本实用新型专利技术公开一种生物颗粒气化燃烧蒸汽发生一体化装置，包括：气化炉、蒸汽发生单元、汽水分离器及混合器。气化炉设有生物质燃气出口、生物颗粒入口及气化剂入口。蒸汽发生单元包括燃烧器及水套以利用生物质燃气燃烧产生的热量制备水蒸汽。汽水分离器设置有汽水入口、第一蒸汽出口及第二蒸汽出口，汽水入口通过管路与水套相连通，第一蒸汽出口通过管路将占蒸汽总量70％～90％的蒸汽供应至蒸汽用户处，第二蒸汽出口与混合器相连通将占蒸汽总量10％～30％的蒸汽供应至混合器内。混合器的混合气体出口通过管路与气化炉的气化剂入口相连通以将蒸汽与空气形成的混合气体提供至气化炉中。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种蒸汽发生装置，特别涉及一种气化燃烧蒸汽发生装置。
技术介绍
众所周知，煤、石油、天然气等化石能源都是不可再生资源，在人类大规模的开采下已逐渐枯竭。另外，这些燃料在燃烧时会向空气中排放大量的有毒有害气体，造成大气严重污染。为此，能源领域专家正努力寻找可再生的清洁燃料来代替化石能源。生物颗粒气化是以生物颗粒为原料，在气化剂作用下，通常以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作为气化剂(也称为气化质)，在高温条件下通过热化学反应，将生物颗粒中可燃的部分转化为可燃气的过程。生物颗粒气化时产生的气体成分主要包括H2、CH4和CO等，通常将这种可燃气体称为生物质燃气。生物颗粒的气化过程主要在气化炉中进行，由于气化炉的类型、气化反应条件、工艺流程、气化剂的种类、原料的性质和粉碎粒度等条件的不同，其气化反应过程也不尽相同。但生物颗粒气化过程在不同条件下的基本包括：C+O2＝CO2；CO2+C＝2CO；H2O+C＝CO+H2等。生物颗粒气化过程中不仅需要大量作为气化剂的氧气及水蒸汽，而且产生的生物质燃气携带较高的热量，因此，如何解决气化剂原料来源以及合理利用生物质燃气热量成为业内关注的焦点。如中国专利申请201610009608.X号公开的一种生物质全密封控制系统，该系统包括生物质气发生系统、生物质气储存系统、空气输送系统、以及蒸汽发生装置和发电系统，其中，该专利技术的生物质全密封控制系统可以将净化后的气体燃料直接送入锅炉、内燃发电机、燃气机的燃烧室中燃烧来发电，提高能源的利用率，实现节能环保。然而，该生物质全密封控制系统存在以下缺点或不足：(1)、无法实现作为气化剂的蒸汽的自主提供，其需要采用专门热源来制得蒸汽；(2)、需要生物质气储存系统对生物质气进行后续操作，浪费了生物质气自身携带的大量热能。又如中国专利申请201510083514.2号公开的一种带余热利用的生物质蒸汽空气联合气化装置及方法，其包括气化器、空气预热器、蒸汽发生器和空气鼓风机，位于气化器上部的燃气出口与空气预热器相连，空气预热器与空气鼓风机相连，空气预热器的出口通道包括气化空气管道和助燃空气管道，助燃空气管道连接至蒸汽发生器的炉膛，气化空气管道连接至气化器的氧化区，氧化区通过排渣螺旋与炉膛连接，炉膛内设置有蒸汽盘管，蒸汽盘管的一端通过进水管与进水水泵连接，蒸汽盘管的另一端通过蒸汽管道与气化器的还原区连接。然而，该带余热利用的生物质蒸汽空气联合气化装置存在以下缺点或不足：(1)、没有提供气化器中使用的气化剂的来源；(2)、没有充分利用产生的生物质燃气热量。因此，提供一种能够充分利用生物质燃气热量以提供蒸汽来源的生物颗粒气化燃烧蒸汽发生一体化装置成为业内急需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种生物颗粒气化燃烧蒸汽发生一体化装置，其能够充分利用生物质燃气的自身能量及携带的热能，产生的蒸汽不仅可供蒸汽用户使用，而且还可以作为气化剂进行循环使用。