一種可大型化的生物質氣化爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物質氣化裝置，尤其涉及一種可大型化的生物質氣化爐。
【背景技術】
[0002]生物質能是由植物的光合作用固定于地球上的太陽能。據(jù)估計，植物每年貯存的能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍，我國每年生物秸桿產(chǎn)量也有近7億噸，而作為生物能源的利用量還不足其總量的1%。
[0003]植物每年貯存的能量約相當于世界主要燃料消耗的10倍，我國每年生物秸桿產(chǎn)量也有近7億噸，而作為生物能源的利用量還不足其總量的1%。
[0004]利用空氣(或富氧空氣)進行秸桿氣化、生產(chǎn)清潔燃氣是秸桿高效合理利用的方式之一?？商娲禾?、石油和天然氣等不可再生能源，促進經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展及減少環(huán)境污染。我國生物質氣化技術在10多年的發(fā)展中已取得了可喜的成果，生物質氣化爐的氣化效率達70%，煤氣熱值達6000kJ/m3以上，有的已被用于農(nóng)村集中供氣、溫室供暖、動力發(fā)電等，取得了一定的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0005]生物質氣化的關鍵設備是氣化爐，分上吸式、下吸式、流化床式三類，目前受推崇的、運行相對安全、穩(wěn)定、費用低的為下吸式氣化爐。但由于該類型的生物質氣化爐在大工業(yè)應用方面還存有很多不足，氣化工藝還有缺陷，不利于生物質氣化的大規(guī)模推廣:
1、對生物質氣化過程原料形狀要求苛刻。入爐前需經(jīng)過粉碎、制粒成型、烘干等步驟，增加了生物質利用過程的成本和費用。
[0006]2、裝置能力小。國內(nèi)有過百項生物氣化爐的專利技術，但幾乎全是家庭用的小爐子，幾乎沒有單套2000Nm3/h以上產(chǎn)氣能力的規(guī)模化裝置。
[0007]3、穩(wěn)定性差。規(guī)格稍大一些的氣化爐，由于氣化原料的種類、形態(tài)、規(guī)格與氣化層空間、形狀不匹配，生物質不能在氣化層形成高溫、穩(wěn)定的紅炭層，容易發(fā)生“燒穿”現(xiàn)象，造成煤氣中氧含量偏高；或因生物質在氧化還原區(qū)的停留時間過短造成碳的反應不完全、爐灰殘?zhí)苛扛吆腿細鉄嶂档?；其對氧化層如何適應不同原料的操作控制手段少，造成爐況不穩(wěn)、煤氣產(chǎn)量和質量波動大等一系列問題是制約生物質氣化爐不能進一步大型化的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的問題，提供一種可大型化的生物質氣化爐，它具有氣化空間可調(diào)，適應各種生物質原料，運行穩(wěn)定安全的優(yōu)點。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的，該可大型化的生物質氣化爐包括圓筒形的上爐體和下爐體，所述上爐體內(nèi)設有換熱器，換熱器下部設有空氣進口和上面布滿空氣噴嘴的空氣布管，所述上爐體上部設有原料進口，所述上爐體與上爐體支撐腿連接，所述上爐體支撐腿上設有可調(diào)整高度的第一調(diào)節(jié)裝置；所述下爐體內(nèi)設有氧化層爐箅和還原層爐箅，所述還原層周圍設有熱回收器，所述下爐體上設有燃氣出口，所述下爐體與下爐體支撐腿相連，所述下爐體支撐腿上設有可調(diào)節(jié)高度的第二調(diào)節(jié)裝置，所述下爐體底部設有出灰口 ；所述上爐體的下端套于下爐體的上端，重疊部分形成氧化層空間，上爐體和下爐體之間的所有連接管道中設置滿足高度調(diào)整要求的軟連接短管；所述換熱器下部設熱的載氣進口，上部設有降溫后的載氣出口 ；所述熱回收器下部設有冷的載氣進口，上部設有熱的載氣出口，載氣在熱回收器、換熱器之間構成回路，由氣化爐外專設的風機提供動力，以將下部高溫燃氣的熱量通過載氣循環(huán)轉移給上爐體內(nèi)的生物質原料。
