可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备和生产方法技术

本发明专利技术可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备和生产方法，包括有供料装置、气化炉、除渣装置、燃气输送装置、冷却系统、控制系统和燃烧装置和安全防爆系统；供料装置连接至气化炉的进料口，气化炉的出气口经燃气输送装置连接至燃烧装置，供料装置、气化炉、燃气输送装置和燃烧装置都连接至控制系统；进料口设置于气化炉顶部，气化炉内腔自下至上设置有至少四个工作区，分别为氧化反应层、还原反应层、生物质原料裂解层和生物质干燥层；使用切断树枝、木片、生物质成型燃料为原料裂解气化为生物质燃气，稳定可靠，效率高，自动化程度高，操作简易，点火速度快，点火几分钟后即进入正常产气状态，整个燃烧过程采用负氧燃烧，燃气输送稳定。燃气输送稳定。燃气输送稳定。

【技术实现步骤摘要】
可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备和生产方法


[0001]本专利技术属于新能源设备制造
，具体涉及一种可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备和生产方法。

技术介绍

[0002]要深入推进能源革命，着力推动能源生产利用方式变革，优化能源供给结构，提高能源能源利用效率，建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，坚持生态优化，加快发展生物质能、地热能，积极开发沿海潮汐能资源。完善风能、太阳能、生物质能发电扶持政策。优化建设国家综合能源基地，扩展生物燃料等新的清洁油品来源。
[0003]根据国家政策导向来看，生物质能在未来是属于国家鼓励发展行业，本技术生物质制气设备与传统的生物质锅炉不同，可直接与天然气锅炉对接使用，而且尾气排放可达国家环保要求。
[0004]生物质能源中的有害物质含量很低，属于清洁能源。同时，生物质能源的转换过程是通过绿色植物的光合作用将二氧化碳和水合成生物质，生物质能源的使用过程又生产二氧化碳和水，形成二氧化碳的循环排放过程，能够有效减少人类二氧化碳的净排放量，降低温室效应。
[0005]生物质燃气是利用农作物秸秆、林木废弃物、实用菌渣，禽畜粪便、具有一定热值的有机垃圾及一切可燃性物质作为原料转换的可燃性气体能源。由于生物质能源的挥发分高、含氧量高，灰分低等特点，将其进行气化进行使用，具有很明显的优势。
[0006]生物质燃气具有以下特性：
[0007]生物质燃气是以农林废弃物为原料，在缺氧热力学条件下将其中的C通过氧化，还原、热解转化得到的可燃性气体。
[0008]生物质燃气燃烧环保排放指标可媲美天然气，清洁；生物质燃气原料属于可再生、可循环利用能源；CO2零排放，生物质燃气原料无论是自然分解还是作为普通燃料燃烧，产生的CO2和生物质生长时吸收的CO2一样多，所以生物质燃料属于零排放范畴。
[0009]生物质气生产设备在低氧高温环境条件下，将生物质原料通过不完全燃烧，使得其中较高分子量的有机碳氢化合物链发生裂解，变成较低分子量的CO、 H2、CH4等可燃性气体；裂解方式有以下几种：一种是不使用气体介质，称为干馏(主要目的是为制碳)；而使用介质的裂解方式按气体介质种类可分为空气气化、氧气气化、水蒸气气化、水蒸气－氧气混合气化和氢气气化等。
[0010]市场上现有技术中的生物质气生产设备，结构复杂，操作不方便，体积大，占用空间多，存在安全隐患。

