專利名稱：生物質(zhì)空氣-水蒸汽氣化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣化領(lǐng)域，具體是涉及一種利用生物質(zhì)燃料制備生物質(zhì)燃氣的設(shè)備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)燃氣是一種可替代化石能源的綠色能源，它的原料為生物質(zhì)物料，如秸桿、甘蔗渣、稻桿、稻殼(糠)、廢木材、樹皮、鋸末、木屑等，通過氣化設(shè)備對其高溫(650°C以上)熱解反應(yīng)后，能夠制出生物質(zhì)燃氣。生物質(zhì)氣化制取燃氣是一種先進的生物質(zhì)能熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方式，其中，生物質(zhì)空氣-水蒸汽氣化是一種投資相對較低，產(chǎn)氣質(zhì)量也較好的氣化方法。在這種氣化中，水蒸汽重整所需要的熱量可以由空氣的部分燃燒供給。但這種氣化方式并未得到廣泛應(yīng)用，原因在于水蒸汽加入點過于集中，使水蒸汽與反反應(yīng)物的混合不完全，造成反應(yīng)不充分，最終導(dǎo)致制備出的生物質(zhì)燃氣的產(chǎn)出率低，且熱值低，無法大規(guī)模工業(yè)化?？諝?水蒸汽氣化器的燃燒技術(shù)主要是爐排層燃燒和流化床燃燒技術(shù)，其中，采用爐排層燃技術(shù)的缺點是燃料燃燒不完全，過量空氣系數(shù)較高，導(dǎo)致熱效率偏低；另者，如采用流化床燃燒爐，一般是應(yīng)用于大型鍋爐，其投資巨大，生產(chǎn)成本高，不能在中小企業(yè)中大力推應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種能夠制備出高熱值、產(chǎn)生率高的氣化系統(tǒng)。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種生物質(zhì)空氣-水蒸汽氣化系統(tǒng)，由以下設(shè)備組成卸料間，用于收集運輸車得到的生物質(zhì)燃料；提升機，用于將卸料間的生物質(zhì)燃料輸送至料倉；料倉，用于儲存生物質(zhì)燃料；輸送帶，用于將料倉的生物質(zhì)燃料輸送至爐前料倉；爐前料倉，用于調(diào)理生物質(zhì)燃料；螺旋輸送機，用于定量輸送生物質(zhì)燃料；氣化器，用于制備出生物質(zhì)燃氣；旋風(fēng)分離器，用于分離生物質(zhì)燃氣中含有的未燃盡顆粒及雜質(zhì)；放散裝置，用于釋放過壓的生物質(zhì)燃氣；鼓風(fēng)機，用于向氣化器輸送空氣；所述氣化器的燃燒室通過至少一路水蒸汽管道連通蒸汽鍋爐，蒸汽鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽通過水蒸汽管道輸入到燃燒室內(nèi)與生物質(zhì)燃料熱解燃燒過程中的反應(yīng)物發(fā)生氣化反應(yīng)。進一步地，所述燃燒室連通三路水蒸汽管道，每路水蒸汽管道出口在燃燒室中處于不同位置。所述水蒸汽管道的入口連接水蒸汽分配器，水蒸汽分配器將水蒸汽定量分配到每路水蒸汽管道中。所述水蒸汽分配器為圓圈形結(jié)構(gòu)管道，水蒸汽管道在水蒸汽分配器上繞圓周中心徑向均勻分布。所述每路水蒸汽管道安裝有截止閥和/或壓力表。所述水蒸汽分配器的入口連接水蒸汽總管，其出口連接排水閥，如疏水閥。
所述水蒸汽總管安裝減壓閥和/或流量計。所述氣化器的壁體開設(shè)有至少一通孔且該通孔與水蒸汽管道連通，通孔內(nèi)壁與燃燒室內(nèi)壁相切，水蒸汽由通孔切向輸入到燃燒室內(nèi)與參與氣化反應(yīng)，產(chǎn)生生物質(zhì)燃氣。所述氣化器壁體的外表層包裹一層外筒體，外筒體與保層外表形成冷卻室，冷卻室內(nèi)填充具有流動性的冷卻液，冷卻液與保溫層進行熱交換，所述壁體與外筒之間設(shè)置有若干塊支撐板。所述放散裝置的放散口與氣化器的空氣入口通過燃氣管道連通，實現(xiàn)將過壓的多余燃氣輸入到氣化器循環(huán)燃燒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于以空氣作為氣化劑的基礎(chǔ)上，在氣化器設(shè)置了水蒸汽管路，引入水蒸汽作為氣化劑參與氣化反應(yīng)，使生物質(zhì)燃料熱解燃燒并氣化后獲得中熱值(1800 2000Kcal/N m3)的生物質(zhì)燃氣，熱值提高30 40%，燃氣產(chǎn)出率提高20%。在氣化器的燃燒過程中，氣化反應(yīng)所需的熱能來源于氣化器中的生物質(zhì)燃料，實現(xiàn)自熱平衡。水蒸汽由多路水蒸汽管道輸入到氣化器的燃燒室內(nèi)，以分散形式從不同位置輸入水蒸汽，使與燃燒內(nèi)反應(yīng)物(生物質(zhì)碳和熱解燃燒產(chǎn)生的氣體)充分混合，進一步氣化反應(yīng)達到更完全的目的。


