專利名稱：一種固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及生物質(zhì)固定床氣化發(fā)電裝置。
技術(shù)背景[0002]隨著全球能源與環(huán)境問(wèn)題的日益凸顯，新能源開(kāi)發(fā)成為一項(xiàng)迫切的任務(wù)。生物 質(zhì)能源具有資源豐富、可轉(zhuǎn)換為清潔燃料、是唯一可存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)目稍偕茉?、也是?一可再生炭源等顯著特點(diǎn)，在滿足未來(lái)社會(huì)能源需求，推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等方面將發(fā) 揮重要作用。[0003]生物質(zhì)具體的種類很多，主要指木材、農(nóng)作物(秸稈、稻草、麥稈、豆稈、棉 花稈、谷殼等)、雜草、藻類等。我國(guó)的生物質(zhì)能也極為豐富，可開(kāi)發(fā)為能源的生物質(zhì)資 源達(dá)3億多噸標(biāo)煤，而隨著農(nóng)業(yè)和林業(yè)的發(fā)展，特別是隨著速生炭薪林的開(kāi)發(fā)推廣，我 國(guó)的生物質(zhì)資源將越來(lái)越多，有非常大的開(kāi)發(fā)和利用潛力。[0004]生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置是利用生物質(zhì)熱解和氣化技術(shù)，原料在氣化爐內(nèi)與空氣進(jìn) 行氧化燃燒、還原和熱分解等反應(yīng)，部分原料與空氣中的氧進(jìn)行燃燒，提供還原和熱分 解反應(yīng)所需要的能量，大部分原料在高溫缺氧狀態(tài)下進(jìn)行熱分解。將固體低熱值生物質(zhì) 在氣化爐內(nèi)轉(zhuǎn)化為高品位的氣體燃料，氣體經(jīng)過(guò)除塵除焦油等凈化工藝后，成為清潔燃 氣，作為燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃料進(jìn)行發(fā)電?？蓮V泛應(yīng)用于糧食谷殼、木材加工下角料、造紙廢 料、煙葉復(fù)烤廠的煙筋煙桿以及各種農(nóng)作物秸稈的廢物利用和處理，是節(jié)約能源、保護(hù) 環(huán)境、降低生產(chǎn)成本、提高效益的有效手段。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]本實(shí)用新型涉及的生物質(zhì)固定床氣化發(fā)電裝置具有設(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠性好、 加料比較方便等特點(diǎn)，固定床氣化爐保持負(fù)壓運(yùn)行，具有操作方便，運(yùn)行安全可靠，工 作穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂禐?000 6000kJ/Nm3，氣化發(fā)電效率在18 25 % 之間。根據(jù)各種型號(hào)不同特點(diǎn)，固定床氣化發(fā)電裝置在大米加工廠、木材廠及部分農(nóng)村 地區(qū)秸稈處理等方面具有廣泛的應(yīng)用前景，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。[0006]本實(shí)用新型有3個(gè)主要特點(diǎn)(1)采用固定床生物質(zhì)氣化爐，設(shè)備占地面積小， 利用普通高度的廠房即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備安裝；(2)采用空氣作為氣化劑，運(yùn)行成本低；(3)燃 氣發(fā)電機(jī)組采用低速機(jī)組，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠。[0007]—種固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置，由氣化爐本體、加料系統(tǒng)、出炭系統(tǒng)、凈化 系統(tǒng)和燃?xì)夥€(wěn)壓系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組組成，由氣化爐外壁、氣化爐內(nèi)壁和齒輪漏灰盤(pán)組成氣 化爐本體；由落料管和可升降布料器組成的加料系統(tǒng)；由水冷灰倉(cāng)、螺旋輸送機(jī)、關(guān)風(fēng) 機(jī)、存灰斗組成的出炭系統(tǒng)；由文丘里除塵器、旋風(fēng)除塵器、水膜除焦器和靜電捕焦器 組成的燃?xì)鈨艋到y(tǒng)；由防爆水封、排空煙囪、儲(chǔ)氣柜組成燃?xì)夥€(wěn)壓系統(tǒng)。