一种自供热生物质气化装置及油气联产系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物质热化学转化领域，特别是一种自供热生物质气化装置及油气联产系统。
【背景技术】
[0002]生物质热解气化技术是生物质能热化学转化的重要技术方向，其可生产出热力、电力、液体燃料、气体燃料等品位较高的二次能源，能广泛应用于工业及民用领域，可替代传统化石燃料，一定程度缓解当前传统化石能源短缺和环境污染带来的压力。
[0003]目前，生物质热解气化技术在工业上的应用方式基本为:单独热解技术、单独气化技术、两者的简单先后组合。生物质单独热解技术属于强制热解，可实现生物质的充分热解，可降低产品的分离难度，但需要外部提供热源。生物质单独气化技术使用气化介质作反应剂，可实现自供热，热解依靠氧化层提供的热量自发进行，由于氧化层厚度一定，生物质热解不完全，大部分挥发分无法释放而在还原区反应，会产生许多焦油，给后续的分离净化过程增加难度。
[0004]而上述两者的简单组合虽然在一定程度上综合了两者的优势，但在工业上仅等同于两套设备的运行，会增加运行的设备投资和管理成本。
【实用新型内容】
[0005]为了克服上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种节约成本的自供热生物质气化装置。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]一种自供热生物质气化装置，包括反应炉和燃烧炉，所述反应炉内由上至下依次分为热解区、氧化区和还原区，所述热解区设有通至反应炉外部的热解气出口，所述还原区设有通至反应炉外部的气化气出口，所述热解区配套设有供热单元，所述燃烧炉入口接有还原区固态产物的收集单元，所述燃烧炉的烟气出口接有通至供热单元的烟气通道。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述热解区与氧化区之间设有控料炉排。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述控料炉排配设自控模块。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述供热单元包括相互连通的环形管道和中心管道，所述环形管道围绕在热解区外周，所述中心管道穿入热解区中部。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，所述还原区的底部设有残炭炉排，所述残炭炉排下方设有残炭室，所述收集单元包括连接残炭室出口和燃烧炉入口的螺旋。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述氧化区设有进气管，所述进气管从反应炉外引入。
[0013]本实用新型还提供一种自供热生物质油气联产系统，从而实现生物气和生物油的联产，其采用的技术方案是:
[0014]一种油气联产系统，包括冷凝装置、生物油罐和上述的自供热生物质气化装置，所述热解气出口和气化气出口分别接有热解气除尘器和气化气除尘器，所述热解气除尘器和气化气除尘器的气体出口接至冷凝装置中，所述冷凝装置的冷凝液出口连接生物油罐。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进，所述冷凝装置包括一次冷凝器和二次冷凝器，所述一次冷凝器的气体出口连接二次冷凝器的入口，所述二次冷凝器的入口分别接至一次冷凝器的气体出口及气化气除尘器的气体出口上，所述一次冷凝器和二次冷凝器的冷凝液出口均接至生物油罐中。
[0016]本实用新型的有益效果是:本实用新型的装置将热解技术和气化技术耦合在一套装置中，可减少设备投资和管理成本，生物质在热解区通过自供热强制快速热解来产生高焦油热解气，之后反应后的残料下落至氧化区和还原区气化，生成低焦油气化气，并利用燃烧还原区产生残炭的热量为生物质热解供热，实现生物气、炭更好的分离，并且有效的节约了能源，节省了生产成本；本实用新型系统通过对高焦油热解气及低焦油气化气的收集、净化处理，实现了生物气、生物油的分离和联产，简化了后续的净化工艺，可实现运行更稳定、更可靠。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
[0018]图1是自供热生物质气化装置的结构示意图；
[0019]图2是自供热生物质油气联产系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示的自供热生物质气化装置，包括反应炉I和燃烧炉2。反应炉I内由上至下依次分为热解区101、氧化区102和还原区103，其中热解区101的上方为生物质进料通道。热解区101设有通至反应炉I外部的热解气出口 3，生物质在热解区101中通过加热而快速热解，生物质挥发分充分脱除，产生的高焦油热解气从热解气出口 3排出。在热解区101反应剩余的残料下落并自上而下形成氧化区102和还原区103，在氧化区102和还原区103中残料气化生成低焦油的气化气，还原区103设有通至反应炉I外部的气化气出口 4，低焦油气化气由气化气出口 4排出。
[0021]热解区101的加热由供热单元提供。还原区103中反应后会产生残炭，这些残炭燃烧后还能产生大量能量，本实施例中，燃烧炉2入口接有收集单元，燃烧炉2的烟气出口接有通至供热单元的烟气通道5。收集单元将残炭收集并输送至燃烧炉2，燃烧炉2燃烧残炭产生高温烟气并将高温烟气通过烟气通道5送至供热单元，从而实现反应炉I的自供热。
[0022]优选的，热解区101与氧化区102之间设有控料炉排6。控料炉排6主要将热解区101和氧化区102的料层分隔，并可将热解区101反应后的残料排向氧化区102。