圖1為氣化系統(tǒng)的組成圖。圖2為氣化器的水蒸汽管路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為氣化器爐體的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為氣化器爐體的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意。下面，結(jié)合最佳實施例對本發(fā)明進一步具體描述。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明生物質(zhì)空氣-水蒸汽氣化系統(tǒng)，由卸料間10、提升機14、儲料倉8、輸送帶13、斜角輸送帶9、爐前料倉6、螺旋輸送機7、氣化器1、一級旋風(fēng)分離器2、放散裝置12、二級旋風(fēng)分離器3、鼓風(fēng)機4、熱交換裝置5組成。如圖2所示，本發(fā)明氣化器是一臺0. 5噸/時的氣化爐，以流化床為最佳。氣化器的爐體15連接水蒸汽管路組件，給爐體15內(nèi)的燃燒室16提供高溫水蒸汽。燃燒室為中空的圓筒形體。爐體15 (燃燒室)的壁體開設(shè)三個通孔M，通孔M在爐體15的橫截面上呈圓周均勻布置，通孔M的位置位于燃燒層。水蒸汽管路組件，由三路水蒸汽管路25、水蒸汽分配器17和水蒸汽總管18組成。水蒸汽分配器17為圓圈形狀，其內(nèi)圓側(cè)連接三路水蒸汽管路25，每一路水蒸汽管路25也呈圓周均勻布置，每一路水蒸汽管路25與通孔M直線連通。水蒸汽分配器17的入口連接水蒸汽總管18，而出口連接疏水閥沈。每一路水蒸汽管路25均安裝有壓力表27和截止閥23。水蒸汽總管18安裝有壓力表20、流量計21和減壓閥22。水蒸汽總管連接一臺0. 5噸/時的蒸汽鍋爐19。如圖3和圖4所示，氣化爐的主體(爐體)由保溫層32、點火器、風(fēng)機36、液位計34、防爆門、人孔、觀火孔和外殼體觀組成，整體上橫向放置。保溫層32呈中空的圓筒形，其內(nèi)部的圓筒形空腔作為燃燒室16。保溫層32的材料為耐高溫材料，其內(nèi)部焊接密布有J形抓釘，以加固保溫層32。保溫層32的壁體上開設(shè)有三個進料口 31，進料口 31的側(cè)壁與保溫層32的壁體相切。進料口 31的入口與風(fēng)室33相通，風(fēng)室33通過風(fēng)管35與風(fēng)機36連通。當(dāng)生物質(zhì)粉料從進料口 31進入燃燒室時，風(fēng)機36向進料口 31切向吹入空氣，使粉料在燃燒室16中旋風(fēng)式卷起，與空氣充分混合燃燒。保溫層32的外壁包覆有外殼體觀，保溫層32和外殼體觀之間設(shè)置有若干塊支撐板四。支撐板四為圓環(huán)形狀，其周圍開設(shè)有一個90°缺口，每塊支撐板的缺口朝向各不相同，有利于增加水流的振動性。保溫層32與外殼體觀之間的空間形成冷卻室，里面可填充水。外殼體觀的上部連接排氣管30 (與冷卻室連通)，用于將冷卻室的蒸汽排出。冷卻室連接液位計34，用于監(jiān)視冷卻室的水位。通孔M的軸向內(nèi)壁與燃燒室16的內(nèi)壁相切，有利于水蒸汽切向輸入到燃燒室16內(nèi)，與燃燒室內(nèi)的反應(yīng)物充分混合。放散裝置12的放散出口連接循環(huán)管路11，循環(huán)管路11接入到氣化爐的燃燒室16內(nèi)，給燃燒室循環(huán)利用。本系統(tǒng)的工作過程如下生物質(zhì)燃料從卸料間10由提升機14提升到儲料倉8儲存，需要制氣時，燃料從儲料倉8經(jīng)水平輸送帶13及斜角輸送帶9進入爐前料倉6，經(jīng)過攪拌后由螺旋輸送機7定量輸入到氣化器1，此時，鼓風(fēng)機4向氣化器1送風(fēng)，以提供燃燒所需的空氣，控制空氣當(dāng)量比25，加入催化劑，如白云石、橄欖石、氧化鋁等，在常壓或微正壓條件下燃燒生物質(zhì)燃料產(chǎn)生反應(yīng)物(生物質(zhì)碳和反應(yīng)氣體)，氣化器內(nèi)部溫度達到850°C左右時，通入0. 6Mpa的120°C的水蒸汽與反應(yīng)物參與氣化反應(yīng)，控制水蒸汽/生物質(zhì)燃料質(zhì)量比S/B為0. 5，經(jīng)過2s左右反應(yīng)時間，產(chǎn)生生物質(zhì)燃氣，其中產(chǎn)生的固體廢棄物排出氣化器外，接著，燃氣和未完全反應(yīng)的生物質(zhì)燃料進入一級旋風(fēng)分離器2，經(jīng)分離后較純凈燃氣和較細灰份進入二級旋風(fēng)分離器3，最終分離出純凈燃氣，而一些未完全反應(yīng)的灰份和碳返回氣化器1循環(huán)利用，純凈燃氣進入熱交換裝置5加熱用于反應(yīng)的空氣，通過熱交換后，燃氣被降溫后供工業(yè)生產(chǎn)，多余的燃氣進入放散裝置12處理后，由循環(huán)管路11返回氣化器循環(huán)利用。