本發(fā)明涉及一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置。

背景技術(shù)：

1、生物質(zhì)氣化是利用空氣中的氧氣或含氧物作氣化劑，在高溫條件下將生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為可燃?xì)猓ㄖ饕菤錃狻⒁谎趸己图淄椋┑臒峄瘜W(xué)反應(yīng)。生物質(zhì)氣化技術(shù)對(duì)處理大量的農(nóng)林廢棄物、減輕環(huán)境污染、替代化石能源及實(shí)現(xiàn)碳中和等多方面都發(fā)揮著積極的作用。目前，國內(nèi)較為盛行的氣化爐形式為固定床上吸式和固定床下吸式兩種，在食品、紡織、化工及園區(qū)集中供熱等方面均得到了廣泛應(yīng)用。但是目前固定床氣化爐存在兩大技術(shù)痛點(diǎn)，一是使用水冷套對(duì)氣化區(qū)域的爐壁進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，冷卻水帶走大量的熱量不能得到有效利用，二是氣化副產(chǎn)品（炭）均以排渣方式排出爐外，沒有進(jìn)一步氣化，甚至部分裝置排出的是濕炭，這兩個(gè)技術(shù)痛點(diǎn)嚴(yán)重拉低了氣化爐效率。

2、本發(fā)明提出了一種全新的流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，利用流化床傳熱效率高、溫度均勻、氣固傳質(zhì)速率快、反應(yīng)速度快的特點(diǎn)，提升生物質(zhì)物料的氣化效率。同時(shí)取消了水冷套，利用生物質(zhì)高溫燃?xì)庾鳛榻橘|(zhì)將損失的熱量利用至后方燃?xì)忮仩t中，極大提升了氣化爐的效率。

3、不同于常規(guī)的流化床氣化裝置，本發(fā)明專利增設(shè)了鼓泡床，并在鼓泡床通入蒸汽，將流化床氣化副產(chǎn)品（炭）氣化為可燃?xì)怏w，進(jìn)一步提升了氣化裝置的氣化效率。

4、可以預(yù)見本裝置的實(shí)施，將是生物質(zhì)氣化技術(shù)的重大突破，能夠?qū)⑸镔|(zhì)能“吃干榨盡”，生物質(zhì)能的利用推進(jìn)到高效、清潔和大型化的高度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)目前生物質(zhì)氣化效率不高、氣化不徹底的行業(yè)痛點(diǎn)進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，以提高生物質(zhì)氣化效率。

2、本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的方案是，一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，包括生物質(zhì)氣化裝置、進(jìn)燃料系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、床料補(bǔ)給系統(tǒng)、旋風(fēng)分離器、生物質(zhì)高溫燃?xì)鈱Ｓ缅仩t、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等，所述生物質(zhì)氣化裝置中包括流化床和鼓泡床，生物質(zhì)通過生物質(zhì)進(jìn)燃料系統(tǒng)送入流化床進(jìn)行欠氧燃燒，所述鼓風(fēng)機(jī)安裝于生物質(zhì)氣化裝置進(jìn)風(fēng)管道上，生物質(zhì)在流化床進(jìn)行欠氧燃燒后，被送入鼓泡床與蒸汽繼續(xù)氣化，流化床與鼓泡床產(chǎn)生的生物質(zhì)高溫燃?xì)鈨艋笏腿肷镔|(zhì)高溫燃?xì)鈱Ｓ缅仩t燃燒。

3、進(jìn)一步的，在流化床區(qū)域，生物質(zhì)完成了干燥、揮發(fā)分析出、氧化反應(yīng)和部分還原反應(yīng)。

4、進(jìn)一步的，在鼓泡床區(qū)域，經(jīng)流化床反應(yīng)后的炭顆粒，與通入的蒸汽反應(yīng)，進(jìn)一步生成可燃?xì)怏w。

5、進(jìn)一步的，床料補(bǔ)給系統(tǒng)提供流化床首次啟動(dòng)及正常運(yùn)行過程中所需的底料供給。

6、進(jìn)一步的，旋風(fēng)分離器回收燃?xì)庵械奈捶磻?yīng)炭顆粒，返回到鼓泡床繼續(xù)反應(yīng)。

7、進(jìn)一步的，所述鍋爐為生物質(zhì)高溫燃?xì)鈱Ｓ缅仩t，燃燒穩(wěn)定、環(huán)保指標(biāo)易達(dá)標(biāo)、防爆措施完整。

8、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下明顯的效果：一、流化床與固定床相比，氣固傳質(zhì)速率快、反應(yīng)充分、氣化效率高。二、絕熱爐膛與水冷套相比，至少回收了17%的熱量。三、增加的鼓泡床系統(tǒng)，將常規(guī)氣化的副產(chǎn)品（炭）與蒸汽繼續(xù)氣化，在高溫環(huán)境中水分子裂解，與碳反應(yīng)生成一氧化碳、氫氣及甲烷等可燃?xì)怏w。整個(gè)裝置在流化床與鼓泡床的運(yùn)行機(jī)理控制下可以做到運(yùn)行穩(wěn)定，氣化效率高，無水冷套冷卻損失、無排炭損失。

