一种可用于制氢的生物质固定床气化炉制造技术

本实用新型专利技术涉及生物质气化领域，具体涉及一种可用于制氢的生物质固定床气化炉，包括气化炉炉体、进气系统及热燃气出口，所述气化炉炉体的上半部通过隔离结构设有两个热燃气通道，所述气化炉炉体的顶端连接有料斗；所述进气系统包括水蒸汽发生器和离心风机，所述水蒸汽发生器和所述离心风机分别通过三通程控阀一连接于所述气化炉炉体的下部；所述热燃气出口包括热燃气左出口及热燃气右出口，所述热燃气左出口及热燃气右出口的一端分别连接于所述热燃气通道，另一端分别连接有三通程控阀二。本实用新型专利技术能够切换运行在空气气化和水蒸汽气化两种工况，兼可生产生物质空气燃气和富氢燃气，可提高生物质气化制氢的经济性和效率。

A biomass fixed bed gasifier for hydrogen production

【技术实现步骤摘要】
一种可用于制氢的生物质固定床气化炉
本技术涉及生物质气化领域，特别是一种可用于制氢的生物质固定床气化炉。
技术介绍
氢气作为一种清洁二次能源，在现今的经济社会中扮演了不可或缺的角色，同时，未来的低碳发展道路更需要氢气的参与。尽管自然界中H元素很丰富，但却不以单质H2的形态存在，只能通过其他化学物质转化、分解和分离得到纯氢。目前，世界上96％的氢由化石能源(煤、石油和天然气)制取。但随着人类的不断开采，化石能源的枯竭是不可避免的。从另一方面看，化石能源的利用也是造成环境变化与污染的关键因素，大量化石能源的消费，引起温室气体排放，使大气中温室气体浓度增加、温室效应增强，同时可能产生一些有污染的烟气，威胁全球生态。相比较之下，我国的生物质资源种类繁多、储量丰富，并且生物质是能量和氢的双重载体，是低硫和二氧化碳零排放的洁净能源，可避免常规能源制氢过程中对环境的污染。据统计，我国生物质能资源量不低于50亿吨干物质/年，其中农作物秸秆年资源量8.2亿多吨，理论可收集量约6亿吨，资源总量巨大。随着科技的发展，从可再生的生物质中制取清洁能源氢气已成为未来能源的重要途径。生物质气化技术是可实现生物质资源高效清洁利用的可行技术之一，将会在生物质资源的转化过程中扮演越来越重要的角色。目前，生物质固定床气化技术成熟度较高且已实现工业化运行。但是目前大部分固定床气化炉燃气中氢气含量为18％，一氧化碳(25-30％)经变换反应后燃气中氢气含量仍不超过35％，相较于焦炉气提氢和天然气提氢，原料气中氢气含量太低，不能满足经济性要求。为了进一步推动生物质制氢技术的发展，同时提高生物质气化制氢的经济性，气化炉结构的改进具有重大的现实意义。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了如下的技术方案：一种可用于制氢的生物质固定床气化炉，包括气化炉炉体、进气系统及热燃气出口，所述气化炉炉体的上半部通过隔离结构设有两个热燃气通道，所述气化炉炉体的顶端连接有料斗，所述气化炉炉体的底端连接有灰斗；所述进气系统包括水蒸汽发生器和离心风机，所述水蒸汽发生器和所述离心风机分别通过三通程控阀一连接于所述气化炉炉体的下部；所述热燃气出口包括热燃气左出口及热燃气右出口，所述热燃气左出口及热燃气右出口的一端分别连接于所述热燃气通道，另一端分别连接有三通程控阀二，所述三通程控阀二的另一端连接有三通程控阀三，所述三通程控阀三分别与变压吸附设备及燃气锅炉设备连接；该气化炉可切换运行在空气气化剂和水蒸汽气化剂两种工况，实现兼可生产生物质空气燃气和富氢燃气。作为优选的，所述气化炉炉体为圆柱形。作为优选的，所述热燃气左出口为富氢燃气出口，所述热燃气右出口为空气燃气出口。作为优选的，所述三通程控阀一控制空气气化剂和水蒸汽气化剂在不同时间交替由下而上单向流动，形成富氢燃气和空气燃气交替在气化炉炉体上部不同出口流出的双运行模式。作为优选的，生物质空气燃气及变压吸附解析气送锅炉燃烧后用于供热或发电，富氢燃气经变换吸附工序提纯制氢。作为优选的，设置多台相同的气化炉，以保证燃气生产及供气的稳定性。本技术的有益效果为：本技术提供了一种可用于制氢的生物质固定床气化炉，可切换运行在空气化气和水蒸汽气两种工况，兼可生产生物质空气燃气和富氢燃气，可提高生物质气化制氢的经济性和效率。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因为不应该被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本技术的结构示意图；1-料斗；2-气化炉炉体；3-水蒸汽发生器；4-灰斗；5-三通程控阀一；6-离心风机；7-1热燃气左出口；7-2热燃气右出口；8-三通程控阀二；9-三通程控阀三。