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)空氣-水蒸汽氣化系統(tǒng)，由以下設(shè)備組成 卸料間，用于收集運輸車得到的生物質(zhì)燃料；提升機，用于將卸料間的生物質(zhì)燃料輸送至料倉； 料倉，用于儲存生物質(zhì)燃料； 輸送帶，用于將料倉的生物質(zhì)燃料輸送至爐前料倉； 爐前料倉，用于調(diào)理生物質(zhì)燃料； 螺旋輸送機，用于定量輸送生物質(zhì)燃料； 氣化器，用于制備出生物質(zhì)燃氣；旋風(fēng)分離器，用于分離生物質(zhì)燃氣中含有的未燃盡顆粒及雜質(zhì)； 放散裝置，用于釋放過壓的生物質(zhì)燃氣； 鼓風(fēng)機，用于向氣化器輸送空氣；其特征在于，所述氣化器的燃燒室通過至少一路水蒸汽管道連通蒸汽鍋爐，蒸汽鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽通過水蒸汽管道輸入到燃燒室內(nèi)與生物質(zhì)燃料熱解燃燒過程中的反應(yīng)物發(fā)生氣化反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒室連通三路水蒸汽管道，每路水蒸汽管道出口在燃燒室中處于不同位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述水蒸汽管道的入口連接水蒸汽分配器，水蒸汽分配器將水蒸汽定量分配到每路水蒸汽管道中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述水蒸汽分配器為圓圈形結(jié)構(gòu)管道，水蒸汽管道在水蒸汽分配器上繞圓周中心徑向均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述每路水蒸汽管道安裝有截止閥和/或壓力表。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述水蒸汽分配器的入口連接水蒸汽總管，其出口連接排水閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述水蒸汽總管安裝減壓閥和/或流量計。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器的壁體開設(shè)有至少一通孔且該通孔與水蒸汽管道連通，通孔內(nèi)壁與燃燒室內(nèi)壁相切，水蒸汽由通孔切向輸入到燃燒室內(nèi)與參與氣化反應(yīng)，產(chǎn)生生物質(zhì)燃氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化器壁體的外表層包裹一層外筒體，外筒體與保層外表形成冷卻室，冷卻室內(nèi)填充具有流動性的冷卻液，冷卻液與保溫層進行熱交換，所述壁體與外筒之間設(shè)置有若干塊支撐板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述放散裝置的放散口與氣化器的空氣入口通過燃氣管道連通，實現(xiàn)將過壓的多余燃氣輸入到氣化器循環(huán)燃燒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物質(zhì)空氣-水蒸汽氣化系統(tǒng)，卸料間，提升機，料倉，輸送帶，爐前料倉，螺旋輸送機，氣化器，旋風(fēng)分離器，放散裝置，鼓風(fēng)機等，其中氣化器的燃燒室通過至少一路水蒸汽管道連通蒸汽鍋爐，蒸汽鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽通過水蒸汽管道輸入到燃燒室內(nèi)與生物質(zhì)燃料熱解燃燒過程中的反應(yīng)物發(fā)生氣化反應(yīng)。由于以空氣作為氣化劑的基礎(chǔ)上，在氣化器設(shè)置了水蒸汽管路，引入水蒸汽作為氣化劑參與氣化反應(yīng)，使生物質(zhì)燃料熱解燃燒并氣化后獲得中熱值的生物質(zhì)燃氣，熱值提高30～40％，燃氣產(chǎn)出率提高20％。
文檔編號C10J3/80GK102367392SQ201110173628
公開日2012年3月7日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者劉安慶, 常厚春, 張開輝, 繆麒, 陳平, 陳燕芳, 馬革 申請人:廣州迪森熱能技術(shù)股份有限公司