專利名稱：生物質(zhì)氣化系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于能源設備，尤其涉及一種生物質(zhì)氣化系統(tǒng)。
背景技術：
生物質(zhì)能具有分布廣泛、可再生和環(huán)境友好等特點，開發(fā)利用可再生資源是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個主要方向。當前，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術主要分為生物質(zhì)氣化、液化、固化以及直接燃燒技術。生物質(zhì)能氣化技術是其中重要的方法之一。以氣化方式實現(xiàn)低品位生物質(zhì)能源的深層次利用，減少礦物燃料的供應量和直接燃用礦物燃料給環(huán)境帶來的嚴重污染，對提高農(nóng)村生活水平、改善生態(tài)環(huán)境、保障國家能源安全等具有重要意義生物質(zhì)由于具有揮發(fā)組份含量高、炭活性高、硫、氮和灰的含量低等特性，使其成為氣化的理想原料。將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃氣體是生物質(zhì)能利用的很好途徑。目前國內(nèi)生物質(zhì)氣化所采用的爐型一般包括固定床氣化爐和流化床氣化爐。但是固定床氣化爐由于生產(chǎn)能力小、焦油產(chǎn)量大、氣化效率低并且不能進行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)等缺點并未得到大規(guī)模的應用。而流化床氣化爐由于氣化效率高、原料適應范圍廣、合成氣焦油含量低并可以大規(guī)模工業(yè)化應用等優(yōu)點成為氣化的首選方式。目前，投入運行的很多生物質(zhì)氣化裝置存在結(jié)構(gòu)復雜，運行成本高，生物質(zhì)種類適應性差，氣化效率低，焦油產(chǎn)量大等問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)存氣化技術的各種缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運行成本低、氣化效率高、凈化效果好的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)。本實用新型通過以下技術方案實現(xiàn)該氣化系統(tǒng)由送風系統(tǒng)、螺旋加料器、流化床反應器、旋風分離器、焦油重整裝置、 凈化系統(tǒng)和儲氣裝置構(gòu)成。所述送風系統(tǒng)包括依次連接的送風機、送風管道和風室，以及設置在風室上方的布風板；布風板的四周設有落渣口，灰渣通過落渣口下方的灰渣斗排出； 所述布風板的上方為流化床反應器；所述螺旋加料器的出口與流化床反應器的入口連接； 所述流化床反應器的出口與旋風分離器相連；旋風分離器通過焦油重整裝置與凈化系統(tǒng)聯(lián)通；其中，凈化系統(tǒng)由噴淋塔、噴淋塔下方的循環(huán)水箱、循環(huán)水箱底部的循環(huán)水泵、以及將循環(huán)水泵與噴淋塔連接的管道構(gòu)成；凈化系統(tǒng)氣體出口與分別與氣用戶和儲氣裝置連接。所述落渣口為環(huán)形結(jié)構(gòu)。所述灰渣斗、風室為一體化結(jié)構(gòu)，風室位于灰渣斗內(nèi)部。所述流化床反應器的側(cè)壁至少設有3個固體或氣體進樣口。所述流化床反應器側(cè)壁留有5個固體或氣體進樣口。所述流化床反應器的頂部設置盲板，且在盲板上留至少有兩個液體進樣口。所述盲板上留有兩個液體進樣口。所述噴淋塔采用高霧化噴頭。[0015]所述循環(huán)水箱內(nèi)部一分為二，左右兩區(qū)底部聯(lián)通成U型結(jié)構(gòu)。所述循環(huán)水箱為半封閉式水箱，水箱一側(cè)為焦油收集區(qū)，另外一側(cè)為純凈循環(huán)水源區(qū)。流化床反應器爐內(nèi)溫度為600 900°C ；生物質(zhì)原料顆粒粒徑為2mm 20mm ；流化床反應器的氣化效率為70% 85%。本實用新型具有以下優(yōu)點1.