生物質(zhì)氣流床氣化制取合成氣小型試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及了一種制取合成氣的裝置，尤其是涉及了一種生物質(zhì)氣流床氣化制取合成氣小型試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)氣化是將生物質(zhì)固體原料置于氣化爐中通過熱解和化學(xué)反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為氣體燃料和合成氣體的過程，它能有效地使生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成高品位的燃料，緩解當(dāng)今常規(guī)能源短缺和環(huán)境污染所帶來的壓力。
[0003]目前，生物質(zhì)氣化制取合成氣的技術(shù)路線主要是固定床氣化和流化床氣化，所采用的氣化爐主要以固定床氣化爐和流化床氣化爐為主。在固定床氣化中，由于氣化反應(yīng)溫度低，使得氣化效率不高，燃?xì)鉄嶂档停細(xì)庵薪褂秃扛?，且焦油清除是其氣化技術(shù)的難點(diǎn)。在流化床氣化中，雖然具有燃料適用性廣，氣化效率較高，生產(chǎn)強(qiáng)度較高的優(yōu)點(diǎn)，但由于流化床溫度也不高(流化介質(zhì)存在)，使得燃?xì)庵薪褂秃枯^高，燃?xì)鉄嶂递^低，影響了物料的高效轉(zhuǎn)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述氣化過程中反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率不高，燃?xì)鉄嶂档?，焦油含量較高等問題，本發(fā)明提出了一種生物質(zhì)氣流床氣化制取合成氣小型試驗(yàn)裝置。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明包括氮?dú)馄俊⒀鯕馄?、一?jí)預(yù)熱器、二級(jí)預(yù)熱器、水蒸汽發(fā)生器、氣力給料器、氣流床氣化爐、旋風(fēng)分離器、冷凝器、過濾器、抽氣泵和在線煤氣分析儀；氮?dú)馄拷?jīng)氮?dú)赓|(zhì)量流量控制器連接氣力給料器，氣力給料器連接到氣流床氣化爐的爐膛；氧氣瓶經(jīng)氧氣質(zhì)量流量控制器后與氮?dú)馄恳黄疬B接到一級(jí)預(yù)熱器，一級(jí)預(yù)熱器與水蒸汽發(fā)生器一起連接到三通閥的輸入端，三通閥的一個(gè)輸出端連接二級(jí)預(yù)熱器，三通閥的另一個(gè)輸出端作為用于氣體排空的出口，二級(jí)預(yù)熱器連接到氣流床氣化爐的爐膛口 ；氣流床氣化爐底部裝有用于冷卻氣體的激冷水，氣流床氣化爐底部的氣體出口經(jīng)旋風(fēng)分離器、冷凝器、過濾器連接到抽氣泵，抽氣泵的輸出端連接在線煤氣分析儀；氣流床氣化爐的側(cè)壁上均布安裝有熱電偶，氣流床氣化爐的底部安裝有壓力計(jì)。
[0006]所述的氣流床氣化爐包括整流柵、管式硅碳棒、剛玉管和成型陶瓷纖維，氣流床氣化爐的爐膛采用剛玉管，剛玉管外側(cè)設(shè)有三支平行均布于剛玉管周面外側(cè)的管式硅碳棒，剛玉管頂部入口設(shè)有整流柵，剛玉管底部通入激冷水中，管式硅碳棒外裝有用于保溫的成型陶瓷纖維。
[0007]所述的氣流床氣化爐底部氣體出口處安裝有熱電偶。
[0008]所述的氣流床氣化爐采用高溫層流氣流床氣化爐。
[0009]所述的氮?dú)馄拷?jīng)流量計(jì)連接到一級(jí)預(yù)熱器。
[0010]所述的氣流床氣化爐底部側(cè)面設(shè)有用于激冷水循環(huán)的激冷水出口和激冷水進(jìn)口。
[0011]所述的氣力給料器的輸出口經(jīng)管道穿過連接到氣流床氣化爐的整流柵連接到氣流床氣化爐內(nèi)爐膛。
[0012]所述的管式硅碳棒沿豎直方向均布裝有熱電偶。
[0013]所述的熱電偶連接到用于溫度控制的溫控系統(tǒng)。
[0014]本發(fā)明為生物質(zhì)氣化制取合成氣試驗(yàn)提出了新的方式，具有連續(xù)微量給料、氣化爐反應(yīng)溫度高、生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化，合成氣中灰分少，焦油含量少等優(yōu)點(diǎn)。
[0015]首先，生物質(zhì)顆粒通過一次風(fēng)載氣(氮?dú)?經(jīng)氣力給料器由氣化爐頂部吹入；并立即由經(jīng)過預(yù)熱的二次風(fēng)(水蒸氣、氧氣和空氣等)夾帶進(jìn)入高溫氣化爐內(nèi)進(jìn)行快速裂解、燃燒、氣化反應(yīng)；然后，從氣化爐出來的高溫燃?xì)饨?jīng)爐底的激冷水冷卻和初步除塵，進(jìn)入到凈化系統(tǒng)中(包括除塵、除濕等)進(jìn)行再次凈化處理，得到生物質(zhì)合成氣；殘?zhí)縿t由底部出口的殘?zhí)渴占到y(tǒng)收集；最后，合成氣再被引入到在線煤氣分析系統(tǒng)中，進(jìn)行合成氣成分的在線分析。
