專利名稱：秸稈氣化爐及其生產(chǎn)燃氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用秸稈為燃料生產(chǎn)可燃氣體供農(nóng)村應(yīng)用的秸稈氣化爐及其生產(chǎn)燃氣的方法，屬于氣化爐制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有國內(nèi)外眾多科研院所經(jīng)幾十年來的潛心研究，已研制開發(fā)出多種秸稈氣化爐，如上吸式氣化爐、下吸式氣化爐、橫吸式氣化爐、開心式氣化爐、單流化床氣化爐、雙流化床氣化爐、循環(huán)床氣化爐、攜帶式氣化爐等各種單一利用秸稈、稻殼生產(chǎn)可燃氣體供農(nóng)民飲事燒用和地方小型米廠利用自產(chǎn)稻殼經(jīng)爐內(nèi)氣化生產(chǎn)燃氣供燃氣內(nèi)燃機發(fā)電自用，為開發(fā)利用生物質(zhì)秸稈做出了一定的貢獻。由于以上各種單一的秸稈氣化爐，利用一次性空氣 (氣化劑)在爐內(nèi)與秸稈或稻殼氣化反應(yīng)時，因空氣中的氧含量只有21%，而氮含量高達 79% (不參與氣化反應(yīng)的惰性氣體)占有比例較大，所以生產(chǎn)出的燃氣熱值較低，每立方燃氣發(fā)熱量只有4000KJ/Nm3左右，農(nóng)民飲事做飯時間長、炒菜速度慢，特別是以上各種單一氣化爐運行時，爐內(nèi)氣化反應(yīng)后的燃氣中載有400-600°C的高溫?zé)崮艿貌坏嚼?，大都采用水洗冷卻凈化燃氣的方法來凈化爐內(nèi)所產(chǎn)生的高溫燃氣，這樣不但造成大量的熱能損失，而且在用水洗凈化燃氣過程中將產(chǎn)生大量的洗氣污水，同時也將燃氣中的木醋酸、木焦油、乙酸等工業(yè)化工原料變成二次污染，將給周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的是一種秸稈氣化爐及其生產(chǎn)燃氣的方法，其目的旨在克服已有技術(shù)所存的上述缺陷，有效提高燃氣熱值和無污水排放。本發(fā)明的技術(shù)解決方案秸稈氣化爐的結(jié)構(gòu)是在爐內(nèi)氣化室的上部設(shè)有敞開式加料口，在爐內(nèi)氣化室的周邊設(shè)有氣化室耐內(nèi)襯，在爐內(nèi)氣化室的中部設(shè)有氣化室爐排，在氣化室爐排的下部設(shè)有清灰爐門和燃氣聯(lián)通口，在清灰爐門的下部設(shè)有集灰室，在集灰室的下部設(shè)有出灰管口，在氣化室耐火內(nèi)襯的外部設(shè)有氣化室爐體水套，在氣化室爐體水套的下部設(shè)氣化爐座，在炭化室的頂部設(shè)有密封加料管口，在密封加料管口的下部設(shè)炭化室爐頂，在炭化室爐頂?shù)膫?cè)面設(shè)有抽吸燃氣管口，在抽吸燃氣管口的下部設(shè)有爐體聯(lián)接閥蘭，在爐體聯(lián)接法蘭的下部設(shè)有炭化室爐體水套，在炭化室爐體水套內(nèi)設(shè)有炭化室耐火內(nèi)襯，在炭化室的下部設(shè)有爐內(nèi)抽氣圈，在爐內(nèi)抽氣圈的下部設(shè)有集炭室，在集炭室的下部設(shè)有出炭口，在炭化室爐體水套的下部設(shè)有炭化室爐座。