【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质热化学转化，尤其属于生物质气化，涉及一种热管式生物质烘焙气化系统及工艺。
技术介绍
1、生物质能是一种无害的能源，具有可再生、低污染、分布广泛、总量丰富等特点。生物质能源的开发利用在我国当下能源转型发展中具有关键性作用。目前，生物质转化技术主要有固化、气化、液化、直接燃烧、生化转化技术等，其中，生物质气化技术是一种发展较为成熟的、可规模化生产利用的技术，通过气化方式实现对生物质的高效利用，获得的可燃性气体可用于集中供气、供热，或者经过一系列后续净化处理，用于生产醇类、二甲醚等液体燃料或化工产品。
2、从80年代初开始到现在，我国生物质气化技术也日趋完善。国内自行研制的集中供气和户用气化炉产品已进入实用化阶段，形成了多个系列的炉型，可满足多种物料的气化要求，在生产、生活用能、发电、干燥、供暖等领域得到利用，如中国农业机械化科学研究院研制的nd系列生物质气化炉已实现了较长时间的生产运行，并取得了一定的效益。但是，由于现有系统多采用空气直接供热气化，燃气中含有大量n2，热值低且气化效率普遍不高，目前常见的气化炉效率仅为65％～75％。
3、cn112211401a公开了一种组合式部分循环生物质气化炉及其工作方法，该专利技术通过在炉体内设置给料段实现了简单的分步气化，提高了气化炉的可持续工作能力，气化炉内部设置气化气循环装置，通过气化气循环管，部分气化气回到进风口与空气混合，提高气化效率。但是，该专利技术通过料封的方式进料，容易发生漏气现象，此外，该专利技术不能确保部分气化气能够进入气化气循环
技术实现思路
1、针对上述现存气化技术的各种缺陷，本专利技术提出一种结构简单、运行成本低、生物质处理量大、气化效率高的热管式生物质烘焙气化系统。本专利技术还有一目的是提供利用上述的热管式生物质烘焙气化系统的生物质烘焙气化工艺。
2、本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种热管式生物质烘焙气化系统，其包括烘焙装置、第一物料输送装置、第二物料输送装置、料仓、气化装置、蒸汽发生器，其中，所述烘焙装置内设有管板和中温热管，管板将烘焙装置左右分隔成烘焙换热室和烘焙炉膛两个区域，中温热管穿过管板置于两个区域中，所述烘焙换热室底端设有可燃气进口，所述烘焙炉膛顶端设有第一旋转给料阀，底端设有第二旋转给料阀，上侧设有烘焙产气出口，下侧设有惰性气体进口；所述气化装置内设有耐高温管板和高温热管，耐高温管板将气化装置分隔成气化换热室和气化炉膛两个区域，高温热管穿过耐高温管板置于两个区域中，所述气化炉膛顶端设有第三旋转给料阀，底端设有废料排出机构，上侧设有可燃气出口，下侧设有气化剂进口，气化换热室底端设有烟气入口；
4、所述第一物料输送装置设置在第二旋转给料阀下方，所述第一物料输送装置包括有轴第一螺旋送料机和导料管，所述导料管与料仓相连，料仓底端设有卸料装置，第二物料输送装置位于卸料装置下方，所述第二物料输送装置包括有轴第二螺旋送料机和出料口，所述出料口与气化炉膛顶端的第三旋转给料阀相连；气化炉膛上侧的可燃气出口通过高温烟气管与蒸汽发生器相连，蒸汽发生器通过低温烟气管与烘焙换热室底端的可燃气进口相连；烘焙炉膛上侧的烘焙产气出口通过气化剂输送管与气化炉膛下侧气化剂进口相连。
5、所述烘焙装置中中温热管选用水、导热姆a或萘为热管工质，管壳选用低碳钢管，所述中温热管被管板分隔为两段，一段在烘焙换热室内为吸热段，另一段在烘焙炉膛内为放热段，吸热段与放热段比值为1:1～3:1，所述中温热管体积充液率为20％～50％，外壁设有中温热管翅片，翅片材料为低碳钢，翅片与管壳的连接方式为高频焊接或激光焊接，焊着率一般90％以上，中温热管排列形式为等边三角形排列，通过热管的长度调整、增减单管和管排数量控制生产规模大小。
