一种处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉制造技术

本实用新型专利技术提供了一种处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉，所述固定床熔渣气化炉包括加料口、底板、搅拌装置、内筒、外筒、空气进口管、隔离板、煤气出口、气化剂喷嘴和熔渣排出口。本实用新型专利技术通过对固定床熔渣气化炉内结构进行改造，利用环隙干馏区的强化干馏和持续干馏区的持续干馏完成生物质挥发份的脱除，并对分离收集的尘和/或油进行了部分循环干馏，使得其可以更好的适应高挥发份含量的生物质成型颗粒的气化。

【技术实现步骤摘要】
一种处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉
本技术属于生物质气化领域，涉及一种处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉，尤其涉及一种对高挥发份的生物质进行强化干馏的处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉。
技术介绍
目前，面对工业化发展中矿物燃料引起的化石能源日益枯竭以及环境问题日益严重，生物质作为仅次于煤炭、石油以及天然气的世界第四大能源，具有可高效廉价浓缩太阳能、减轻温室气体及有害气体排放、易于转化为常规燃料以及全球资源潜在可用量巨大等优点，是可持续发展中一种相当理想的清洁可再生能源。生物质的利用主要利用物化转换技术，其中以生物质焚烧发电、发酵制沼气等的开发为主。气化炉主要分为固定床气化炉、流化床气化炉和气流床气化炉等，主要应用于煤化工领域。由于生物质的固定碳含量非常低、挥发分含量高、灰分低、流动性差等原因，使用现有的带布煤搅拌器装置的固定床熔渣气化炉(如图1以及CN105038858A中所述的固定床熔渣气化炉，因其干馏区较短)会导致气化生物质颗粒原料产合成气和油品还不能适应其挥发份含量太高以及粗产品气粉尘夹带严重、难以控制等问题。同时，由于现有的固定床熔渣气化炉的干馏区较短，炉内换热时间短，其燃烧区和气化区会因为挥发份高而气化和燃烧不充分，使生成的原料气温度不高，对生物质的干馏也进一步变差，进而使粗煤气温度过低；而一旦气化炉中仅部分燃烧和气化，那么会导致偏流，粗煤气温度偏高且夹带粉尘严重，影响下游设备正常运行和从水中分离油和/或尘的效果。
技术实现思路
针对现有固定床熔渣气化炉不适用高挥发份、低固定碳的生物质型燃料，粉尘夹带严重，干馏不充分，产油率低等问题，本技术提供了一种处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉。本技术通过对固定床熔渣气化炉炉内结构进行改造，利用环隙干馏区的强化干馏和持续干馏区的持续干馏完成生物质挥发份的脱除，并对分离收集的尘和/或油进行了部分循环干馏，使得其可以更好的适应高挥发份含量的生物质成型颗粒的气化。为达此目的，本技术采用以下技术方案：本技术提供了一种处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉，其特征在于，所述固定床熔渣气化炉包括加料口、底板、搅拌装置、内筒、外筒、空气进口管、隔离板、产品气出口管、气化剂喷嘴和熔渣排出口；其中，气化炉顶部设置加料口，气化炉底部设置熔渣排出口；气化炉内上部设置底板，底板上方的区域形成物料缓冲区，底板上开有落料口，气化炉顶部设置搅拌装置，搅拌装置向下穿过底板；气化炉内设带有顶板的内筒和套于内筒外的外筒；内筒内的区域为中空环流区，内筒和外筒之间构成环隙，环隙由上至下依次为环隙干燥区、环隙干馏区和空气燃烧区，内筒和外筒在环隙干馏区对应的区域均独立地开孔，空气燃烧区处设有从气化炉外伸入外筒内的空气进口管；所述外筒底部与气化炉内壁之间设有隔离板，隔离板、外筒、气化炉中上部内壁以及底板之间区域构成产品气汇集区，于产品气汇集区处的气化炉炉壁上开设产品气出口管；所述内筒和外筒下方的气化炉内区域由上至下依次为持续干馏区、气化区、燃烧区和熔渣区；所述燃烧区的气化炉炉壁上设有气化剂喷嘴。