生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置及氣化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置及氣化方法，包括爐殼、爐殼內(nèi)設(shè)有氣化室和合成氣冷卻室，氣化室分為上、下段氣化室，上段氣化室頂部設(shè)有合成氣出口，上、下段氣化室的軸線垂直相交，合成氣冷卻室設(shè)置在下段氣化室下方，爐殼底部設(shè)置有渣池，渣池底部設(shè)有渣池排渣口，上段端氣化室四周設(shè)有至少一層側(cè)面工藝燒嘴室，至少兩個(gè)側(cè)面工藝燒嘴對(duì)稱設(shè)置在側(cè)面工藝燒嘴室內(nèi)，所述下段氣化室兩側(cè)同軸設(shè)有對(duì)置式工藝燒嘴室，兩個(gè)對(duì)置式工藝燒嘴同軸設(shè)于對(duì)置式工藝燒嘴室，側(cè)面工藝燒嘴室與下段氣化室之間設(shè)有至少兩個(gè)二次給氧噴槍室，二次給氧噴槍室內(nèi)安裝有二次給氧噴槍。本發(fā)明可連續(xù)對(duì)純氧燃?xì)膺M(jìn)行氣化，與間歇式氣化工藝相比產(chǎn)氣量增加1倍。
【專利說(shuō)明】生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置及氣化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置及氣化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨通常的燃料燃燒都以空氣作為助燃劑，空氣中含有21 %的氧氣，79%的氮?dú)?，在燃燒反正中只有氧氣起到作用，氮?dú)獬隽咸厥庥猛就?，僅僅作為稀釋劑。大量的氮?dú)獍装孜杖紵磻?yīng)熱，如果不加以回收，不僅加大了溫室效應(yīng)，而且在然手反應(yīng)過(guò)程易產(chǎn)生NOx氣體，進(jìn)一步造成環(huán)境污染 。從20世紀(jì)60年代，人們酒吧純氧作為助燃劑的燃燒器推薦到工業(yè)上，而近10多年來(lái)，從節(jié)能和減少污染排放的迫切需要出發(fā)，更加需要一種生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置及氣化方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置，包括爐殼、爐殼內(nèi)設(shè)有氣化室和合成氣冷卻室，所述氣化室分為上段氣化室和下段氣化室，所述上段氣化室頂部設(shè)有頂置合成氣出口，所述下端氣化室通過(guò)中部喉口段與所述上段氣化室連接，所述上、下段氣化室的軸線垂直相交，所述合成氣冷卻室設(shè)置在下段氣化室下方，氣化室錐形渣口設(shè)置在下段氣化室底部，所述爐殼底部設(shè)置有渣池，渣池底部設(shè)有渣池排渣口，所述上段端氣化室四周設(shè)有至少一層側(cè)面工藝燒嘴室，至少兩個(gè)側(cè)面工藝燒嘴對(duì)稱設(shè)置在側(cè)面工藝燒嘴室內(nèi)，所述下段氣化室兩側(cè)同軸設(shè)有對(duì)置式工藝燒嘴室，兩個(gè)對(duì)置式工藝燒嘴同軸設(shè)于對(duì)置式工藝燒嘴室，所述側(cè)面工藝燒嘴室與下段氣化室之間的上段氣化室上設(shè)有至少兩個(gè)二次給氧噴槍室，所述二次給氧噴槍室內(nèi)安裝有二次給氧噴槍。
[0005]所述的合成氣冷卻室包括激冷環(huán)、下降管、折流管和下部合成氣出口，所述激冷環(huán)設(shè)置在合成冷卻室上部，所述激冷環(huán)上設(shè)有激冷水入口。
[0006]所述爐殼與上、下氣化室外壁直徑填充有耐火保溫材料。
[0007]所述的側(cè)面工藝燒嘴軸線與所述上段氣化室的徑向的夾角α為1.5°~7.5°，所述側(cè)面工藝燒嘴與所述上段氣化室軸線的夾角@為1.5°~9.5°。
[0008]所述的爐殼為承壓殼體。
[0009]一種含有上述生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置的氣化方法，將燃料和氣化劑一通分別從所述側(cè)面工藝燒嘴和對(duì)置式工藝燒嘴送入氣化裝置，燃料所需的剩余部分氣化劑有二次給氧噴槍同時(shí)送入氣化室。
[0010]從所述二次給氧噴槍送入的氣化劑量占總操作氣化劑量的4%~22%。
[0011]所述的燃料為木粉、碳粉或稻殼粉。
[0012]本發(fā)明的有益效是果:
