專利名稱：清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是生物質(zhì)反火干法式燃?xì)飧咝艋瘹饣癄t尤其是在同一爐內(nèi)既能生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?、又能通過(guò)循環(huán)和旋流新工藝裝置高效凈化燃?xì)獾南挛綒饣癄t。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)是一種具有木質(zhì)素、千維素和半千維素的碳化物料。生物質(zhì)利用則主要是指將各類農(nóng)作物和農(nóng)林有機(jī)殘余物轉(zhuǎn)化為高效、高品質(zhì)的燃?xì)赓Y源。目前，生物質(zhì)氣化爐生產(chǎn)燃?xì)夂蠖际遣捎盟疀_洗來(lái)凈化燃?xì)?，每臺(tái)每小時(shí)氣化率在300m3的氣化爐，要排放I. 5噸的凈化燃?xì)獾奈鬯o農(nóng)村環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t，旨在解決因生物質(zhì)氣化凈化后的焦油污水給農(nóng)村環(huán)境帶來(lái)了二次污染問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)將生物質(zhì)秸桿、樹(shù)枝、稻殼、果殼等農(nóng)林廢棄物在同一爐內(nèi)即能生成生物質(zhì)燃?xì)?，又能在爐內(nèi)設(shè)置特別循環(huán)裝置使生物質(zhì)燃?xì)庠诟邷刂械慕褂偷玫竭M(jìn)一步裂解，轉(zhuǎn)化為永久性可燃?xì)怏w。本發(fā)明的技術(shù)解決方案其特征是進(jìn)料裝置與爐體相連，使物料速送到爐內(nèi)；爐頂觀察口設(shè)在爐體頂部；在爐內(nèi)高度120cm處設(shè)有高溫錐體反應(yīng)區(qū)、錐形喇叭口燃燒區(qū)，當(dāng)將進(jìn)風(fēng)系數(shù)控制在20%-25%之間，促使下吸空氣與物料燃燒產(chǎn)生的氣體有足夠的滯留時(shí)間，促使氣流運(yùn)動(dòng)與生成的炭進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而生成二氧化碳又轉(zhuǎn)化成一氧化碳與水，使氧化區(qū)反應(yīng)更加劇烈，將物料生成大量分解混合氣體中的焦油在300-350°C高溫時(shí)完全裂解，在0、4一0、6秒的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為永久性氣體；蜂窩狀排渣爐排設(shè)在爐體內(nèi)的底部高120cm處，與爐體連接，在氣化爐的底部高80cm處設(shè)循環(huán)氣流裝置和8個(gè)下吸通風(fēng)口與爐體連接，使物料生成大量分解混合氣體在快速循環(huán)700— 800度高溫區(qū)焦油得到進(jìn)一步裂解，在300-350°C高溫時(shí)完全裂解，方便快開(kāi)爐門(mén)、燃?xì)廨數(shù)拦?、碰撞過(guò)濾旋流除塵器與爐體連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1)、燃?xì)鉄嶂蹈?，本工藝采用多次裂解焦油的新技術(shù)，讓燃?xì)獾慕褂?焦油轉(zhuǎn)化為氣體發(fā)熱量可達(dá)到15 MJ/m3)轉(zhuǎn)化為氣 體，再加上無(wú)須水沖洗，提高了燃?xì)獾臒嶂担绕渌母鞣N“熱解氣化爐”所生產(chǎn)的生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂蹈?0%左右；2)、環(huán)保清潔型，采用干法，無(wú)須用水來(lái)沖洗來(lái)凈化燃?xì)?，無(wú)污水排放，比其它生物質(zhì)制氣設(shè)備用水洗沖后的水中夾帶有大量焦油，包括酚、萘、苯、苯乙烯等污水染物，因目前農(nóng)村又無(wú)條件進(jìn)行凈化處理，只得自然排放池內(nèi)或自然滲透到土壤中、造成了二次新的環(huán)境污染問(wèn)題；3)、操作方便，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，凡需要經(jīng)常打開(kāi)的裝置都設(shè)置了快開(kāi)門(mén)，方便焦油過(guò)濾清洗；凡需要經(jīng)常拆修的地方，如爐排、焦油清洗塔等處都設(shè)置了抽屜式的快開(kāi)門(mén)，方便焦油過(guò)濾清洗和維修，便于操作，很適合鄉(xiāng)村工作人員的使用；4)、使用范圍廣，本(設(shè)備)機(jī)組可根據(jù)鄉(xiāng)村戶數(shù)多少而定，可適合100-1000戶以上農(nóng)戶供氣使用，同時(shí)，還可以用來(lái)發(fā)電或自用，與此同時(shí)，該機(jī)組適用各種物料，尤其是麥秸、稻草和油菜秸桿等也可適用，真正解決了農(nóng)林廢棄物資源再利用問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)了將生物質(zhì)秸桿、樹(shù)枝、稻殼、果殼等農(nóng)林廢棄物在同一爐內(nèi)即能生成生物質(zhì)燃?xì)?