为了实现上述目的，本技术提供了一种生物颗粒气化燃烧蒸汽发生一体化装置，包括：气化炉、蒸汽发生单元、汽水分离器及混合器，其中，气化炉包括炉体，炉体的炉壁上间隔设有生物质燃气出口、生物颗粒入口及气化剂入口；蒸汽发生单元包括用于供生物质燃气进行燃烧的燃烧器及沿燃烧器的外壁围绕设置的水套以利用生物质燃气燃烧产生的热量制备水蒸汽，燃烧器的顶壁设有生物质燃气入口，生物质燃气入口通过生物质燃气输送管路与气化炉的生物质燃气出口相连通，燃烧器的侧壁上邻近顶壁设有入风口，燃烧器的侧壁上远离顶壁设有热烟气出口，水套的侧壁上设有进水口，水套的顶部设有第一汽水出口；汽水分离器设有汽水入口、第一蒸汽出口及第二蒸汽出口，汽水入口通过管路与水套的第一汽水出口相连通以去除来自水套的水蒸汽中的液态水并分离得到纯净的蒸汽，第一蒸汽出口通过管路将占蒸汽总量70％～90％的蒸汽供应至蒸汽用户处；混合器设有空气入口、蒸汽入口及混合气体出口，蒸汽入口通过管路与汽水分离器的第二蒸汽出口相连通以将占蒸汽总量10％～30％的蒸汽供应至混合器内，混合气体出口通过管路与气化炉的气化剂入口相连通以将水蒸汽与空气形成的混合气体作为气化剂提供至气化炉中。在本技术中，蒸汽用户可使用蒸汽用于医疗器械消毒、餐具消毒或洗衣熨烫等方面，另外，本技术中的汽水分离器为常规汽水分离器，其工作原理为：含水的蒸汽进入汽水分离器，并在其中以离心向下倾斜式运动，夹带的水份由于速度降低而被分离出来；被分离的液体流经疏水阀排出，干燥清洁的蒸汽从分离器出口排出。可选择地，蒸汽发生单元还包括沿生物质燃气输送管路的外壁围绕设置的汽水套以利用生物质燃气自身携带的热量进一步加热来自水套的水蒸汽，汽水套的底部端口与水套的第一汽水出口相连通，汽水套的顶部开设有与汽水分离器的汽水入口相连通的第二汽水出口。可选择地，进一步设有换热筒以回收利用燃烧器排出的热烟气，换热筒包括壳体及设于壳体内的换热盘管，壳体的一端口通过管线穿过水套与燃烧器的热烟气出口相连通，壳体的另一端口形成烟气出口，换热盘管的邻近烟气出口的一端与水泵相连接而远离烟气出口的另一端与水套的进水口相连通以将换热盘管中的水与燃烧器排出的热烟气进行热交换形成的热水输送至水套内进行水蒸汽的制备。可选择地，经换热盘管换热后的热水温度为90～95摄氏度。可选择地，所述换热筒的壳体内于换热盘管的中心部分进一步设有至少二个U型换热管以延长烟气在换热筒内的停留时间，所述至少二个U型换热管沿所述换热筒的纵向排布且依次尾首相连，第一个U型换热管的首端与所述换热盘管的末端相连接，最后一个U型换热管的末端与所述水套的进水口相连通。可选择地，进一步设有空气预热器，空气预热器具有烟气流路和空气流路，烟气流路的入口与换热筒的烟气出口相连通，烟气流路的出口与烟囱相连，空气流路的入口与第一风机相连以向空气流路中引入空气，空气流路的出口通过空气管线穿过水套与燃烧器的入风口相连通以向燃烧器内提供热空气作为助燃气体。优选地，空气预热器包括外壳、将外壳内部空间分隔为逆向平行的烟气流路及空气流路的中隔板、以及穿设在中隔板中的若干热管，其中，热管的蒸发端延伸于烟气流路中，热管的冷凝端延伸于空气流路中。可选择地，空气管线还分支有空气分管线，空气分管线与混合器的空气入口相连通以将换热后的部分热空气提供至混合器中。可选择地，经空气预热器换热后的空气总量的40％～50％的空气通过空气分管线输送至混合器中。可选择地，混合器自其一端壁设有绕着蒸汽入口向混合器的内腔延伸的蒸汽喷管，蒸汽喷管的末端封闭且蒸汽喷管上开设有若干个透气孔以向内腔中喷入水蒸汽。可选择地，蒸汽喷管的长度设定为混合器的内腔长度的五分之一至二分之一。