秸稈氣化爐生產(chǎn)燃氣的方法，其特征是在爐體內(nèi)前后設(shè)置氣化室和炭化室，氣化室采用下吸式氣化原理將秸稈經(jīng)粉碎成型后用作氣化物料加入設(shè)置在爐內(nèi)的氣化室中；將成型后物料加入設(shè)置在爐內(nèi)的炭化室中，運行時先開啟設(shè)置在爐外的負壓羅茨風(fēng)機；點燃氣化室中的氣化物料，使氣化物料在氣化室中進行氣化反應(yīng)產(chǎn)生出400-600°C的高溫燃氣， 通過設(shè)置在炭化室下部的燃氣聯(lián)通口進入爐內(nèi)的炭化室，經(jīng)設(shè)置在炭化室下部的抽氣圈周邊分布均勻的從炭化室底部自下而上地對炭化室中的炭化物料進行干餾炭化成生物質(zhì)炭，同時釋放出揮發(fā)份中的碳氫化合物CmHmm、甲烷GH4等高發(fā)量的烴類物質(zhì)與從氣化室進入的低熱值燃氣混合成5000-6000KJ/m3的炭化燃氣；將炭化燃氣中的木醋酸、木焦油、乙酸工業(yè)化工原料分離成潔凈的氣體燃料。本發(fā)明的優(yōu)點利用村級秸稈氣化爐生產(chǎn)燃氣的方法及秸稈氣化爐，不但能利用爐內(nèi)產(chǎn)出高溫燃氣中的載體熱能用于干餾炭化秸稈，生產(chǎn)生物質(zhì)炭，而且對節(jié)約能源提高生物質(zhì)燃氣的熱值，替代石油液化氣，將為廣大農(nóng)村提供新的潔凈優(yōu)質(zhì)廉價的氣體燃料；利用村級秸稈氣化爐生產(chǎn)燃氣的方法及秸稈氣化爐在運行時對爐內(nèi)產(chǎn)出的燃氣不用水洗冷卻凈化，而用干法凈化分離出燃氣中的工業(yè)化工原料，做到無污水排放，對保護周邊生態(tài)環(huán)境十分有利，特別對我國缺水地區(qū)，其優(yōu)勢更為顯著；利用村級秸稈氣化爐生產(chǎn)燃氣的方法及秸稈氣化爐，氣化秸稈時不但能生產(chǎn)出發(fā)熱量相對較高的秸稈燃氣，而且又能同時產(chǎn)出具有高附加值的伴生產(chǎn)品干餾炭、木醋酸、木焦油、乙酸等工業(yè)化工原料。


附圖1是秸稈氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1是敞開式加料口、2是爐內(nèi)氣化室、3是氣化室耐火內(nèi)襯、4是氣化室爐排、5 是氣化室爐體水套、6是集灰室、7是清灰爐門、8是氣化室爐座、9是出灰管口、10是出炭管口、11是炭化室爐座、12是集炭室、13是爐內(nèi)抽氣圈、14是燃氣聯(lián)通口、15是炭化室爐體水套、16是爐體聯(lián)接閥蘭、17是抽吸燃氣管口、18是密封加料管口、19是炭化室爐頂、20是炭化室、21是炭化室耐內(nèi)襯。
具體實施例方式對照附圖1，其結(jié)構(gòu)是在爐內(nèi)氣化室2的上部設(shè)有敞開式加料口 1，在爐內(nèi)氣化室2 的周邊設(shè)有氣化室耐內(nèi)襯3，在爐內(nèi)氣化室2的中部設(shè)有氣化室爐排4，在氣化室爐排4的下部設(shè)有清灰爐門7和燃氣聯(lián)通口 14，在清灰爐門7的下部設(shè)有集灰室6，在集灰室6的下部設(shè)有出灰管口 9，在氣化室耐火內(nèi)襯3的外部設(shè)有氣化室爐體水套5，在氣化室爐體水套 5的下部設(shè)氣化爐座8，在炭化室20的頂部設(shè)有密封加料管口 18，在密封加料管口 18的下部設(shè)炭化室爐頂19，在炭化室爐頂19的側(cè)面設(shè)有抽吸燃氣管口 17，在抽吸燃氣管口 17的下部設(shè)有爐體聯(lián)接閥蘭16，在爐體聯(lián)接法蘭16的下部設(shè)有炭化室爐體水套15，在炭化室爐體水套內(nèi)設(shè)有炭化室耐火內(nèi)襯21，在炭化室20的下部設(shè)有爐內(nèi)抽氣圈13，在爐內(nèi)抽氣圈13 的下部設(shè)有集炭室12，在集炭室12的下部設(shè)有出炭口 10，在炭化室爐體水套15的下部設(shè)有炭化室爐座。