[0023]优选的，控料炉排6配设自控模块，通过自动控制控料炉排6的开启时间，保证料层在热解区101的停留时间。
[0024]优选的，供热单元包括相互连通的环形管道7和中心管道8，环形管道7围绕在热解区101外周，中心管道8穿入热解区101中部。高温烟气通入环形管道7和中心管道8后，在管壁与生物质发生热交换来对其供热，这样不会污染原料。环形管道7和中心管道8的顶端设有烟气总出口。通过燃烧炉2可以调节燃烧的程度，从而控制烟气温度和烟气量，保持热解区101中适合的温度。
[0025]优选的，还原区103的底部设有残炭炉排9，残炭炉排9下方设有残炭室10，打开残炭炉排9可将残炭排至残炭室10。收集单元包括连接残炭室10出口和燃烧炉2入口的螺旋11，螺旋11将残炭室10的残炭输送至燃烧炉2中。
[0026]优选的，氧化区102设有进气管12，进气管12从反应炉I外引入，为氧化区102和还原区103提供空气介质。
[0027]如图2所示，实施例还提供了一种自供热生物质油气联产系统，实现生物气和生物油的联产。
[0028]其包括冷凝装置、生物油罐15和图1中的自供热生物质气化装置。热解气出口 3和气化气出口 4分别接有热解气除尘器13和气化气除尘器14，两个除尘器均为高温旋风除尘器，用于生成气体的除尘。热解气除尘器13和气化气除尘器14的气体出口接至冷凝装置中，冷凝装置的冷凝液出口连接生物油罐15。冷凝装置将高温燃气冷凝分离，生成生物油和生物气，生物油引入生物油罐，生物气排出冷凝装置并收集。
[0029]优选的，冷凝装置包括一次冷凝器16和二次冷凝器17，两个冷凝器均为间冷器。一次冷凝器16的气体出口连接二次冷凝器17的入口，二次冷凝器17的入口分别接至一次冷凝器16的气体出口及气化气除尘器14的气体出口，一次冷凝器16和二次冷凝器17的冷凝液出口均接至生物油罐15中。高焦油热解气通过热解气除尘器13除尘后，经一级冷凝器分离，得到不凝热解气和一级生物油；低焦油气化气通过气化气除尘器14除尘后，与不凝热解气一起通入二级冷凝器，分离得到生物气和二级生物油，一级生物油和二级生物油输送至生物油罐15，实现生物油和生物气的联产。
[0030]当然，本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1.一种自供热生物质气化装置，其特征在于:包括反应炉(I)和燃烧炉(2)，所述反应炉(I)内由上至下依次分为热解区(101)、氧化区(102)和还原区(103)，所述热解区(101)设有通至反应炉(I)外部的热解气出口(3)，所述还原区(103)设有通至反应炉(I)外部的气化气出口(4)，所述热解区(101)配套设有供热单元，所述燃烧炉(2)入口接有还原区(103)固态产物的收集单元，所述燃烧炉(2)的烟气出口接有通至供热单元的烟气通道(5)。
2.根据权利要求1所述的自供热生物质气化装置，其特征在于:所述热解区(101)与氧化区(102)之间设有控料炉排(6)。
3.根据权利要求2所述的自供热生物质气化装置，其特征在于:所述控料炉排(6)配设自控模块。
4.根据权利要求1或2或3所述的自供热生物质气化装置，其特征在于:所述供热单元包括相互连通的环形管道(7)和中心管道(8)，所述环形管道(7)围绕在热解区(101)外周，所述中心管道(8)穿入热解区(101)中部。
5.根据权利要求1或2或3所述的自供热生物质气化装置，其特征在于:所述还原区(103)的底部设有残炭炉排(9)，所述残炭炉排(9)下方设有残炭室(10)，所述收集单元包括连接残炭室(10)出口和燃烧炉(2)入口的螺旋(11)。
6.根据权利要求1或2或3所述的自供热生物质气化装置，其特征在于:所述氧化区(102)设有进气管(12)，所述进气管(12)从反应炉⑴外引入。
7.一种油气联产系统，其特征在于:包括冷凝装置、生物油罐(15)和权利要求1至6中任一项所述的气化装置，所述热解气出口(3)和气化气出口(4)分别接有热解气除尘器(13)和气化气除尘器(14)，所述热解气除尘器(13)和气化气除尘器(14)的气体出口接至冷凝装置中，所述冷凝装置的冷凝液出口连接生物油罐(15)。
8.根据权利要求7所述的油气联产系统，其特征在于:所述冷凝装置包括一次冷凝器(16)和二次冷凝器(17)，所述一次冷凝器(16)的气体出口连接二次冷凝器(17)的入口，所述二次冷凝器(17)的入口分别接至一次冷凝器(16)的气体出口及气化气除尘器(14)的气体出口上，所述一次冷凝器(16)和二次冷凝器(17)的冷凝液出口均接至生物油罐(15)中。
【专利摘要】本实用新型涉及一种自供热生物质气化装置及油气联产系统，包括反应炉和燃烧炉，反应炉内由上至下依次分为热解区、氧化区和还原区，热解区设有通至反应炉外部的热解气出口，还原区设有通至反应炉外部的气化气出口，热解区配套设有供热单元，燃烧炉入口接有还原区固态产物的收集单元，燃烧炉的烟气出口接有通至供热单元的烟气通道。本实用新型将热解技术和气化技术耦合在一套装置中，生物质在热解区通过自供热强制快速热解来产生高焦油热解气，反应后的残料下落至氧化区和还原区气化，生成低焦油气化气，并利用燃烧还原区产生残炭的热量为生物质供热，实现生物气、炭更好的分离，有效节约了能源和生产成本。本实用新型可应用于生物质燃气的制备。
【IPC分类】C10G1-00, C10J3-60
【公开号】CN204529766
【申请号】CN201420819484
【发明人】詹昊, 李新爱, 苏德仁, 汤广稳, 邓立新, 张大林
【申请人】广东正鹏生物质能源科技有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2014年12月18日