9、結(jié)合生物質(zhì)高溫燃?xì)鈱Ｓ缅仩t的一體化布置，該能源島結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，系統(tǒng)流程短、效率高，并可以大型化以實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)?？梢灶A(yù)見，該裝置將在國家雙碳戰(zhàn)略中發(fā)揮積極的作用。

技術(shù)特征：

1.一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：包括生物質(zhì)氣化裝置、進(jìn)燃料系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、床料補(bǔ)給系統(tǒng)、旋風(fēng)分離器、生物質(zhì)高溫燃?xì)鈱Ｓ缅仩t、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述生物質(zhì)氣化裝置，包括流化床和鼓泡床，其中流化床布置在中間，鼓泡床布置在流化床的兩側(cè)。生物質(zhì)燃料從進(jìn)料口進(jìn)入生物質(zhì)氣化裝置的流化床，空氣從流化床底部送入。經(jīng)流化床流化欠氧燃燒之后的炭，進(jìn)入鼓泡床，與送入鼓泡床的蒸汽進(jìn)行熱解氣化反應(yīng)。生物質(zhì)氣化裝置產(chǎn)生的生物質(zhì)高溫燃?xì)馑偷缴镔|(zhì)高溫燃?xì)鈱Ｓ缅仩t燃燒。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述的流化床裝置，具有氣固傳質(zhì)速率快、反應(yīng)充分、氣化效率高的特點(diǎn)。氣化區(qū)域的爐壁不設(shè)水冷套，為絕熱爐膛。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述鼓泡床需要通入蒸汽，與流化床熱解氣化的副產(chǎn)品（炭）繼續(xù)氣化，在高溫環(huán)境中水分子裂解，與碳反應(yīng)生成一氧化碳、氫氣及甲烷等可燃?xì)怏w。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述生物質(zhì)高溫燃?xì)鈱Ｓ缅仩t內(nèi)燃燒介質(zhì)為氣化裝置產(chǎn)生的生物質(zhì)高溫燃?xì)?，該鍋爐需要配置高溫燃燒器，用于調(diào)節(jié)生物質(zhì)燃?xì)馀c空氣的燃燒配比，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽可用于發(fā)電和供熱。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述鼓風(fēng)機(jī)送出的空氣經(jīng)鍋爐換熱器預(yù)熱后引入生物質(zhì)氣化裝置流化床。所述引風(fēng)機(jī)位于鍋爐煙氣出口管道。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述旋風(fēng)分離器位于生物質(zhì)氣化裝置燃?xì)獬隹谖恢?，用作生物質(zhì)高溫燃?xì)獾膬艋?，旋風(fēng)分離器分離下來的物料返回流化床和鼓泡床。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述進(jìn)燃料系統(tǒng)位于生物質(zhì)氣化裝置中下部位置，給料進(jìn)入流化床進(jìn)行欠氧燃燒。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述床料補(bǔ)給系統(tǒng)位于生物質(zhì)氣化裝置中下部位置，供給流化床床料。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于：所述點(diǎn)火系統(tǒng)位于流化床底部位置，主要用于生物質(zhì)氣化裝置開機(jī)時(shí)的點(diǎn)火。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種流化床與鼓泡床相結(jié)合的生物質(zhì)氣化裝置，包括生物質(zhì)氣化裝置、進(jìn)燃料系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)、床料補(bǔ)給系統(tǒng)、旋風(fēng)分離器、生物質(zhì)高溫燃?xì)鈱Ｓ缅仩t、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)等，本氣化裝置針對(duì)生物質(zhì)燃料進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過流化床和鼓泡床相結(jié)合的方式，產(chǎn)出生物質(zhì)燃?xì)夤Ｓ缅仩t使用。本裝置取消現(xiàn)有固定床氣化爐冷卻裝置，利用生物質(zhì)高溫燃?xì)庾鳛榻橘|(zhì)將更多熱量利用后方燃?xì)鈱Ｓ缅仩t中，極大程度上減少了固定床氣化爐的水冷套冷卻損失。同時(shí)后端鍋爐產(chǎn)生的蒸汽送入鼓泡床，將流化床氣化反應(yīng)的副產(chǎn)品（炭）進(jìn)一步氣化，釋放出更多熱能，大幅提升生物質(zhì)氣化效率，生物質(zhì)能得到更充分利用。

技術(shù)研發(fā)人員：方艤洲,許建芬,毛奇洲,熊賢周,林金輝,陳紹鳳,黃湫,唐玉帥,方桂平
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建省東鍋節(jié)能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30