以下作为本技术优选的技术方案，但不作为本技术提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本技术的技术目的和有益效果。作为本技术优选的技术方案，所述底板包括与气化炉内壁连接的第一倾斜环状底板、与搅拌装置联接的第二倾斜环状底板和连接于第一倾斜环状底板和第二倾斜环状底板之间的开有落料口的连接底板；其中，所述连接底板上开有的落料口为固定落料口，所述固定落料口的个数≥2个，固定落料口以气化炉中心轴对称设置，固定落料口为物料缓冲区的最低处。作为本技术优选的技术方案，所述搅拌装置设置于气化炉顶部中心轴位置，搅拌装置包括搅拌轴和旋转落料口，搅拌轴向下穿过底板并连接旋转落料口；旋转落料口与内筒和外筒之间的环隙对应；旋转落料口与底板上的落料口对应；所述内筒的顶板与搅拌装置中的搅拌轴联接，内筒的顶板呈圆锥形。作为本技术优选的技术方案，所述内筒的顶板与搅拌装置联接；内筒和外筒之间构成的环隙面积为气化炉横截面积的0.45倍～0.55倍；外筒通过固定组件固定于气化炉上，外筒底部的直径大于上部的直径。作为本技术优选的技术方案，所述空气进口管伸入外筒内的距离小于外筒底部与外筒上部之间的半径差；空气进口管向下倾斜，且与所在气化炉横截面之间的夹角α为0～8°；空气进口管的数量为气化炉内径的3倍～4倍；空气进口管在所在气化炉横截面上均匀排列分布。作为本技术优选的技术方案，所述内筒中下部区域的开孔率为15％～25％，外筒中下部区域的开孔率为2％～8％；外筒上开孔的孔径小于内筒上开孔的孔径；内筒在环隙干馏区对应区域的开孔总面积为内筒底面面积的0.9倍～1.2倍；外筒在环隙干馏区对应区域的开孔总面积为内筒底面面积的0.20倍～0.30倍；内筒和外筒之间构成的环隙面积为内筒底面面积的2.0倍～3.0倍；内筒和外筒底部之间构成的环隙面积为内筒底面面积的2.5倍～3.5倍。作为本技术优选的技术方案，所述产品气汇集区顶部设有除尘装置；除尘装置中内置折流板，除尘装置为三面进气装置，所述除尘装置的底面和两个侧面设置折流板，除尘装置的出气口与产品气出口管相连。作为本技术优选的技术方案，除尘装置和产品气出口管均设置2个；除尘装置两个侧面设置的折流板的落尘口在两个侧面的底端并倾斜向下，除尘装置底面设置的折流板的落尘口在底面两侧边缘处倾斜向下。作为本技术优选的技术方案，在所述隔离板的底部设有落灰口；所述落灰口处设有平衡板，穿过所述平衡板设有转轴，转轴固定于隔离板上，使平衡板以转轴为轴转动；平衡板上端设有平衡体，平衡板上端与转轴之上的隔离板间为斜接面，平衡板下端与转轴之下的隔离板间为斜接面，且两个斜接面均同向向下。作为本技术优选的技术方案，所述物料缓冲区的高度为气化炉内径的0.8倍～1.5倍；所述环隙干燥区的高度为气化炉内径的0.65倍～0.75倍；所述环隙干馏区的高度为气化炉内径的0.65倍～0.75倍；所述空气燃烧区的高度为气化炉内径的0.25倍～0.35倍；所述持续干馏区的高度为气化炉内径的0.5倍～0.8倍；所述气化区的高度为气化炉内径的1倍～1.5倍；所述燃烧区中气化剂喷嘴上方的高度为气化炉内径的0.2倍～0.5倍，气化剂喷嘴下方的高度为气化炉内径的0.1倍～0.2倍；所述熔渣区的高度为气化炉内径的0.3倍～0.4倍。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术通过对固定床熔渣气化炉内结构进行改造，增设内筒和外筒，将固定床熔渣气化炉内分成环隙干燥区、环隙干馏区、空气燃烧区和持续干馏区，通过通入空气燃烧、分段干馏及改善传热等手段强化了干馏，使得其适应高挥发份含量的生物质成型颗粒的气化。同时，通过设置内筒和外筒的开孔、产品气汇集区的除尘装置和机械落灰口对粗产品气进行油和/或尘的分离、循环干馏(和气化)，很好的解决了高挥发分生物质气化时粉尘夹带严重、甚至堵塞产品气出口管的问题。