本實用新型采用的是環(huán)形落渣方式，灰渣及未反應的顆粒通過布風板四周的環(huán)形落渣口由灰渣斗排出，避免了灰渣沉積在布風板周圍，影響布風板的正常工作。2.本實用新型的風室位于灰渣斗內(nèi)部，冷風在灰渣斗內(nèi)部被加熱，即能對灰渣的余熱進行回收利用，又增加了送風溫度，有利于提高系統(tǒng)的整體效率。 3.本實用新型的流化床反應器一側(cè)留有5個進樣口、盲板上留有2個進樣口，可根據(jù)不同的生物質(zhì)原料選擇加入不同的氣化介質(zhì)或催化劑。4.本實用新型的循環(huán)水箱采用底部聯(lián)通的U型結(jié)構(gòu)，利用焦油與水的密度差以及不相容性可以很好的把焦油從水中分離出來。5.本實用新型采用流化床反應器、焦油重整和凈化相結(jié)合的辦法，產(chǎn)生的熱解氣焦油含量很低，便于對熱解氣進行綜合利用。6.本實用新型采用氣用戶與儲氣裝置并用的方式，便于操作，安全可靠，可控性強。

圖1為本實用新型流化床氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標號I-送風系統(tǒng)；II-螺旋加料器；III-流化床氣化器；IV-旋風分離器；V-焦油重整裝置；VI-凈化系統(tǒng)；VII-儲氣裝置；1-送風機；2-送風管道；3-風室；4-布風板；5-氣用戶；6-噴淋塔；7-循環(huán)水箱；8-循環(huán)水泵；9-灰渣斗；10-落渣口 ；11-固體或氣體進樣口 ； 12-盲板；13-液體進樣口。
具體實施方式
本實用新型提供了一種生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，下面通過附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。如圖1和圖2所示，該氣化系統(tǒng)由送風系統(tǒng)I、螺旋加料器II、流化床反應器III、 旋風分離器IV、焦油重整裝置V、凈化系統(tǒng)VI和儲氣裝置VII構(gòu)成。其中，送風系統(tǒng)I包括依次連接的送風機1、送風管道2和風室3，以及設置在風室3上方的布風板4 ；布風板4的四周設有落渣口 10，灰渣通過落渣口 10下方的灰渣斗9排出；所述布風板4的上方為流化床反應器III ；所述螺旋加料器II的出口與流化床反應器III的入口連接；所述流化床反應器III的出口與旋風分離器IV相連；旋風分離器IV通過焦油重整裝置V與凈化系統(tǒng)VI 聯(lián)通；其中，凈化系統(tǒng)VI由噴淋塔6、噴淋塔6下方的循環(huán)水箱7、循環(huán)水箱7底部的循環(huán)水泵8、以及將循環(huán)水泵8與噴淋塔6連接的管道構(gòu)成；凈化系統(tǒng)VI氣體出口與分別與氣用戶5和儲氣裝置VII連接。落渣口 10為環(huán)形結(jié)構(gòu)，灰渣斗9、風室3為一體化結(jié)構(gòu)，風室3位于灰渣斗9內(nèi)部。 流化床反應器III的側(cè)壁至少設有3個固體或氣體進樣口 11。流化床反應器III的頂部設置盲板12，且在盲板12上留至少有兩個液體進樣口 13。噴淋塔6內(nèi)采用高霧化噴頭。 循環(huán)水箱7為半封閉式水箱，內(nèi)部一分為二，一側(cè)為焦油收集區(qū)，另外一側(cè)為純凈循環(huán)水源區(qū)，左右兩區(qū)底部聯(lián)通成U型結(jié)構(gòu)流化床反應器爐內(nèi)溫度為600 900°C ；生物質(zhì)原料顆粒粒徑為2mm 20mm ；流化床反應器的氣化效率為70% 85%。實施例1以爐溫600°C、空氣當量比0. 15為例。不同粒徑的生物質(zhì)原料通過螺旋加料器II進入流化床反應器III，生物質(zhì)原料進過螺旋加料器II被壓縮堆積密度增加，有效防止螺旋加料器II和流化床反應器III之間的串氣O01010259031. 0)，空氣由送風機1通過風室由布風板4送入流化床反應器III，通過調(diào)節(jié)玻璃專利流量計的大小控制空氣當量比為0. 15。原料在流化風的作用下處于流化狀態(tài)并在600°C溫度下發(fā)生氣化反應生成CO、H2、CH4, CO2和隊等氣體。固體廢棄物通過環(huán)形落渣口 10落入灰渣斗9，并通過排渣管排出。