，又能在爐內(nèi)設(shè)置特別循環(huán)裝置使生物質(zhì)燃?xì)庠诟邷刂械慕褂偷玫竭M(jìn)一步裂解，轉(zhuǎn)化為永久性可燃?xì)怏w；促使燃?xì)獾臒嶂颠_(dá)到5500-6000kj/m3，比現(xiàn)有的各種秸桿熱解氣化爐所產(chǎn)生的生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂?4000-5000kj/m3)提高了 20%左右，是一種理想的生物質(zhì)高效凈化燃?xì)鈿饣癄t，成功地解決了因生物質(zhì)氣化凈化后的焦油污水給農(nóng)村環(huán)境帶來(lái)了二次污染問(wèn)題。



附圖I是清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)飧咝艋瘹饣癄t結(jié)構(gòu)示意圖。圖中的I是進(jìn)料裝置、2是爐頂觀察口、3是爐體、4是高溫錐體反應(yīng)區(qū)、5是蜂窩狀排渣爐排、6循環(huán)氣流集氣裝置、7是方便快開(kāi)爐門(mén)、8是燃?xì)廨數(shù)拦堋?是碰撞過(guò)濾和旋流凈化裝置、10是快開(kāi)門(mén)。
具體實(shí)施例方式對(duì)照附圖1，其結(jié)構(gòu)包括進(jìn)料裝置I、爐頂觀察口 2、爐體3、高溫錐體反應(yīng)區(qū)4、蜂窩狀排渣爐排5、循環(huán)氣流集氣裝置6、方便快開(kāi)爐門(mén)7、燃?xì)廨數(shù)拦?、碰撞過(guò)濾和旋流凈化裝置9、快開(kāi)門(mén)10。其中
進(jìn)料裝置I與爐體3相連，使物料速送到爐內(nèi)；
爐頂觀察口 2，設(shè)在爐體頂部；爐體3是氣化爐的主體設(shè)備，它支撐著整體氣化爐和其他各個(gè)部分聯(lián)接；
在爐內(nèi)高度I 20cm處設(shè)有高溫錐體反應(yīng)區(qū)4，在爐內(nèi)高度120cm處設(shè)有錐形喇叭口燃燒區(qū)，該喇叭口燃燒區(qū)的直徑小于爐膛直徑的20%，距爐排間高0、8cm的空間，當(dāng)將進(jìn)風(fēng)系數(shù)控制在20%-25%之間，促使下吸空氣與物料燃燒產(chǎn)生的氣體有足夠的滯留時(shí)間，促使氣流運(yùn)動(dòng)與生成的炭進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而生成二氧化碳又轉(zhuǎn)化成一氧化碳CO與水,使氧化區(qū)反應(yīng)更加劇烈，將物料生成大量分解混合氣體中的焦油在300-350°C高溫時(shí)完全裂解，很短時(shí)間內(nèi)(0、4一0、6秒)轉(zhuǎn)化為永久性氣體，提高了生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂?，又降低了燃?xì)庵械慕褂秃浚?br> 蜂窩狀排渣爐排5，設(shè)在爐體內(nèi)的底部高120cm處，與主體爐體3連接，強(qiáng)化焦油裂解區(qū)形成炭區(qū)空間，使燃?xì)庵械慕褂驮谔繀^(qū)過(guò)濾、裂解，轉(zhuǎn)化為永久性氣體；
矩形20 X IOcm循環(huán)氣流裝置和8個(gè)下吸通風(fēng)口 6，與主體爐體3連接，設(shè)在氣化爐的底部高80cm處，使物料生成大量分解混合氣體在快速循環(huán)約700— 800度高溫區(qū)焦油得到進(jìn)一步裂解，(在300-350°C高溫時(shí)完全裂解)，這樣，提高了生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂担纸档土巳細(xì)庵械慕褂秃浚?br> 方便快開(kāi)爐門(mén)7，與主體爐3連接，形成快速派碴和快速維修的目的，達(dá)到排灰碴和快修的目的；
燃?xì)廨數(shù)拦?，與燃?xì)獬隹跔t體3連接，將氣流集中輸送到高速旋流除塵內(nèi)；
碰撞過(guò)濾旋流除塵器9，與8和3連接，讓燃?xì)鈿饬黧w快速通過(guò)拆流板碰撞和高速旋流流動(dòng)，進(jìn)而使氣體中的焦油和灰塵與氣體分離，從根本上減少了燃?xì)庵薪褂秃?，進(jìn)一步達(dá)到燃?xì)飧咝艋哪康模豢扉_(kāi)門(mén)10，與9和3連環(huán)，方便開(kāi)關(guān)和方便排灰渣。工作過(guò)程