技术实现思路

[0011]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术目的在于提供一种能够将农林废弃物转换为生物质可燃气，并输送燃烧供热的可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备和生产
方法。
[0012]本专利技术所采用的技术方案为：
[0013]一种可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备，其特征在于：包括有供料装置、气化炉、除渣装置、燃气输送装置、冷却系统、控制系统和燃烧装置和安全防爆系统；供料装置连接至气化炉的进料口，气化炉的出气口经燃气输送装置连接至燃烧装置，供料装置、气化炉、燃气输送装置和燃烧装置都连接至控制系统；进料口设置于气化炉顶部，气化炉内腔自下至上设置有至少四个工作区，分别为氧化反应层、还原反应层、生物质原料裂解层和生物质干燥层；
[0014]氧化反应层：氧化反应层位于气化炉内腔最下层的位置，氧化反应层从底部输入气化剂，氧化反应层中的生物质原料与氧化剂发生氧化反应，生成CO2、 CO和/或CH2；
[0015]还原反应层：气化剂经氧化反应层的氧化反应耗尽氧气，还原反应层中的生物质原料不完全燃烧产生CO2，并释放热量；同时氧化反应层中产生的CO2与上升至还原反应层，与还原反应层生物质原料中的C发生还原反应，生成CO、 CH4、CmHn、H2和/或CH2；氧化反应层产生的热量上升并加热还原反应层生物质原料使得其也发生裂解析出可燃气体；
[0016]生物质原料裂解层：还原反应层的热量上升，对生物质原料裂解层中的生物质原料进行加热，生物质原料裂解层中的生物质原料吸热发生裂解反应，产生挥发分，挥发分包括炭、焦油、H2、CO、CO2、CH2、CH4和/或水蒸气；裂解过程产生的热气体上升进入干燥区，余留的残留物在重力作用下进入还原反应层；
[0017]生物质干燥层：干燥层位于气化炉内腔最上层的位置，生物质原料从进料口进入气化炉内腔后，在生物质干燥层首先被生物质原料裂解层散发上升的热气体加热，生物质原料中的水分蒸发为水蒸气，使得生物质原料干燥后下降进入生物质原料裂解层，热气体从气化炉的出气口经燃气输送装置输送至燃烧装置。
[0018]所述供料装置包括有输送带、供料绞龙，输送带自地面倾斜向上延伸至气化炉顶部的进料口。
[0019]所述气化炉包括有炉体、进气口、除渣系统、冷却系统和安全防爆系统，炉体为矩形箱式结构，炉体顶部设置一沿炉体长度方向延伸的的矩形进料口，供料绞龙沿着进料口长度方向设置；炉体底部设置有炉排，炉排设置有若干进气口，炉排内部设置有水循环管道，构成冷却系统，除渣系统设置于炉排上方，并能够沿炉排滑动；出气口设置于炉体侧壁上部；安全防爆系统设置于气化炉的顶部。
[0020]所述除渣系统包括有气缸、推渣板、若干块破焦钢片、若干根水冷炉排管、若干个炉排弯头和两根集水方管，每根水冷炉排管两端均通过炉排弯头固定连接在两根集水方管上，每根水冷炉排管与相邻炉排管之间间隙构成进气口；推渣板滑动设置于水冷炉排管上方，破焦钢片固定设置于推渣板前端下方，每片破焦钢片分别伸入至一条进气口内；每块破焦钢片的高度均小于炉排弯头的高度。
[0021]每根水冷炉排管与相邻炉排管之间的间隔距离为0.8～1.2cm；每块破焦钢片厚度为0.6～1cm；推渣板厚度为8～10cm；
[0022]每根水冷炉排管与相邻炉排管之间间隔距离为1cm，破焦钢片厚度为 0.7cm，推渣板厚度为8cm。
[0023]所述冷却系统包括有推渣冷却系统和炉排冷却系统；
[0024]所述推渣板设置有冷却边框，冷却边框为由三条方管组合构成的U形结构，冷却边框一端设置推渣进水口，另一端设置推渣出水口，构成推渣冷却系统；
[0025]所述水冷炉排为圆管，每根水冷炉排内腔均通过炉排弯头连通至集水管内腔，其中一根集水管上设置有炉排进水口，另一根集水管上设置有炉排出水口，构成炉排冷却系统；
[0026]所述安全防爆系统包括有外部冷却水池和防爆门。
[0027]所述燃烧装置为一横向设置的燃烧机，燃气输送装置包括有燃气输送管道，燃气输送管道一端连接至燃烧机的生物质气进气口，另一端连接至气化炉的出气口；燃烧机还连接有给氧风机。
[0028]所述燃烧机包括有同轴设置、后端封闭的外壳体和内壳体，外壳体前部设置喷火口，生物质气进气口贯穿外壳体顶部后连接至内壳体，给氧风机通过送氧管道连接至外壳体底部的空气进气口，内壳体与外壳体之间空间构成空气进气通道。