本技术所述固定床熔渣气化炉可以大幅度提高生物质燃料的利用率，使其冷产品气效率提高至70％，热效率高于85％，单台固定床熔渣气化炉中生物质燃料的消耗可达到800t/d以上，所产粗产品气热值高(可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉，其特征在于，所述固定床熔渣气化炉包括加料口、底板、搅拌装置、内筒、外筒、空气进口管、隔离板、产品气出口管、气化剂喷嘴和熔渣排出口；其中，气化炉顶部设置加料口，气化炉底部设置熔渣排出口；气化炉内上部设置底板，底板上方的区域形成物料缓冲区，底板上开有落料口，气化炉顶部设置搅拌装置，搅拌装置向下穿过底板；气化炉内设带有顶板的内筒和套于内筒外的外筒；内筒内的区域为中空环流区，内筒和外筒之间构成环隙，环隙由上至下依次为环隙干燥区、环隙干馏区和空气燃烧区，内筒和外筒在环隙干馏区对应的区域均独立地开孔，空气燃烧区处设有从气化炉外伸入外筒内的空气进口管；所述外筒底部与气化炉内壁之间设有隔离板，隔离板、外筒、气化炉中上部内壁以及底板之间区域构成产品气汇集区，于产品气汇集区处的气化炉炉壁上开设产品气出口管；所述内筒和外筒下方的气化炉内区域由上至下依次为持续干馏区、气化区、燃烧区和熔渣区；所述燃烧区的气化炉炉壁上设有气化剂喷嘴。

【技术特征摘要】
1.一种处理生物质燃料的固定床熔渣气化炉，其特征在于，所述固定床熔渣气化炉包括加料口、底板、搅拌装置、内筒、外筒、空气进口管、隔离板、产品气出口管、气化剂喷嘴和熔渣排出口；其中，气化炉顶部设置加料口，气化炉底部设置熔渣排出口；气化炉内上部设置底板，底板上方的区域形成物料缓冲区，底板上开有落料口，气化炉顶部设置搅拌装置，搅拌装置向下穿过底板；气化炉内设带有顶板的内筒和套于内筒外的外筒；内筒内的区域为中空环流区，内筒和外筒之间构成环隙，环隙由上至下依次为环隙干燥区、环隙干馏区和空气燃烧区，内筒和外筒在环隙干馏区对应的区域均独立地开孔，空气燃烧区处设有从气化炉外伸入外筒内的空气进口管；所述外筒底部与气化炉内壁之间设有隔离板，隔离板、外筒、气化炉中上部内壁以及底板之间区域构成产品气汇集区，于产品气汇集区处的气化炉炉壁上开设产品气出口管；所述内筒和外筒下方的气化炉内区域由上至下依次为持续干馏区、气化区、燃烧区和熔渣区；所述燃烧区的气化炉炉壁上设有气化剂喷嘴。2.根据权利要求1所述的固定床熔渣气化炉，其特征在于，所述底板包括与气化炉内壁连接的第一倾斜环状底板、与搅拌装置联接的第二倾斜环状底板和连接于第一倾斜环状底板和第二倾斜环状底板之间的开有落料口的连接底板；其中，所述连接底板上开有的落料口为固定落料口，所述固定落料口的个数≥2个，固定落料口以气化炉中心轴对称设置，固定落料口为物料缓冲区的最低处。3.根据权利要求1或2所述的固定床熔渣气化炉，其特征在于，所述搅拌装置设置于气化炉顶部中心轴位置，搅拌装置包括搅拌轴和旋转落料口，搅拌轴向下穿过底板并连接旋转落料口；旋转落料口与内筒和外筒之间的环隙对应；旋转落料口与底板上的落料口对应；所述内筒的顶板与搅拌装置中的搅拌轴联接，内筒的顶板呈圆锥形。4.根据权利要求1或2所述的固定床熔渣气化炉，其特征在于，所述内筒的顶板与搅拌装置联接；内筒和外筒之间构成的环隙面积为气化炉横截面积的0.45倍～0.55倍；外筒通过固定组件固定于气化炉上，外筒底部的直径大于上部的直径。5.根据权利要求1或2所述的固定床熔渣气化炉，其特征在于，所述空气进口管伸入外筒内的距离小于外筒底部与外筒上部之间的半径差；空气进口管向下倾斜，且与...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅敏燕，丁烙勇，
申请(专利权)人：上海泽玛克敏达机械设备有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31