本發(fā)明生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置分連段式通入燃料，下段氣化室主要為燃燒和氣化反應(yīng)去，上段氣化室為氣化反應(yīng)區(qū)，實(shí)現(xiàn)燃料氣化分區(qū)，是氣化室內(nèi)溫度場(chǎng)分布更加合理，大大提高了保溫材料的使用壽命；且采用多級(jí)多燒嘴設(shè)計(jì)，在氣化室大規(guī)模放大具有明顯優(yōu)勢(shì)，上段氣化室側(cè)面工藝燒嘴層數(shù)和燒嘴數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要確定，氣化室的整體氣化符合的可控性較強(qiáng)；本發(fā)明氣化裝置采用分解給氧的方式通入氣化所需的氣化劑，將部分氧氣分流至側(cè)面工藝燒嘴室和二次給氧噴槍進(jìn)入氣化裝置，改善了氣化爐的溫度分布，由于二次給氧室設(shè)在上段氣化室的中下部，因此提高了其化裝置的中下部溫度，促進(jìn)了氣化室中下部的燃燒，并確保了排渣的順利實(shí)現(xiàn)，避免了渣池排渣口堵渣；
本發(fā)明氣化裝置和工藝可連續(xù) 對(duì)純氧燃?xì)膺M(jìn)行氣化，與傳統(tǒng)間歇式氣化工藝相比，單爐產(chǎn)氣量增加I倍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中A-A的剖視結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖中標(biāo)號(hào)，1、爐殼，2、對(duì)置式工藝燒嘴室，3、對(duì)置式工藝燒嘴，4、下段氣化室，5、側(cè)面工藝燒嘴室，6、側(cè)面工藝燒嘴，7、上段氣化室，8、頂置合成氣出口，9、急冷水入口，10、激冷環(huán)，11、下部合成其出口，12、下降管，13、折流管，14，渣池、15、渣池排渣口，16、喉口段，17、耐火保溫層，18、二次給氧噴槍室，19、二次給氧噴槍。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
實(shí)施例1:參見(jiàn)圖1和圖2，一種生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置，包括爐殼、爐殼內(nèi)設(shè)有氣化室和合成氣冷卻室，所述氣化室分為上段氣化室和下段氣化室，所述上段氣化室頂部設(shè)有頂置合成氣出口，所述下端氣化室通過(guò)中部喉口段與所述上段氣化室連接，所述上、下段氣化室的軸線垂直相交，所述合成氣冷卻室設(shè)置在下段氣化室下方，氣化室錐形渣口設(shè)置在下段氣化室底部，所述爐殼底部設(shè)置有渣池，渣池底部設(shè)有渣池排渣口，所述上段端氣化室四周設(shè)有至少一層側(cè)面工藝燒嘴室，至少兩個(gè)側(cè)面工藝燒嘴對(duì)稱設(shè)置在側(cè)面工藝燒嘴室內(nèi)，所述下段氣化室兩側(cè)同軸設(shè)有對(duì)置式工藝燒嘴室，兩個(gè)對(duì)置式工藝燒嘴同軸設(shè)于對(duì)置式工藝燒嘴室，所述側(cè)面工藝燒嘴室與下段氣化室之間的上段氣化室上設(shè)有至少兩個(gè)二次給氧噴槍室，所述二次給氧噴槍室內(nèi)安裝有二次給氧噴槍。
[0016]所述的合成氣冷卻室包括激冷環(huán)、下降管、折流管和下部合成氣出口，所述激冷環(huán)設(shè)置在合成冷卻室上部，所述激冷環(huán)上設(shè)有激冷水入口。
[0017]所述爐殼與上、下氣化室外壁直徑填充有耐火保溫材料。
[0018]所述的側(cè)面工藝燒嘴軸線與所述上段氣化室的徑向的夾角a為L(zhǎng)5。，所述側(cè)面工藝燒嘴與所述上段氣化室軸線的夾角@為1.5°。
[0019]所述的爐殼為承壓殼體。
[0020]實(shí)施例2:圖未畫出，實(shí)施例2與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)基本相同，相同之處不重述，不同之處在于:所述的側(cè)面工藝燒嘴軸線與所述上段氣化室的徑向的夾角α為5°，所述側(cè)面工藝燒嘴與所述上段氣化室軸線的夾角@為5.5°。
[0021]實(shí)施例3:圖未畫出，實(shí)施例3與實(shí)施例1結(jié)構(gòu)基本相同，相同之處不重述，不同之處在于:所述的側(cè)面工藝燒嘴軸線與所述上段氣化室的徑向的夾角α*7.5°，所述側(cè)面工藝燒嘴與所述上段氣化室軸線的夾角0為9.5°。