[0029]所述控制系统包括控制电柜、温度传感器和接收器，温度传感器设置于燃气输送管道上，接收器设置于进料口，温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备，其特征在于：包括有供料装置、气化炉、除渣装置、燃气输送装置、冷却系统、控制系统和燃烧装置和安全防爆系统；供料装置连接至气化炉的进料口，气化炉的出气口经燃气输送装置连接至燃烧装置，供料装置、气化炉、燃气输送装置和燃烧装置都连接至控制系统；进料口设置于气化炉顶部，气化炉内腔自下至上设置有至少四个工作区，分别为氧化反应层、还原反应层、生物质原料裂解层和生物质干燥层；氧化反应层：氧化反应层位于气化炉内腔最下层的位置，氧化反应层从底部输入气化剂，氧化反应层中的生物质原料与氧化剂发生氧化反应，生成CO2、CO和/或CH2；还原反应层：气化剂经氧化反应层的氧化反应耗尽氧气，还原反应层中的生物质原料不完全燃烧产生CO2，并释放热量；同时氧化反应层中产生的CO2与上升至还原反应层，与还原反应层生物质原料中的C发生还原反应，生成CO、CH4、CmHn、H2和/或CH2；氧化反应层产生的热量上升并加热还原反应层生物质原料使得其也发生裂解析出可燃气体；生物质原料裂解层：还原反应层的热量上升，对生物质原料裂解层中的生物质原料进行加热，生物质原料裂解层中的生物质原料吸热发生裂解反应，产生挥发分，挥发分包括炭、焦油、H2、CO、CO2、CH2、CH4和/或水蒸气；裂解过程产生的热气体上升进入干燥区，余留的残留物在重力作用下进入还原反应层；生物质干燥层：干燥层位于气化炉内腔最上层的位置，生物质原料从进料口进入气化炉内腔后，在生物质干燥层首先被生物质原料裂解层散发上升的热气体加热，生物质原料中的水分蒸发为水蒸气，使得生物质原料干燥后下降进入生物质原料裂解层，热气体从气化炉的出气口经燃气输送装置输送至燃烧装置。2.根据权利要求1所述可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备，其特征在于：所述供料装置包括有输送带、供料绞龙，输送带自地面倾斜向上延伸至气化炉顶部的进料口。3.根据权利要求1所述可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备，其特征在于：所述气化炉包括有炉体、进气口、除渣系统、冷却系统和安全防爆系统，炉体为矩形箱式结构，炉体顶部设置一沿炉体长度方向延伸的的矩形进料口，供料绞龙沿着进料口长度方向设置；炉体底部设置有炉排，炉排设置有若干进气口，炉排内部设置有水循环管道，构成冷却系统，除渣系统设置于炉排上方，并能够沿炉排滑动；出气口设置于炉体侧壁上部；安全防爆系统设置于气化炉的顶部。4.根据权利要求1所述可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备，其特征在于：所述除渣系统包括有气缸、推渣板、若干块破焦钢片、若干根水冷炉排管、若干个炉排弯头和两根集水方管，每根水冷炉排管两端均通过炉排弯头固定连接在两根集水方管上，每根水冷炉排管与相邻炉排管之间间隙构成进气口；推渣板滑动设置于水冷炉排管上方，破焦钢片固定设置于推渣板前端下方，每片破焦钢片分别伸入至一条进气口内；每块破焦钢片的高度均小于炉排弯头的高度。5.根据权利要求1所述可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备，其特征在于：每根水冷炉排管与相邻炉排管之间的间隔距离为0.8～1.2cm；每块破焦钢片厚度为0.6～1cm；推渣板厚度为8～10cm；每根水冷炉排管与相邻炉排管之间间隔距离为1cm，破焦钢片厚度为0.7cm，推渣板厚度为8cm。
6.根据权利要求1所述可连续运行无焦油低氮生物质气生产设备，其特征在于：所述冷却系统包括有推渣冷却系统和炉排冷却系统；所述推渣板设置有冷却边框，冷却边框为由三条方管组合构成的U形结构，冷却边框一端设置推渣进水口，另一端设置推渣出水口...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金永，
申请(专利权)人：佛山市怡辰宏焰能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：