[0008]氣化爐采取半地下安裝方式，氣化爐頂部距地面距離不得小于2米，防止燃?xì)?返竄對(duì)人造成傷害，地上部分和地下部分的比例在1 2.5的范圍內(nèi)。氣化劑的供給是靠引風(fēng)機(jī)的抽力實(shí)現(xiàn)，氣化爐運(yùn)行在負(fù)壓的條件下。氣化爐設(shè)有防爆口 9，可以阻止燃?xì)饣?火發(fā)生膨脹導(dǎo)致?tīng)t腔內(nèi)由負(fù)壓變成正壓造成的危險(xiǎn)，避免把爐內(nèi)帶火的燃料噴出爐體， 防爆口用水來(lái)密封，插入深度在80 150mm范圍。[0009]氣化爐齒輪漏灰盤(pán)4由耐熱合金鋼鑄成，上面密布直徑為25 50mm的漏灰 孔，排灰時(shí)開(kāi)動(dòng)爐底板驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)齒輪推動(dòng)漏灰盤(pán)旋轉(zhuǎn)，氣化產(chǎn)生的炭灰從漏灰孔 落下，達(dá)到出炭目的。氣化爐齒輪漏灰盤(pán)下面是一個(gè)錐體水冷灰倉(cāng)2，水冷灰倉(cāng)底部設(shè)置 了螺旋輸送機(jī)16的入料口。落入螺旋輸送機(jī)的碳灰由經(jīng)關(guān)風(fēng)機(jī)19進(jìn)入存灰斗18。[0010]由文丘里除塵器12、旋風(fēng)分離器13、水膜除塵器14和靜電捕焦器20構(gòu)成多級(jí) 燃?xì)鈨艋到y(tǒng)，從氣化爐出來(lái)的燃?xì)庠趦艋到y(tǒng)內(nèi)進(jìn)行充分的冷卻和去除焦油，經(jīng)過(guò)凈 化處理的燃?xì)馔ㄟ^(guò)風(fēng)機(jī)和氣柜穩(wěn)壓后進(jìn)入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)M發(fā)電。儲(chǔ)氣柜上游設(shè)置排空煙囪 22，上面設(shè)自動(dòng)點(diǎn)火裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃?xì)馄焚|(zhì)檢測(cè)和燃燒，煙囪高度距地面不低于5米。


[0011]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意和流程圖，[0012]1、氣化爐外壁，2、水冷灰倉(cāng)，3、可升降布料器，4、齒輪漏灰盤(pán)，5、電機(jī)， 6、操作臺(tái)，7、落料管，8、氣化爐內(nèi)壁，9、防爆口，10、冷卻水泵，11、電控箱， 12、文丘里除塵器，13、旋風(fēng)分離器，14、水膜除塵器，15、引風(fēng)機(jī)，16、螺旋輸送 機(jī)，17、關(guān)風(fēng)器，18、存灰斗，19、磅秤，20、靜電捕焦器，21、防爆水封，22、排空 煙囪，23、儲(chǔ)氣柜，24、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)。[0013]圖2為齒輪漏灰盤(pán)俯視圖具體實(shí)施方式
[0014]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施做詳細(xì)的介紹。[0015]氣化所需要的生物質(zhì)原料通過(guò)落料管7提到氣化爐上方，通過(guò)布料器3將生物質(zhì) 均勻分布。[0016]進(jìn)入到氣化爐內(nèi)的生物質(zhì)原料最初在物料的最上層，即處于干燥區(qū)，由于受氣 化爐內(nèi)已反應(yīng)燃料和熱氣體的傳熱，生物質(zhì)原料吸收熱量，蒸發(fā)出水分，變?yōu)楦晌锪稀?隨著物料的消耗，干物料向下移動(dòng)進(jìn)行熱解，干生物質(zhì)逐漸分解為炭、不凝性揮發(fā)分 (可燃?xì)?、可凝性揮發(fā)分(焦油)等，生成的炭繼續(xù)下落到氧化區(qū)。炭與氣化劑中的 氧發(fā)生燃燒反應(yīng)生成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量熱量，這些熱量保證了氣化全過(guò) 程的順利進(jìn)行。反應(yīng)中沒(méi)用消耗掉的炭繼續(xù)下移到還原區(qū)，與熱解區(qū)和氧化區(qū)生成的二 氧化碳發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳，同時(shí)炭還與水蒸汽反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳。在下 吸式氣化爐中，氣流是向下流動(dòng)的，并通過(guò)爐柵進(jìn)入外腔，熱氣體中的焦油流經(jīng)氧化區(qū) 時(shí)，由于氧化區(qū)的溫度高，焦油在通過(guò)該區(qū)時(shí)發(fā)生裂解，變?yōu)榭扇細(xì)怏w。