實施例1 以稻草、麥稈、豆稈等物料經(jīng)粉碎加工成成型物料Φ10-12πιπι，長30-50mm的圓柱狀顆粒，通過敞開式加料口 1將氣化物料加入爐內(nèi)Φ0. 8米，高2. 5米的氣化室2中后，再將炭化物料加入爐內(nèi)Φ0. 7米，高3. 6米的炭化室20中，運行時先啟動設(shè)置在爐外的負壓羅茨風(fēng)機，而后點燃爐內(nèi)氣化室2中的氣化物料與空氣(氣化劑)發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)出 400-600°C的高溫燃氣，通過設(shè)置在氣化室下部的燃氣聯(lián)通管口 14進入設(shè)置在爐內(nèi)炭化室 20下部的爐內(nèi)抽氣圈13，高溫燃氣通過爐內(nèi)抽氣圈13周邊下口分布均勻的由爐內(nèi)炭化室 20的下部自下而上的對加入爐內(nèi)炭化室20中的炭化物料進行干餾炭化生產(chǎn)生物質(zhì)炭，同時釋放出揮發(fā)份中的碳氫化合物CmHmm，甲烷CH4等高發(fā)熱量烴類物質(zhì)與從爐內(nèi)氣化室進入的低熱值燃氣混合成5000-6000KJ/m3的炭化燃氣，經(jīng)抽吸燃氣管口 17抽吸炭化燃氣，同時將炭化燃氣中的木醋酸、木焦油、乙酸等工業(yè)化工原料也抽出爐外經(jīng)用干法凈化燃氣系統(tǒng)分離出潔凈的優(yōu)質(zhì)氣體燃料供給農(nóng)村居民飲事燒用潔凈的優(yōu)質(zhì)氣體燃料。氣化物料在爐內(nèi)氣化室2中氣化反應(yīng)后的炭灰落入設(shè)置在爐內(nèi)氣化室2的下部集灰室6中，再通過設(shè)置在集灰室6的下部出灰管口 9排出爐外。炭化物料在經(jīng)爐內(nèi)炭化室20中干餾炭化后生產(chǎn)的生物質(zhì)炭經(jīng)設(shè)置在集炭室12下部的出炭管口排出爐外。該爐運行時每小時耗用氣化物料80kg可生產(chǎn)秸稈燃氣160m3，炭灰^g。該爐運行時每小時耗用炭化物料60kg可生產(chǎn)干餾燃氣42m3，生物質(zhì)干餾炭20kg， 木醋酸10kg，木焦油1kg，炭灰meg。以上合計每小時耗用秸稈成型物料140kg，生產(chǎn)炭化燃氣200m3，生產(chǎn)生物質(zhì)干餾炭20kg，木醋酸10kg，木焦油1kg，炭灰meg。實施例2:以玉米桿、棉花桿、樹枝等物料經(jīng)粉碎加工成成型物料Φ 10-12mm,長30_50mm的圓柱狀顆粒，通過敞開式加料口 1將氣化物料加入爐內(nèi)φ 1. 0米，高2. 5米的氣化室2中后，再將炭化物料加入爐內(nèi)Φ 1. 0米，高3. 6米的炭化室20中，運行時先啟動設(shè)置在爐外的負壓羅茨風(fēng)機，而后點燃爐內(nèi)氣化室2中的氣化物料與空氣(氣化劑)發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)出 400-600°C的高溫燃氣，通過設(shè)置在氣化室下部的燃氣聯(lián)通管口 14進入設(shè)置在爐內(nèi)炭化室 20下部的爐內(nèi)抽氣圈13，高溫燃氣通過爐內(nèi)抽氣圈13周邊下口分布均勻的由爐內(nèi)炭化室 