生成的熱解氣首先通過旋風分離器IV進行初步凈化，分離出來的固體顆粒通過落渣管排出。然后通過焦油重整裝置V，熱解氣中的焦油被催化轉(zhuǎn)化為永久性氣體，之后又經(jīng)過凈化系統(tǒng)VI做進一步凈化處理，經(jīng)過一系列凈化后干凈的熱解氣輸送至氣用戶5或送入儲氣裝置VII中。生成的熱解氣中CO的含量為 25%,H2的含量為8%，CH4的含量為9%，(X)2的含量為15%，N2的含量為41 %，氣化效率為 70%。焦油經(jīng)過焦油重整裝置后轉(zhuǎn)化率達到95%。實施例2以爐溫700°C、空氣當量比0. 22為例。根據(jù)實施例1所述的流程，當空氣當量比為0. 22時生物質(zhì)在700°C溫度下發(fā)生氣化反應生成CO、H2、CH4, CO2和N2等氣體。生成的合成氣中CO的含量為21%，H2的含量為 6%, CH4的含量為6%，(X)2的含量為15. 3%，N2的含量為49%，氣化效率為74%。焦油經(jīng)過焦油重整裝置后轉(zhuǎn)化率達到96%。實施例3以爐溫800°C、空氣當量比0. 29為例。根據(jù)實施例1所述的流程，當空氣當量比為0. 29時生物質(zhì)在800°C溫度下發(fā)生氣化反應生成CO、H2、CH4, CO2和N2等氣體。生成的合成氣中CO的含量為18%，H2的含量為 5%, CH4的含量為5.6%，CO2的含量為16%，N2的含量為58%，氣化效率為78%。焦油經(jīng)過焦油重整裝置后轉(zhuǎn)化率達到99%。實施例4以爐溫600°C、流化床氣化爐III壁一側(cè)最下端的固體或氣體進樣口作為水蒸氣進樣口為例。不同粒徑的生物質(zhì)原料通過螺旋加料器II進入流化床反應器III，生物質(zhì)原料進過螺旋加料器II被壓縮堆積密度增加，有效防止螺旋加料器II和流化床反應器III之間的串氣，空氣由送風機1通過風室由布風板4送入流化床反應器III，水蒸氣由流化床氣化爐III壁一側(cè)最下端進樣口通入爐內(nèi)。原料在600°C溫度下發(fā)生氣化反應生成CO、H2、CH4、 C02*C2H4等氣體。固體廢棄物通過環(huán)形落渣口 10落入灰渣斗9，并通過排渣管排出。生成的熱解氣首先通過旋風分離器IV進行初步凈化，分離出來的固體顆粒通過落渣管排出。 然后通過焦油重整裝置V，熱解氣中的焦油被催化轉(zhuǎn)化為永久性氣體，之后又經(jīng)過凈化系統(tǒng) VI做進一步凈化處理，經(jīng)過一系列凈化后干凈的熱解氣輸送至氣用戶5或送入儲氣裝置 VII中。生成的熱解氣中CO的含量為43%，H2的含量為21%，CH4的含量為10%，CO2的含量為20%，C2H4的含量為5%，氣化效率為78%。焦油經(jīng)過焦油重整裝置后轉(zhuǎn)化率達到 96%。實施例5以爐溫700°C、流化床氣化爐III壁一側(cè)中間的固體或氣體進樣口作為水蒸氣進樣口為例。根據(jù)實施例4所述的流程，當水蒸氣從流化床氣化爐III壁一側(cè)中間進樣口進入流化床氣化爐III時，生物質(zhì)在700°c溫度下發(fā)生氣化反應生成C0、H2、CH4、C02和C2H4等氣體。生成的合成氣中CO的含量為40%，H2的含量為27%，CH4的含量為9%，CO2的含量為 19%, C2H4的含量為4%，氣化效率為80%。焦油經(jīng)過焦油重整裝置后轉(zhuǎn)化率達到97%。實施例6以爐溫800°C、流化床氣化爐III壁一側(cè)最上端的固體或氣體進樣口作為水蒸氣進樣口為例。根據(jù)實施例4所述的流程，當水蒸氣從流化床氣化爐III壁一側(cè)最上端進樣口進入流化床氣化爐III時，生物質(zhì)在800°c溫度下發(fā)生氣化反應生成C0、H2、CH4、C02和C2H4等氣體。生成的合成氣中CO的含量為38 %，H2的含量為32 %，CH4的含量為8 %，CO2的含量為 17%, C2H4的含量為3. 5%，氣化效率為85%。焦油經(jīng)過焦油重整裝置后轉(zhuǎn)化率達到99%。