所以，下吸式 固定床氣化爐產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的熱值相對(duì)較高，且焦油含量低。[0017]氣化爐出來(lái)的生物質(zhì)燃?xì)饨?jīng)過(guò)由文丘里除塵器12、旋風(fēng)分離器13、水膜除塵器 14和靜電捕焦器20組成的多級(jí)凈化系統(tǒng)進(jìn)行降溫并除去焦油和灰塵，從凈化系統(tǒng)處理的 潔凈燃?xì)饨?jīng)儲(chǔ)氣柜23穩(wěn)壓后送入內(nèi)燃發(fā)電機(jī)M，實(shí)現(xiàn)電力輸出。氣化爐齒輪漏灰盤(pán)4由 耐熱合金鋼鑄成，上面密布直徑為25 50mm的漏灰孔，排灰時(shí)開(kāi)動(dòng)爐底板驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)齒輪推動(dòng)漏灰盤(pán)旋轉(zhuǎn)，氣化產(chǎn)生的炭灰從漏灰孔落下，達(dá)到出炭目的。氣化爐齒輪 漏灰盤(pán)下面是一個(gè)錐體水冷灰倉(cāng)2，錐體下是螺旋輸送機(jī)M的入料口。落入輸送機(jī)的碳 灰由輸送器經(jīng)關(guān)風(fēng)機(jī)19排出爐外，由氣力輸送至炭房，經(jīng)旋風(fēng)分離器18沉降落入料斗后 打包，細(xì)小粉塵經(jīng)分離器23再次沉降后排空。[0018] 本實(shí)用新型可以適用于多種生物質(zhì)原料，包括稻殼、秸稈、木屑等，產(chǎn)生的燃 氣熱值為4000 6000kJ/Nm3，氣化發(fā)電效率在18 25%之間。權(quán)利要求1.一種固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置，由氣化爐本體、加料系統(tǒng)、出炭系統(tǒng)、凈化系 統(tǒng)和燃?xì)夥€(wěn)壓系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組04)組成，特征在于由氣化爐外壁(1)、氣化爐內(nèi)壁(8) 和齒輪漏灰盤(pán)⑷組成氣化爐本體；由落料管⑵和可升降布料器(3)組成的加料系統(tǒng)； 由水冷灰倉(cāng)O)、螺旋輸送機(jī)(16)、關(guān)風(fēng)機(jī)(17)、存灰斗(18)組成的出炭系統(tǒng)；由文丘 里除塵器(1 、旋風(fēng)除塵器(1 、水膜除焦器(14)和靜電捕焦器OO)組成的燃?xì)鈨艋?系統(tǒng)；由防爆水封01)、排空煙囪02)、儲(chǔ)氣柜03)組成燃?xì)夥€(wěn)壓系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置，特征在齒輪漏灰盤(pán)(4)上面密布漏 灰孔，漏灰孔為圓形且大小一致，直徑為25 50mm。
3.如權(quán)利要求1所述固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置，特征在于排空煙囪02)上面設(shè)自 動(dòng)點(diǎn)火裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種固定床生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置，屬于生物質(zhì)發(fā)電裝置領(lǐng)域。本實(shí)用新型采用由內(nèi)外腔組成的固定床氣化爐作為燃?xì)馍上到y(tǒng)，燃?xì)饨?jīng)過(guò)由文丘里除塵器、旋風(fēng)分離器和水膜除塵器、靜電捕焦器組成的多級(jí)冷卻凈化系統(tǒng)處理成潔凈燃?xì)?，?jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)送入低轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機(jī)組進(jìn)行燃?xì)獍l(fā)電。氣化爐和凈化設(shè)備等都通過(guò)水封實(shí)現(xiàn)防爆保護(hù)，設(shè)備安全及可靠性好。本實(shí)用新型具有設(shè)備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、加料方便、發(fā)電參數(shù)平穩(wěn)等特點(diǎn)。本裝置原料適應(yīng)性廣，可以處理多種生物質(zhì)。
文檔編號(hào)C10J3/34GK201809316SQ20102028801
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月4日
發(fā)明者張守軍, 趙成武, 魯萬(wàn)寶 申請(qǐng)人:合肥德博生物能源科技有限公司