[0010]優(yōu)選的，所述上爐體支撐腿和下爐體支撐腿分別為三個；
優(yōu)選的，所述可調(diào)整上下爐體高度的調(diào)節(jié)裝置為螺栓或千斤頂；
優(yōu)選的，所述換熱器和熱回收器為鋼管或鋼板制成。
[0011]優(yōu)選的，所述氧化層爐箅為圓形、方形或三角形等不同幾何形狀，用來改變空氣噴嘴與爐箅的高度和空間。
[0012]優(yōu)選的，所述還原層內(nèi)設置復式多層爐箅。
[0013]工作原理:生物質原料經(jīng)過進料口進入上爐體內(nèi)，在上爐體內(nèi)經(jīng)過換熱器的加溫，使生物質原料溫度升高，以較高的溫度進入上爐體與下爐體重疊部分形成的氧化層空間，外部空氣通過空氣布管和噴嘴進入氧化層空間，對生物質進行充分氧化，氧化完成的生物質再進入還原層進行還原氣化，產(chǎn)生的燃氣經(jīng)過燃氣出口送出，供生產(chǎn)生活用，從還原層傳出的熱量經(jīng)過熱回收器回收后，通過管道進入上爐體換熱器的載氣進口，通過換熱器與生物質換熱降溫后，再經(jīng)過換熱器的載氣出口進入下爐體內(nèi)熱回收器的載氣進口，完成余熱利用的循環(huán)。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、把生物質燃氣爐做成大型工業(yè)化裝置，使單臺爐的產(chǎn)氣量達到4000Nm3/h以上。
[0015]2、提高氣化爐對原料的適應能力。對生物質不需粉碎和成形，只需對不同種類的天然原料鍘、切成60mm以下的小段即可，可減少制粒成型的加工費用。
[0016]3、原料入爐時允許含有8%以下的水分，對入爐原料露天自然干燥即可。既能減少干燥費用，又能提高原料的運輸、庫存的安全。
[0017]4、上爐體內(nèi)換熱器的設置，可保證進入氧化層同一平面每個區(qū)域內(nèi)的生物質原料完成干燥、熱解過程，使干燥產(chǎn)生的水蒸汽、熱解產(chǎn)生的焦油類物質，在溫度較高的氧化層、還原層內(nèi)完成焦油的裂解、水蒸汽與碳的還原反應。
[0018]5、增加氣化爐氧化層高度和空間調(diào)整控制措施，可解決氧化層各區(qū)域因空間形狀、大小因原料種類不同帶來的不適應，避免氣體偏流、“燒穿”、燃燒死區(qū)、溫度不均等現(xiàn)象發(fā)生。
[0019]6、在還原層內(nèi)設置復式多層爐箅，根據(jù)原料特點設置兩層或更多層爐箅，使從氧化層進入還原層的生物炭，在維持較高溫度的情況下有足夠的停留時間，滿足生物炭與水蒸汽、二氧化碳的的還原反應要求，并使氣化積灰中有更低的殘?zhí)苛俊?br>【附圖說明】
[0020]下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的實施例圖1為本發(fā)明的示意圖
圖中:1、上爐體 2、下爐體 3、換熱器 4、空氣進口 5空氣布管 6、原料進口 7、上爐體支撐腿 8、第一調(diào)節(jié)裝置9、氧化層爐箅 10、還原層爐箅 11、熱回收器 12、燃氣出口 13、下爐體支撐腿 14、第二調(diào)節(jié)裝置 15、出灰口 16、氧化層空間 17、載氣進口 18、載氣出口 19、冷的載氣進口 20、熱的載氣出口。
【具體實施方式】
[0021]實施例一:如圖1所示，該可大型化的生物質氣化爐包括圓筒形的上爐體I和下爐體2，上爐體I內(nèi)設有換熱器3，換熱器3下部設有空氣進口 4和上面布滿空氣噴嘴的空氣布管5，上爐體I上部設有原料進口 6，上爐體I與三根上爐體支撐腿7連接，上爐體支撐腿7上設有可調(diào)整高度的第一調(diào)節(jié)裝置8，第一調(diào)節(jié)裝置8為一千斤頂；
