一種生物質氣流床氣化制取合成氣小型試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及了一種制取合成氣的裝置，尤其是涉及了一種生物質氣流床氣化制取合成氣小型試驗裝置。
【背景技術】
[0002]生物質氣化是將生物質固體原料置于氣化爐中通過熱解和化學反應將其轉化為氣體燃料和合成氣體的過程，它能有效地使生物質轉化成高品位的燃料，緩解當今常規(guī)能源短缺和環(huán)境污染所帶來的壓力。
[0003]目前，生物質氣化制取合成氣的技術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，由于氣化反應溫度低，使得氣化效率不高，燃氣熱值低，燃氣中焦油含量高，且焦油清除是其氣化技術的難點。在流化床氣化中，雖然具有燃料適用性廣，氣化效率較高，生產強度較高的優(yōu)點，但由于流化床溫度也不高(流化介質存在)，使得燃氣中焦油含量較高，燃氣熱值較低，影響了物料的高效轉化。
【實用新型內容】
[0004]為了解決上述氣化過程中反應溫度低，轉化率不高，燃氣熱值低，焦油含量較高等問題，本實用新型提出了一種生物質氣流床氣化制取合成氣小型試驗裝置。
[0005]本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]本實用新型包括氮氣瓶、氧氣瓶、一級預熱器、二級預熱器、水蒸汽發(fā)生器、氣力給料器、氣流床氣化爐、旋風分離器、冷凝器、過濾器、抽氣泵和在線煤氣分析儀；氮氣瓶經氮氣質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；氧氣瓶經氧氣質量流量控制器后與氮氣瓶一起連接到一級預熱器，一級預熱器與水蒸汽發(fā)生器一起連接到三通閥的輸入端，三通閥的一個輸出端連接二級預熱器，三通閥的另一個輸出端作為用于氣體排空的出口，二級預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旋風分離器、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。
[0007]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，剛玉管外側設有三支平行均布于剛玉管周面外側的管式硅碳棒，剛玉管頂部入口設有整流柵，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。
[0008]所述的氣流床氣化爐底部氣體出口處安裝有熱電偶。
[0009]所述的氣流床氣化爐采用高溫層流氣流床氣化爐。
[0010]所述的氮氣瓶經流量計連接到一級預熱器。
[0011]所述的氣流床氣化爐底部側面設有用于激冷水循環(huán)的激冷水出口和激冷水進口。
[0012]所述的氣力給料器的輸出口經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爐膛。
[0013]所述的管式硅碳棒沿豎直方向均布裝有熱電偶。
[0014]所述的熱電偶連接到用于溫度控制的溫控系統。
[0015]本實用新型為生物質氣化制取合成氣試驗提出了新的方式，具有連續(xù)微量給料、氣化爐反應溫度高、生物質高效轉化，合成氣中灰分少，焦油含量少等優(yōu)點。
[0016]首先，生物質顆粒通過一次風載氣(氮氣)經氣力給料器由氣化爐頂部吹入；并立即由經過預熱的二次風(水蒸氣、氧氣和空氣等)夾帶進入高溫氣化爐內進行快速裂解、燃燒、氣化反應；然后，從氣化爐出來的高溫燃氣經爐底的激冷水冷卻和初步除塵，進入到凈化系統中(包括除塵、除濕等)進行再次凈化處理，得到生物質合成氣；殘?zhí)縿t由底部出口的殘?zhí)渴占到y收集；最后，合成氣再被引入到在線煤氣分析系統中，進行合成氣成分的在線分析。
[0017]由氣化爐頂部吹入的氣化劑，通過調節(jié)氣化劑流量和整流柵整流，能夠使爐膛內的流動為嚴格層流，使顆粒能夠保持在爐膛軸線上一股窄的射流內，避免顆粒飛濺或擴散；氣化爐爐膛采用剛玉管，耐高溫；
[0018]氣化爐的加熱方式通過剛玉管外側的管式硅碳棒加熱，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。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]本實用新型解決了氣化過程中反應溫度低，轉化率不高，燃氣熱值低，焦油含量較高等問題。
[0021]本實用新型裝置采用高溫層流氣流床氣化爐，具有反應溫度高、轉化率高，合成氣灰分少，焦油含量少等優(yōu)點。因此，本實用新型為生物質氣化制取合成氣提出了新的技術路線，也為生物質氣流床氣化研宄提供了更好的試驗平臺。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型的連接結構圖。
[0023]圖2是本實用新型氣流床氣化爐的縱剖面構造圖。
[0024]圖中:1_氮氣瓶，2-氧氣瓶3-氮氣質量流量控制器，4-氧氣質量流量控制器5- —級預熱器，6-三通閥7- 二級預熱器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，12-激冷水出口，13-激冷水進口，14-旋風分離器，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，25-熱電偶，26-壓力計。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0026]如圖1所示，本實用新型包括氮氣瓶1、氧氣瓶2、一級預熱器5、二級預熱器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 ;氮氣瓶I經氮氣質量流量控制器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內中部；氧氣瓶2經氧氣質量流量控制器4后與氮氣瓶I 一起連接到一級預熱器5，氮氣瓶I可經流量計24連接到一級預熱器5，流量計24測量氣體輸入的流量，一級預熱器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的一個輸出端連接二級預熱器7，三通閥6的另一個輸出端作為用于氣體排空的出口，二級預熱器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底部的氣體出口經旋風分離器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爐膛壓力的壓力計26，壓力計26安裝在氣流床氣化爐10底部側壁。
[0027]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外側設有三支平行均布于剛玉管22周面外側的管式硅碳棒20，剛玉管22頂部入口設有整流柵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。
[0028]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11。
[0029]優(yōu)選的氣流床氣化爐10可采用高溫層流氣流床氣化爐。
[0030]氣流床氣化爐10底部側面設有用于激冷水循環(huán)的激冷水出口 12和激冷水進口13