淋塔5与惯性分离器6串联的组合体。上吸式气化炉1的上段炉体101和中心筒体2均为水腔结构，内部的冷却水为强制循环，并与炉体外的冷却塔系统相连接，上段炉体101的顶面(即炉顶)封闭，中心筒体2的上端伸出炉顶，并在顶端设置进料口18，在侧壁设置焦油进口23。下段炉体102则为耐火材料制成，下段炉体102的底部设有炉排19和排灰装置20，具体构造为现有技术，在此不再赘述。上段炉体101与位于炉膛的中心筒体2之间构成燃气的集气区3，集气区3的顶部(即炉顶)设有出气口14，出气口14通过出气管路15与喷淋塔进口16相连通。燃气净化装置4的底部设有排水管7，排水管7插入沉淀水池9的液面中，沉淀水池9设有带循环水泵10的循环管路11，循环管路11与喷淋装置8相连接，可将沉淀水池9上部的循环水泵入喷淋装置8进行喷淋。沉淀水池9的底部设有带阀门13的排放管12，排放管12与中心筒体2的焦油进口23相连通。

燃气净化装置4的底部为上宽下窄的斜锥体，并在斜锥体的底部设有排水口22，与排水管7相连接。沉淀水池9的底部为上宽下窄的锥体，并在锥体的底部设有排放口21，与带阀门13的排放管12相连接。沉淀水池9的排放口21与中心筒体2的焦油进口23设有足够的高度差，以便沉淀水池9的焦油能自动流向中心筒体2的焦油进口23。喷淋塔5、惯性分离器6和沉淀水池9的具体构造均为现有技术，在此不再赘述。

本发明的具体工作过程如下：

生物质原料由进料口18送入低温燃气的上吸式气化炉1内，控制原料的水分和选取适当的炉膛高度，空气从炉排19的下方送入进行热解气化，气化产生的燃气在炉内由下向上流动，依次经过氧化、还原、裂解、干燥，使到达集气区3的粗燃气温度＜200℃，热解过程中产生的气态焦油大部分凝结为液态吸附在料层中，集气区3的粗燃气通过上段炉体101及中心筒体2与其内部的循环冷却水进行换热冷却，进一步降低了粗燃气的温度，促使粗燃气中的焦油继续冷凝析出留在炉内，一次净化的燃气由出气口14通过出气管路15及喷淋塔进口16进入喷淋塔5，与喷淋装置8的雾化水充分混合接触，进一步去除燃气中的焦油、灰分，净化的燃气通过喷淋塔出口24进入惯性分离器6进行气、水分离，分离的水分及喷淋塔5产生的焦油水通过排水管7排入沉淀水池9中，二次净化的燃气通过惯性分离器出口17进入用气设备；沉淀水池9沉淀的焦油和灰分通过带阀门13的排放管12定时排放到炉内与生物质原料混合气化，沉淀后的循环水由循环水泵10重新送入喷淋装置8，使低温、低焦油燃气的生物质气化装置保持高效、稳定地运行。

上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。