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更容易被清楚地理解，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。如图1所示，一种可用于制氢的生物质固定床气化炉，包括气化炉炉体2、进气系统及热燃气出口，所述气化炉炉体2为圆柱形，所述气化炉炉体2的上半部通过隔离结构设有两个热燃气通道，所述气化炉炉体2的顶端连接有料斗1，所述气化炉炉体2的底端连接有灰斗4；所述进气系统包括水蒸汽发生器3和离心风机6，所述水蒸汽发生器3和所述离心风机6分别通过三通程控阀一5连接于所述气化炉炉体2的下部；蒸汽发生器可利用气化炉炉体2余热产生水蒸汽；所述三通程控阀一5控制空气气化剂和水蒸汽气化剂在不同时间交替由下而上单向流动，形成富氢燃气和空气燃气交替在气化炉炉体2上部不同出口流出的双运行模式。所述的气化炉炉体2中通入水蒸汽采用下进上出的形式，不仅简化了工艺流程，而且提高了气化工艺的安全性能，杜绝程控阀泄漏致使空气混入煤气系统的危险性。所述热燃气出口包括热燃气左出口7-1及热燃气右出口7-2，所述热燃气左出口7-1为富氢燃气出口，所述热燃气右出口7-2为空气燃气出口，所述富氢燃气出口及空气燃气出口的一端分别连接于所述热燃气通道，另一端分别连接有三通程控阀二8，所述三通程控阀二8的另一端连接有三通程控阀三9，所述三通程控阀三9分别与变压吸附设备及燃气锅炉设备连接。当三通程控阀一5通入水蒸汽，热燃气经三通程控阀二8由加料控制机构选择热燃气左出口7-1，再经气化炉制气吹风控制机构，由三通程控阀三9将富氢燃气常规净化后，送至变压吸附，提纯制氢；当三通程控阀一5通入空气，热燃气经三通程控阀二8由加料控制机构选择热燃气右出口7-2，再经气化炉制气吹风控制机构，由三通程控阀三9将空气燃气常规除尘后，送燃气锅炉并与变压吸附解析气混合燃烧用于供热或发电。该气化炉可切换运行在空气气化剂和水蒸汽气化剂两种工况，实现兼可生产生物质空气燃气和富氢燃气。生物质空气燃气及变压吸附解析气送锅炉燃烧后用于供热或发电，富氢燃气经变换吸附工序提纯制氢，设置多台相同的气化炉，以保证燃气生产及供气的稳定性。工作原理：生物质原料通过料斗1进入气化炉炉体2内，气化炉点火启炉结束，炉温正常后，水蒸汽发生器3将水蒸汽经过三通程控阀一5送入气化炉炉体2内部，生物质原料与水蒸汽气化剂充分接触、充分反应后产生富氢燃气，富氢燃气经三通程控阀二8由加料控制机构选择热燃气左出口7-1，再经气化炉制气吹风控制机构，由三通程控阀三9将富氢燃气经常规净化后送至变压吸附，提纯制氢。随着炉温的下降，三通程控阀一5切换至空气，送风机将空气送入固定床气化炉炉体2内部，生物质原料与空气气化剂充分接触、充分反应后产生空气燃气，空气燃气经三通程控阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于制氢的生物质固定床气化炉，其特征在于，包括气化炉炉体、进气系统及热燃气出口，所述气化炉炉体的上半部通过隔离结构设有两个热燃气通道，所述气化炉炉体的顶端连接有料斗，所述气化炉炉体的底端连接有灰斗；/n所述进气系统包括水蒸汽发生器和离心风机，所述水蒸汽发生器和所述离心风机分别通过三通程控阀一连接于所述气化炉炉体的下部；/n所述热燃气出口包括热燃气左出口及热燃气右出口，所述热燃气左出口及热燃气右出口的一端分别连接于所述热燃气通道，另一端分别连接有三通程控阀二，所述三通程控阀二的另一端连接有三通程控阀三，所述三通程控阀三分别与变压吸附设备及燃气锅炉设备连接；/n该气化炉可切换运行在空气气化剂和水蒸汽气化剂两种工况，实现兼可生产生物质空气燃气和富氢燃气。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于制氢的生物质固定床气化炉，其特征在于，包括气化炉炉体、进气系统及热燃气出口，所述气化炉炉体的上半部通过隔离结构设有两个热燃气通道，所述气化炉炉体的顶端连接有料斗，所述气化炉炉体的底端连接有灰斗；
所述进气系统包括水蒸汽发生器和离心风机，所述水蒸汽发生器和所述离心风机分别通过三通程控阀一连接于所述气化炉炉体的下部；
所述热燃气出口包括热燃气左出口及热燃气右出口，所述热燃气左出口及热燃气右出口的一端分别连接于所述热燃气通道，另一端分别连接有三通程控阀二，所述三通程控阀二的另一端连接有三通程控阀三，所述三通程控阀三分别与变压吸附设备及燃气锅炉设备连接；
该气化炉可切换运行在空气气化剂和水蒸汽气化剂两种工况，实现兼可生产生物质空气燃气和富氢燃气。


2.根据权利要求1所述的一种可用于制氢的生物质固定床气化炉，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁成章，吴幼青，张伟伟，
申请(专利权)人：丁成章，吴幼青，张伟伟，
类型：新型
国别省市：江苏;32