下爐體2內(nèi)設有圓形氧化層爐箅9和還原層爐箅10，還原層爐箅10為二層，還原層周圍設有熱回收器11，下爐體2上設有燃氣出口 12，下爐體2與三根下爐體支撐腿13相連，下爐體支撐腿13上設有可調(diào)節(jié)高度的第二調(diào)節(jié)裝置14，第二調(diào)節(jié)裝置14為一千斤頂，下爐體2底部設有出灰口 15。
[0022]上爐體I的下端套于下爐體2的上端，重疊部分形成氧化層空間16，上爐體I和下爐體2之間的所有連接管道中設置滿足高度調(diào)整要求的軟連接短管。
[0023]換熱器3下部設熱的載氣進口 17，上部設有降溫后的載氣出口 18;熱回收器3下部設有冷的載氣進口 19，上部設有熱的載氣出口 20，載氣在熱回收器11、換熱器3之間構成回路，由氣化爐外專設的風機提供動力，以將下部高溫燃氣的熱量通過載氣循環(huán)轉移給上爐體內(nèi)的生物質原料。
【主權項】
1.一種可大型化的生物質氣化爐，其特征在于該可大型化的生物質氣化爐包括圓筒形的上爐體和下爐體，所述上爐體內(nèi)設有換熱器，換熱器下部設有空氣進口和上面布滿空氣噴嘴的空氣布管，所述上爐體上部設有原料進口，所述上爐體與上爐體支撐腿連接，所述上爐體支撐腿上設有可調(diào)整高度的第一調(diào)節(jié)裝置；所述下爐體內(nèi)設有氧化層爐箅和還原層爐箅，所述還原層周圍設有熱回收器，所述下爐體上設有燃氣出口，所述下爐體與下爐體支撐腿相連，所述下爐體支撐腿上設有可調(diào)節(jié)高度的第二調(diào)節(jié)裝置，所述下爐體底部設有出灰口 ；所述上爐體的下端套于下爐體的上端，重疊部分形成氧化層空間，上爐體和下爐體之間的所有連接管道中設置滿足高度調(diào)整要求的軟連接短管；所述換熱器下部設熱的載氣進口，上部設有降溫后的載氣出口 ；所述熱回收器下部設有冷的載氣進口，上部設有熱的載氣出口，載氣在熱回收器、換熱器之間構成回路，由氣化爐外專設的風機提供動力，以將下部高溫燃氣的熱量通過載氣循環(huán)轉移給上爐體內(nèi)的生物質原料。2.根據(jù)權利要求1所述的一種可大型化的生物質氣化爐，其特征在于所述上爐體支撐腿和下爐體支撐腿分別為三個。3.根據(jù)權利要求1所述的一種可大型化的生物質氣化爐，其特征在于所述可調(diào)整上下爐體高度的調(diào)節(jié)裝置為千斤頂。4.根據(jù)權利要求1所述的一種可大型化的生物質氣化爐，其特征在于所述換熱器和熱回收器為鋼管或鋼板制成。5.根據(jù)權利要求1所述的一種可大型化的生物質氣化爐，其特征在于所述氧化層爐箅為圓形、方形或三角形。6.根據(jù)權利要求1所述的一種可大型化的生物質氣化爐，其特征在于所述還原層內(nèi)設置復式多層爐箅。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可大型化的生物質氣化爐，該可大型化的生物質氣化爐包括圓筒形的上爐體和下爐體，所述上爐體內(nèi)設有換熱器，所述下爐體內(nèi)設有氧化層爐箅和還原層爐箅，所述上爐體的下端套于下爐體的上端，重疊部分形成氧化層空間，所述換熱器與熱回收器之間構成回路，由氣化爐外專設的風機提供動力，以將下部高溫燃氣的熱量通過載氣循環(huán)轉移給上爐體內(nèi)的生物質原料，提高還原產(chǎn)氣效果。
【IPC分類】C10J3/72, C10J3/82, C10J3/20, C10J3/66
【公開號】CN104893757
【申請?zhí)枴緾N201510233287
【發(fā)明人】李東田
【申請人】李東田
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年5月10日