20的下部自下而上的對加入爐內(nèi)炭化室20中的炭化物料進行干餾炭化生產(chǎn)生物質(zhì)炭，同時釋放出揮發(fā)份中的碳氫化合物CmHmm，甲烷CH4等高發(fā)熱量烴類物質(zhì)與從爐內(nèi)氣化室進入的低熱值燃氣混合成5000-6000KJ/m3的炭化燃氣，經(jīng)抽吸燃氣管口 17抽吸炭化燃氣，將炭化燃氣中的木醋酸、木焦油、乙酸等工業(yè)化工原料也抽出爐外經(jīng)用干法凈化燃氣系統(tǒng)分離出潔凈的優(yōu)質(zhì)氣體燃料供給農(nóng)村居民飲事燒用潔凈的優(yōu)質(zhì)氣體燃料。炭化物料在經(jīng)爐內(nèi)炭化室20中干餾炭化后生產(chǎn)的生物質(zhì)炭經(jīng)設(shè)置在集炭室12下部的出炭管口排出爐外。該爐運行時每小時耗用氣化物料120kg可生產(chǎn)秸稈燃氣MOm3，炭灰12kg。該爐運行時每小時耗用炭化物料IOOkg可生產(chǎn)干餾燃氣70m3，生物質(zhì)干餾炭 35kg，木醋酸Wkg，木焦油1. 5kg，炭灰12kg。以上合計每小時耗用秸稈成型物料220kg，生產(chǎn)炭化燃氣310m3，生產(chǎn)生物質(zhì)干餾炭35kg，木醋酸Wkg，木焦油1. 5kg，炭灰12kg。實施例3 以稻殼、果殼等物料通過敞開式加料口 1將氣化物料加入爐內(nèi)Φ 1.2米，高2. 5米的氣化室2中后，再將炭化物料加入爐內(nèi)Φ 1. O米，高3. 6米的炭化室20中，運行時先啟動設(shè)置在爐外的負壓羅茨風(fēng)機，而后點燃爐內(nèi)氣化室2中的氣化物料與空氣(氣化劑)發(fā)生氣化反應(yīng)，產(chǎn)出400-600°C的高溫燃氣，通過設(shè)置在氣化室下部的燃氣聯(lián)通管口 14進入設(shè)置在爐內(nèi)炭化室20下部的爐內(nèi)抽氣圈13，高溫燃氣通過爐內(nèi)抽氣圈13的周邊分布均勻的由爐內(nèi)炭化室20的下部自下而上的對加入爐內(nèi)炭化室20中的炭化物料進行干餾炭化生產(chǎn)生物質(zhì)炭，同時釋放出揮發(fā)份中的碳氫化合物CmHmm，甲烷CH4等高發(fā)熱量烴類物質(zhì)與從爐內(nèi)氣化室進入的低熱值燃氣混合成5000-6000KJ/m3的炭化燃氣，經(jīng)設(shè)置在爐內(nèi)炭化室20 的上部抽吸燃氣管口 17，將炭化燃氣中的木醋酸、木焦油、乙酸等工業(yè)化工原料也抽出爐外經(jīng)用干法凈化燃氣系統(tǒng)分離出潔凈的優(yōu)質(zhì)氣體燃料供給農(nóng)村居民飲事燒用潔凈的優(yōu)質(zhì)氣體燃料。氣化物料在爐內(nèi)氣化室2中氣化反應(yīng)后的炭灰落入設(shè)置在爐內(nèi)氣化室2的下部集灰室6中，再通過設(shè)置在集灰室6的下部出灰管口 9排出爐外。炭化物料在經(jīng)爐內(nèi)炭化室20中干餾炭化后生產(chǎn)的生物質(zhì)炭經(jīng)設(shè)置在集炭室12下部的出炭管口排出爐外。該爐運行時每小時耗用氣化物料160kg可生產(chǎn)秸稈燃氣320m3，炭灰16kg。該爐運行時每小時耗用炭化物料120kg可生產(chǎn)干餾燃氣85m3，生物質(zhì)干餾炭 42kg，木醋酸20kg，木焦油^ig,炭灰16kg。以上合計每小時耗用秸稈成型物料^Okg,生產(chǎn)炭化燃氣400m3，生產(chǎn)生物質(zhì)干餾炭42kg，木醋酸20kg，木焦油^cg,炭灰16kg。