權(quán)利要求1.一種生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，由送風系統(tǒng)(I)、螺旋加料器(II)、流化床反應器(III)、旋風分離器(IV)、焦油重整裝置(V)、凈化系統(tǒng)(VI)和儲氣裝置(VII)構(gòu)成，其特征在于所述送風系統(tǒng)(I)包括依次連接的送風機(1)、送風管道( 和風室(3)，以及設置在風室(3) 上方的布風板；布風板(4)的四周設有落渣口(10)，落渣口(10)下方設置灰渣斗(9)； 所述布風板(4)的上方為流化床反應器(III)；所述螺旋加料器(II)的出口與流化床反應器(III)的入口連接；所述流化床反應器(III)的出口與旋風分離器(IV)相連；旋風分離器(IV)通過焦油重整裝置(V)與凈化系統(tǒng)(VI)聯(lián)通；其中，凈化系統(tǒng)(VI)由噴淋塔(6)、 噴淋塔(6)下方的循環(huán)水箱(7)、循環(huán)水箱(7)底部的循環(huán)水泵(8)、以及將循環(huán)水泵(8) 與噴淋塔(6)連接的管道構(gòu)成；凈化系統(tǒng)(VI)氣體出口與分別與氣用戶(5)和儲氣裝置 (VII)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述落渣口(10)為環(huán)形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述灰渣斗(9)、風室(3)為一體化結(jié)構(gòu)，風室位于灰渣斗內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述流化床反應器(III)的側(cè)壁至少設有3個固體或氣體進樣口(11)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述流化床反應器(III)側(cè)壁留有5個固體或氣體進樣口(11)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述流化床反應器(III)的頂部設置盲板(12)，且在盲板(1 上留至少有兩個液體進樣口(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要6所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述盲板(1 上留有兩個液體進樣口(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述噴淋塔(6)采用高霧化噴頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)水箱(7)內(nèi)部一分為二，左右兩區(qū)底部聯(lián)通成U型結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，其特征在于所述循環(huán)水箱(7)為半封閉式水箱，水箱一側(cè)為焦油收集區(qū)，另外一側(cè)為純凈循環(huán)水源區(qū)。
專利摘要本實用新型屬于能源設備，涉及一種生物質(zhì)氣化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由送風系統(tǒng)、螺旋加料器、流化床氣化爐、旋風分離器、焦油重整裝置、凈化系統(tǒng)和儲氣裝置構(gòu)成。在流化床氣化爐壁一側(cè)設置至少3個進樣口用來加入氣體或固體催化劑，在盲板上設置至少2個進樣口用來加入液體催化劑。生物質(zhì)經(jīng)過氣化后，未被反應的生物質(zhì)通過旋風分離器的分離被脫出，起到了初步凈化熱解氣的作用，熱解氣經(jīng)過焦油重整裝置將大部分焦油轉(zhuǎn)化為永久性氣體并通過凈化系統(tǒng)進一步脫去未被轉(zhuǎn)化的少量大分子的焦油等物質(zhì)，得到純凈的熱解氣可送至儲氣裝置或直接送到氣用戶。該氣化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、可控性強，可用于氣化多種類型的生物質(zhì)燃料，適合用于生物質(zhì)資料豐富的地區(qū)。
文檔編號C10J3/84GK201981168SQ20112005880
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者張俊姣, 張旭明, 楊勇平, 董長青, 趙瑩, 陸強 申請人:華北電力大學