清潔生產(chǎn)型生物質(zhì)干法燃?xì)鈨艋瘹饣癄t，采用常壓固定反火生物質(zhì)氣化爐，以農(nóng)作物秸桿等生物質(zhì)廢棄物作原料，以過(guò)熱空氣和蒸汽作氣化劑，通過(guò)缺氧不完全燃燒，生成一氧化碳、氫氣、甲烷、氮?dú)獾然旌蠚怏w，在微負(fù)壓電機(jī)的運(yùn)行下，釆用干發(fā)式新工藝和新枝術(shù)凈化為高品位的秸桿燃?xì)饧丛跔t內(nèi)還原層設(shè)有錐形喇叭口燃燒高溫反應(yīng)區(qū)、矩形循環(huán)氣流凈化裝置及高效碰撞過(guò)濾和 旋流凈化燃?xì)庋b置等三處新技術(shù)，讓生物質(zhì)燃?xì)庠诟邷匮h(huán)烈解中使焦油和灰塵轉(zhuǎn)化為永久性氣體，提高了燃?xì)鉄嶂?，通過(guò)爐排向下流動(dòng)被吸出，再經(jīng)過(guò)高效旋流凈化燃?xì)庋b置的除塵、降溫、脫焦、過(guò)濾，無(wú)需水沖洗過(guò)濾凈化，產(chǎn)出高品位的可燃?xì)怏w，由集中供氣系統(tǒng)貯氣柜、燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)、戶內(nèi)用氣設(shè)備，把優(yōu)質(zhì)燃?xì)馑腿胗脩?，既可作為炊事用氣，?shí)現(xiàn)農(nóng)村的炊事燃?xì)饣?，也可作為洗浴、取暖、烘干、發(fā)電，具有工藝過(guò)程合理、裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作安全可靠、無(wú)二次污染。實(shí)施例I :
實(shí)施條件融氣化燃燒爐內(nèi)徑為I. 2m,爐高為3. 5m，爐床面積為O. 95m2，物料為500公斤稻殼，稻殼含水量15%，氣化劑為C+02，二次進(jìn)風(fēng)量26%-30%左右，燃燒時(shí)間為I小時(shí)。實(shí)施結(jié)果熔融燃燒溫度，干燥區(qū)溫度為250-300°C ;熱解區(qū)溫度為400-800°C ;氧化區(qū)溫度為800-1300°C ;還原區(qū)溫度為700-900°C ;氣化率為75% ;氣化量為1200m3 ；2011年12月2日經(jīng)江蘇省檢測(cè)中心檢測(cè)結(jié)果，H2為21. 2 ；02為I. 4 ；N2為40 ；CH4為3. 2 ；C0為
12.8 ；C02為14 ；CnHm為I. 2 ;焦油和灰塵為2. 62mg/m3，比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)20 mg/m3低了 17. 38mg/m3 ;高位熱值為5. 640 mg/m3,低位熱值為5. 099 mg/m3,比其它熱解爐提高35%左右。實(shí)施例2:
實(shí)施條件融氣化燃燒爐內(nèi)徑為O. 8m,爐高為3. 2m，爐床面積為O. 70m2，物料為350公斤稻殼，稻殼含水量15%，氣化劑為C+02，二次進(jìn)風(fēng)量26%-30%左右，燃燒時(shí)間為I小時(shí)。實(shí)施結(jié)果熔融燃燒溫度，干燥區(qū)溫度為250_300°C ;熱解區(qū)溫度為400-800°C ;氧化區(qū)溫度為800-1300°C ;還原區(qū)溫度為700-900°C ;氣化率為75% ;氣化量為1500m3 ；2012年3月5日經(jīng)江蘇省檢測(cè)中心檢測(cè)結(jié)果，H2為26. 4 ；02為2. O ；N2為43 ；CH4為3. 2 ；C0為
10.4 ；C02 為 14. 6 ；CnHm 為 O. 4 ;焦油和灰塵為 3. 57mg/m3 ;比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 20 mg/m3 低了 16. 43mg/m3 ;高位熱值為6. 206mg/m3,低位熱值為5. 547 mg/m3,比其它熱解爐提高35%左右。本清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t其關(guān)鍵枝木是首先，打破了傳統(tǒng)的下吸直洞式氣化爐燃燒工藝，在爐內(nèi)高度120cm處設(shè)有結(jié)構(gòu)為錐形喇叭口高溫錐體反應(yīng)區(qū)，讓氣體在這錐形間有足夠的滯留時(shí)間，一方面，讓下吸空氣與物料發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，形成高溫區(qū)，提高燃燒強(qiáng)度和燃?xì)鉄嶂?；另一方面，促使物料產(chǎn)生的氣體中爽帶的焦油在高溫區(qū)得到進(jìn)一步裂解。其次，打破了傳統(tǒng)的烈解焦油凈化工藝，在爐體底部高80cm處設(shè)有矩形循環(huán)集氣裝置和8個(gè)下吸通風(fēng)口，將氣流在高溫循環(huán)系數(shù)運(yùn)動(dòng)中讓焦油得到進(jìn)一步烈解。其三，打破了傳統(tǒng)的用水來(lái)沖洗過(guò)濾凈化燃?xì)夤に?，在物料產(chǎn)生氣體后在出口進(jìn)入高速碰撞過(guò)濾和旋流裝置中，促使燃?xì)鈿怏w在強(qiáng)烈的相互碰撞和高速旋流中將灰塵和焦油得到進(jìn)一步捕捉下來(lái)，產(chǎn)生出高品位的可燃?xì)怏w。