權(quán)利要求
1.秸稈氣化爐，其結(jié)構(gòu)是在爐內(nèi)氣化室的上部設(shè)有敞開式加料口，在爐內(nèi)氣化室的周邊設(shè)有氣化室耐內(nèi)襯，在爐內(nèi)氣化室的中部設(shè)有氣化室爐排，在氣化室爐排的下部設(shè)有清灰爐門和燃氣聯(lián)通口，在清灰爐門的下部設(shè)有集灰室，在集灰室的下部設(shè)有出灰管口，在氣化室耐火內(nèi)襯的外部設(shè)有氣化室爐體水套，在氣化室爐體水套的下部設(shè)氣化爐座，在炭化室的頂部設(shè)有密封加料管口，在密封加料管口的下部設(shè)炭化室爐頂，在炭化室爐頂?shù)膫?cè)面設(shè)有抽吸燃氣管口，在抽吸燃氣管口的下部設(shè)有爐體聯(lián)接閥蘭，在爐體聯(lián)接法蘭的下部設(shè)有炭化室爐體水套，在炭化室爐體水套內(nèi)設(shè)有炭化室耐火內(nèi)襯，在炭化室的下部設(shè)有爐內(nèi)抽氣圈，在爐內(nèi)抽氣圈的下部設(shè)有集炭室，在集炭室的下部設(shè)有出炭口，在炭化室爐體水套的下部設(shè)有炭化室爐座。
2.秸稈氣化爐生產(chǎn)燃氣的方法，其特征是在爐體內(nèi)前后設(shè)置氣化室和炭化室，氣化室采用下吸式氣化原理將秸稈經(jīng)粉碎成型后用作氣化物料加入設(shè)置在爐內(nèi)的氣化室中；將成型后物料加入設(shè)置在爐內(nèi)的炭化室中，運行時先開啟設(shè)置在爐外的負壓羅茨風(fēng)機；點燃氣化室中的氣化物料，使氣化物料在氣化室中進行氣化反應(yīng)產(chǎn)生出400-600°C的高溫燃氣，通過設(shè)置在炭化室下部的燃氣聯(lián)通口進入爐內(nèi)的炭化室，經(jīng)設(shè)置在炭化室下部的抽氣圈周邊分布均勻的從炭化室底部自下而上地對炭化室中的炭化物料進行干餾炭化成生物質(zhì)炭，同時釋放出揮發(fā)份中的碳氫化合物CmHmm、甲烷GH4高發(fā)量的烴類物質(zhì)與從氣化室進入的低熱值燃氣混合成5000-6000KJ/m3的炭化燃氣；從炭化燃氣中分離出潔凈的氣體燃料和木醋酸、木焦油、乙酸。
全文摘要
本發(fā)明是秸稈氣化爐及其生產(chǎn)燃氣的方法，秸稈氣化爐的結(jié)構(gòu)包括敞開式加料口、爐內(nèi)氣化室、氣化室耐火內(nèi)襯、氣化室爐排、氣化室爐體水套、集灰室、清灰爐門、氣化室爐座、出灰管口、出炭管口、炭化室爐座、集炭室、爐內(nèi)抽氣圈、燃氣聯(lián)通口、炭化室爐體水套、爐體聯(lián)接閥蘭、抽吸燃氣管口、密封加料管口、炭化室爐頂、炭化室、炭化室耐火內(nèi)襯。優(yōu)點氣化運行時，將燃氣中的載體熱能在爐內(nèi)直接用于干餾炭化秸稈，生產(chǎn)生物質(zhì)炭化燃氣替代石油液化氣，為農(nóng)村提供新的潔凈優(yōu)質(zhì)廉價的氣體燃料。產(chǎn)出的燃氣不用水洗冷卻凈化，分離出燃氣中的工業(yè)化工原料，無污水排放，氣化秸稈時將產(chǎn)出具有高附加值的伴生產(chǎn)品干餾炭、木醋酸、木焦油、乙酸工業(yè)化工原料。
文檔編號C10B49/02GK102191084SQ20101012247
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者張琥, 韓璋鑫 申請人:張琥, 韓璋鑫