可选择地，混合器的空气入口处设有均流板，均流板上排布有若干个朝向混合器的内腔延伸的空气喷嘴以将空气喷射至混合器的内腔中与水蒸汽实现多点混合。可选择地，在燃烧器内于邻近生物质燃气入口处设有分流钝体。优选地，生物质燃气出口设于炉体的顶壁，生物颗粒入口设于炉体的一侧壁，气化剂入口设于炉体的另一侧壁。优选地，在混合器与气化炉的气化剂入口之间的管道上设有第二风机以将混合器中的混合气体通过气化剂入口引入气化炉中。优选地，燃烧器的底壁开设有排渣口，排渣口下方设有螺杆出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物颗粒气化燃烧蒸汽发生一体化装置，包括气化炉、蒸汽发生单元、汽水分离器及混合器，所述气化炉包括炉体，所述炉体的炉壁上间隔设有生物质燃气出口、生物颗粒入口及气化剂入口，其特征在于：所述蒸汽发生单元包括燃烧器及沿所述燃烧器的外壁围绕设置的水套，所述燃烧器的顶壁设有生物质燃气入口，所述生物质燃气入口通过生物质燃气输送管路与所述气化炉的生物质燃气出口相连通，所述燃烧器的侧壁上邻近顶壁设有入风口，所述燃烧器的侧壁上远离顶壁设有热烟气出口，所述水套的侧壁上设有进水口，所述水套的顶部设有第一汽水出口；所述汽水分离器设有汽水入口、第一蒸汽出口及第二蒸汽出口，所述汽水入口通过管路与所述水套的第一汽水出口相连通，所述第一蒸汽出口通过管路连接至蒸汽用户处；以及所述混合器设有空气入口、蒸汽入口及混合气体出口，所述蒸汽入口通过管路与所述汽水分离器的所述第二蒸汽出口相连通，所述混合气体出口通过管路与所述气化炉的气化剂入口相连通。
【技术特征摘要】
1.一种生物颗粒气化燃烧蒸汽发生一体化装置，包括气化炉、蒸汽发生单元、汽水分离器及混合器，所述气化炉包括炉体，所述炉体的炉壁上间隔设有生物质燃气出口、生物颗粒入口及气化剂入口，其特征在于：所述蒸汽发生单元包括燃烧器及沿所述燃烧器的外壁围绕设置的水套，所述燃烧器的顶壁设有生物质燃气入口，所述生物质燃气入口通过生物质燃气输送管路与所述气化炉的生物质燃气出口相连通，所述燃烧器的侧壁上邻近顶壁设有入风口，所述燃烧器的侧壁上远离顶壁设有热烟气出口，所述水套的侧壁上设有进水口，所述水套的顶部设有第一汽水出口；所述汽水分离器设有汽水入口、第一蒸汽出口及第二蒸汽出口，所述汽水入口通过管路与所述水套的第一汽水出口相连通，所述第一蒸汽出口通过管路连接至蒸汽用户处；以及所述混合器设有空气入口、蒸汽入口及混合气体出口，所述蒸汽入口通过管路与所述汽水分离器的所述第二蒸汽出口相连通，所述混合气体出口通过管路与所述气化炉的气化剂入口相连通。2.如权利要求1所述的生物颗粒气化燃烧蒸汽发生一体化装置，其特征在于，所述蒸汽发生单元还包括沿所述生物质燃气输送管路的外壁围绕设置的汽水套，所述汽水套的底部端口与所述水套的第一汽水出口相连通，所述汽水套的顶部开设有与所述汽水分离器的汽水入口相连通的第二汽水出口。3.如权利要求2所述的生物颗粒气化燃烧蒸汽发生一体化装置，其特征在于，进一步设有换热筒，所述换热筒包括壳体及设于所述壳体内的换热盘管，所述壳体的一端口通过管线穿过所述水套与所述燃烧器的热烟气出口相连通，所述壳体的另一端口形成烟气出口，所述换热盘管的邻近所述烟气出口的一端与水泵相连接而远离所述烟气出口的另一端与所述水套的所述进水口相...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘效洲，张孝春，裴虎，毕远东，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
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