[0022]實(shí)施例4:所述的側(cè)面工藝燒嘴軸線與所述上段氣化室的徑向的夾角α為3。，所述側(cè)面工藝燒嘴與所述上段氣化室軸線的夾角β為6°。
[0023]實(shí)施例5:—種含有上述的生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置的氣化方法，將燃料和氣化劑一通分別從所述側(cè)面工藝燒嘴和對(duì)置式工藝燒嘴送入氣化裝置，燃料所需的剩余部分氣化劑有二次給氧噴槍同時(shí)送入氣化室。
[0024]從所述二次給氧噴槍送入的氣化劑量占總操作氣化劑量的4%。
[0025]所述的燃料為木粉 、碳粉或稻殼粉。
[0026]實(shí)施例6:實(shí)施例6與實(shí)施例5基本相同,相同之處不重述,不同之處在于:從所述二次給氧噴槍送入的氣化劑量占總操作氣化劑量的22%。
[0027]實(shí)施例7:實(shí)施例7與實(shí)施例5基本相同,相同之處不重述,不同之處在于:從所述二次給氧噴槍送入的氣化劑量占總操作氣化劑量的13%。
[0028]實(shí)施例8:實(shí)施例8與實(shí)施例5基本相同,相同之處不重述,不同之處在于:從所述二次給氧噴槍送入的氣化劑量占總操作氣化劑量的8%。
[0029]以上【具體實(shí)施方式】?jī)H為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置，包括爐殼、爐殼內(nèi)設(shè)有氣化室和合成氣冷卻室，其特征是:所述氣化室分為上段氣化室和下段氣化室，所述上段氣化室頂部設(shè)有頂置合成氣出口，所述下端氣化室通過(guò)中部喉口段與所述上段氣化室連接，所述上、下段氣化室的軸線垂直相交，所述合成氣冷卻室設(shè)置在下段氣化室下方，氣化室錐形渣口設(shè)置在下段氣化室底部，所述爐殼底部設(shè)置有渣池，渣池底部設(shè)有渣池排渣口，所述上段端氣化室四周設(shè)有至少一層側(cè)面工藝燒嘴室，至少兩個(gè)側(cè)面工藝燒嘴對(duì)稱設(shè)置在側(cè)面工藝燒嘴室內(nèi)，所述下段氣化室兩側(cè)同軸設(shè)有對(duì)置式工藝燒嘴室，兩個(gè)對(duì)置式工藝燒嘴同軸設(shè)于對(duì)置式工藝燒嘴室，所述側(cè)面工藝燒嘴室與下段氣化室之間的上段氣化室上設(shè)有至少兩個(gè)二次給氧噴槍室，所述二次給氧噴槍室內(nèi)安裝有二次給氧噴槍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置，其特征是:所述的合成氣冷卻室包括激冷環(huán)、下降管、折流管和下部合成氣出口，所述激冷環(huán)設(shè)置在合成冷卻室上部，所述激冷環(huán)上設(shè)有激冷水入口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置，其特征是:所述爐殼與上、下氣化室外壁直徑填充有耐火保溫材料形成耐火保溫層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置，其特征是:所述的側(cè)面工藝燒嘴軸線與所述上段氣化室的徑向的夾角α為1.5°~7.5°，所述側(cè)面工藝燒嘴與所述上段氣化室軸線的夾角3為1.5°~9.5°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置，其特征是:所述的爐殼為承壓殼體。
6.一種含有權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置的氣化方法，其特征是:將燃料和氣化劑一通分別從所述側(cè)面工藝燒嘴和對(duì)置式工藝燒嘴送入氣化裝置，燃料所需的剩余部分氣化劑有二次給氧噴槍同時(shí)送入氣化室。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置的氣化方法，其特征是:從所述二次給氧噴槍送 入的氣化劑量占總操作氣化劑量的4%~22%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生物質(zhì)兩段式氣流床氣化裝置的氣化方法，其特征是:所述的燃料為木粉、碳粉或稻殼粉。
【文檔編號(hào)】C10J3/46GK103740410SQ201310725604
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】吳得治, 武華, 武偉, 吳其澤, 許兵兵, 張飛, 李強(qiáng), 唐劍鋒 申請(qǐng)人:河南金土地煤氣工程有限公司