[0016]由氣化爐頂部吹入的氣化劑，通過調(diào)節(jié)氣化劑流量和整流柵整流，能夠使?fàn)t膛內(nèi)的流動(dòng)為嚴(yán)格層流，使顆粒能夠保持在爐膛軸線上一股窄的射流內(nèi)，避免顆粒飛濺或擴(kuò)散；氣化爐爐膛采用剛玉管，耐高溫；
氣化爐的加熱方式通過剛玉管外側(cè)的管式硅碳棒加熱，該氣化爐最高工作溫度能滿足氣流床氣化要求；管式硅碳棒外部保溫材料為成型陶瓷纖維，可有效起到保溫作用。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明解決了氣化過程中反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率不高，燃?xì)鉄嶂档停褂秃枯^高等問題。
[0018]本發(fā)明裝置采用高溫層流氣流床氣化爐，具有反應(yīng)溫度高、轉(zhuǎn)化率高，合成氣灰分少，焦油含量少等優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明為生物質(zhì)氣化制取合成氣提出了新的技術(shù)路線，也為生物質(zhì)氣流床氣化研宄提供了更好的試驗(yàn)平臺(tái)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是本發(fā)明氣流床氣化爐的縱剖面構(gòu)造圖。
[0021]圖中:1_氮?dú)馄浚?-氧氣瓶3-氮?dú)赓|(zhì)量流量控制器，4-氧氣質(zhì)量流量控制器5- —級(jí)預(yù)熱器，6-三通閥7- 二級(jí)預(yù)熱器8-水蒸汽發(fā)生器，9-氣力給料器，10-氣流床氣化爐，11-溫控系統(tǒng)，12-激冷水出口，13-激冷水進(jìn)口，14-旋風(fēng)分離器，15-冷凝器，16-過濾器，17-抽氣泵，18-在線煤氣分析儀，19-整流柵，20-管式硅碳棒，21-成型陶瓷纖維，22-剛玉管23-激冷水，24-流量計(jì)，25-熱電偶，26-壓力計(jì)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明包括氮?dú)馄?、氧氣瓶2、一級(jí)預(yù)熱器5、二級(jí)預(yù)熱器7、水蒸汽發(fā)生器8、氣力給料器9、氣流床氣化爐10、旋風(fēng)分離器14、冷凝器15、過濾器16、抽氣泵17和在線煤氣分析儀18 ;氮?dú)馄縄經(jīng)氮?dú)赓|(zhì)量流量控制器3連接氣力給料器9，氣力給料器9連接到氣流床氣化爐10的爐膛，爐膛是在氣流床氣化爐10內(nèi)中部；氧氣瓶2經(jīng)氧氣質(zhì)量流量控制器4后與氮?dú)馄縄 一起連接到一級(jí)預(yù)熱器5，氮?dú)馄縄可經(jīng)流量計(jì)24連接到一級(jí)預(yù)熱器5，流量計(jì)24測(cè)量氣體輸入的流量，一級(jí)預(yù)熱器5與水蒸汽發(fā)生器8 一起連接到三通閥6的輸入端，三通閥6的一個(gè)輸出端連接二級(jí)預(yù)熱器7，三通閥6的另一個(gè)輸出端作為用于氣體排空的出口，二級(jí)預(yù)熱器7連接到氣流床氣化爐10的爐膛口 ；氣流床氣化爐10底部裝有用于冷卻氣體的激冷水，氣流床氣化爐10底部的氣體出口經(jīng)旋風(fēng)分離器14、冷凝器15、過濾器16連接到抽氣泵17，抽氣泵17的輸出端連接在線煤氣分析儀18 ;氣流床氣化爐10的側(cè)壁上均布安裝有熱電偶25，氣流床氣化爐10的底部安裝有用于檢測(cè)爐膛壓力的壓力計(jì)26，壓力計(jì)26安裝在氣流床氣化爐10底部側(cè)壁。
[0024]如圖2所示，氣流床氣化爐10包括整流柵19、管式硅碳棒20、剛玉管22和成型陶瓷纖維21，氣流床氣化爐10的爐膛采用剛玉管22，剛玉管22連接在頂部入口與底部出口，剛玉管22外側(cè)設(shè)有三支平行均布于剛玉管22周面外側(cè)的管式硅碳棒20，剛玉管22頂部入口設(shè)有整流柵19，剛玉管22底部通入激冷水23中，管式硅碳棒20外裝有用于保溫的成型陶瓷纖維21。
[0025]氣流床氣化爐10底部氣體出口處可安裝有熱電偶25，管式硅碳棒20沿豎直方向均布可裝有熱電偶25，熱電偶25連接到用于溫度控制的溫控系統(tǒng)11。
[0026]優(yōu)選的氣流床氣化爐10可采用高溫層流氣流床氣化爐。
[0027]氣流床氣化爐10底部側(cè)面設(shè)有用于激冷水循環(huán)的激冷水出口 12和激冷水進(jìn)口13，激冷水出口 12