權(quán)利要求
1.清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t，其特征是進(jìn)料裝置與爐體相連，使物料速送到爐內(nèi)；爐頂觀察口設(shè)在爐體頂部；在爐內(nèi)高度120cm處設(shè)有高溫錐體反應(yīng)區(qū)、錐形喇叭口燃燒區(qū)，當(dāng)將進(jìn)風(fēng)系數(shù)控制在20%-25%之間，促使下吸空氣與物料燃燒產(chǎn)生的氣體有足夠的滯留時(shí)間，促使氣流運(yùn)動(dòng)與生成的炭進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而生成二氧化碳又轉(zhuǎn)化成一氧化碳與水，使氧化區(qū)反應(yīng)更加劇烈，將物料生成大量分解混合氣體中的焦油在300-350°C高溫時(shí)完全裂解，在0、4一0、6秒的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化為 永久性氣體；蜂窩狀排渣爐排設(shè)在爐體內(nèi)的底部高120cm處，與爐體連接，在氣化爐的底部高80cm處設(shè)循環(huán)氣流裝置和8個(gè)下吸通風(fēng)口與爐體連接，使物料生成大量分解混合氣體在快速循環(huán)700— 800度高溫區(qū)焦油得到進(jìn)一步裂解，在300-350°C高溫時(shí)完全裂解，方便快開(kāi)爐門(mén)、燃?xì)廨數(shù)拦堋⑴鲎策^(guò)濾旋流除塵器與爐體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t,其特征是碰撞過(guò)濾旋流除塵器、爐體與快開(kāi)門(mén)連環(huán)，方便開(kāi)關(guān)和方便排灰渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t，其特征是喇叭口燃燒區(qū)的直徑小于爐膛直徑的20%，距爐排間高0、8cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t,其特征是循環(huán)氣流裝置20 X IOcm呈矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t，其特征是方便快開(kāi)爐門(mén)與爐體連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t，其特征是燃?xì)廨數(shù)拦芘c爐體燃?xì)獬隹谶B接。
全文摘要
本發(fā)明是清潔生產(chǎn)生物質(zhì)干法式燃?xì)鈨艋瘹饣癄t，包括進(jìn)料裝置、爐頂觀察口、爐體、高溫錐體反應(yīng)區(qū)、蜂窩狀排渣爐排、循環(huán)氣流集氣裝置、方便快開(kāi)爐門(mén)、燃?xì)廨數(shù)拦?、碰撞過(guò)濾和旋流凈化裝置、快開(kāi)門(mén)等系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)燃?xì)鉄嶂蹈?，比其它各種“熱解氣化爐”所生產(chǎn)的生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂蹈?0%左右；環(huán)保清潔型，采用干法式無(wú)須用水來(lái)沖洗來(lái)凈化燃?xì)?，無(wú)污水排放；操作方便，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；真正解決了農(nóng)林廢棄物資源再利用問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)了將生物質(zhì)秸稈、樹(shù)枝、稻殼、果殼等農(nóng)林廢棄物在同一爐內(nèi)即能生成生物質(zhì)燃?xì)?，又能在爐內(nèi)設(shè)置特別循環(huán)裝置使生物質(zhì)燃?xì)庠诟邷刂械慕褂偷玫竭M(jìn)一步裂解，轉(zhuǎn)化為永久性可燃?xì)怏w；促使燃?xì)獾臒嶂颠_(dá)到5500-6000kj/m3。
文檔編號(hào)C10J3/66GK102634377SQ20121013900
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者史琳, 史詩(shī)長(zhǎng), 林楫, 王斌 申請(qǐng)人:南京萬(wàn)物新能源科技有限公司