6、所述气化装置中的高温热管选用钠、钾或钠钾合金为热管工质，管壳为镍基合金钢，所述高温热管被耐高温管板分隔为两段，一段在气化换热室内为吸热段，另一段在气化炉膛内为放热段，吸热段与放热段比值为1:1～3:1，所述高温热管体积充液率为20％～50％，外壁设有高温热管翅片，翅片材料为不锈钢，翅片与管壳的连接方式为高频焊接或激光焊接，焊着率一般90％以上，高温热管排列形式为正方形排列，通过热管的长度调整、增减单管和管排数量控制生产规模大小。
7、所述料仓用于储存在烘焙装置中产生的烘焙后的生物质，所述烘焙后的生物质通过第一物料输送装置运送到料仓中，料仓底端的卸料装置设有拨料滚轴和转速调整器，拨料滚轴上交叉布置有环形和方形的拨料片，卸料装置将烘焙后的生物质送到第二物料输送装置，再运输给气化装置。
8、所述蒸汽发生器用于降低可燃气温度，可燃气出口排出的高温可燃气通过高温烟气管通入蒸汽发生器得到低温可燃气，低温可燃气通过低温烟气管从可燃气进气口送入烘焙换热室。蒸汽发生器产生的蒸汽可以作气化剂，从气化剂进口通入气化炉膛中，也可以直接输出用于供热、制冷或发电。
9、本专利技术还提供了一种利用上述热管式生物质烘焙气化系统的生物质烘焙气化工艺，其利具体步骤如下：打开第一旋转给料阀，生物质原料进入到烘焙炉膛，将惰性气体通入惰性气体进口，中温热管的放热段提供热量，生物质原料发生烘焙产生固体产物和气体产物，打开第二旋转给料阀，固体产物(即烘焙后的生物质)通过第一螺旋输送机和导料管送到料仓中，气体产物从烘焙炉膛顶端的烘焙产气出口排出，通过气化剂输送管通入气化炉膛底端的气化剂进口中实现对气化剂的预热，通过调节料仓底端卸料装置的转速调整器来控制拨料滚轴，使烘焙后的生物质通过第二螺旋给料机送入出料口中，打开第三旋转给料阀，烘焙后的生物质进入气化炉膛中，高温热管的放热段提供的热量是从气化换热室中吸热段吸收的热量，烘焙后的生物质在气化炉膛中发生气化产生高温可燃气和气化固体废料，固体废料通过废料排出机构排出，气化产生的高温可燃气通过高温烟气管进入蒸汽发生器中使水变为蒸汽，从蒸汽发生器中出来的低温可燃气通过低温烟气管通入烘焙换热器底端的可燃本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种热管式生物质烘焙气化系统，其特征在于：包括烘焙装置(A)、第一物料输送装置(B1)、第二物料输送装置(B2)、料仓(C)、气化装置(D)、蒸汽发生器(E)；其中，所述烘焙装置(A)内设有管板(3)将烘焙装置(A)左右分隔成烘焙换热室(1)和烘焙炉膛(2)两个区域，设有中温热管(4)穿过管板(3)置于两个区域中；所述烘焙换热室(1)底端设有可燃气进口(7)，所述烘焙炉膛(2)顶端设有第一旋转给料阀(8)，底端设有第二旋转给料阀(9)，上侧设有烘焙产气出口(5)，下侧设有惰性气体进口(6)；所述气化装置(D)内设有耐高温管板(17)将气化装置(D)左右分隔成气化炉膛(15)和气化换热室(16)两个区域，设有高温热管(18)穿过耐高温管板(17)置于两个区域中，所述气化炉膛(15)顶端设有第三旋转给料阀(21)，底端设有废料排出机构(22)，上侧设有可燃气出口(19)，下侧设有气化剂进口(20),气化换热室(16)底端设有烟气入口(23)；所述第一物料输送装置(B1)设置在第二旋转给料阀(9)下方，所述第一物料输送装置(B1)包括有轴第一螺旋送料机(10)和与导料管(11)，所
2.根据权利要求1所述的热管式生物质烘焙气化系统，其特征在于：所述的中温热管(4)选用水、导热姆A或萘为热管工质；管壳选用低碳钢管；所述中温热管(4)被管板(3)分隔为两段，一段在烘焙换热室(1)内为吸热段，另一段在烘焙炉膛(2)内为放热段，其中吸热段与放热段比值为1:1～3:1；所述中温热管(4)体积充液率为20％～50％；所述中温热管(4)外壁设有中温热管翅片(27)，翅片(27)材料为低碳钢，翅片(27)与管壳的连接方式为高频焊接或激光焊接，中温热管(4)排列形式为等边三角形排列。
3.根据权利要求1所述的热管式生物质烘焙气化系统，其特征在于：所述的高温热管(18)选用钠、钾或钠钾合金为热管工质，管壳为镍基合金钢；所述高温热管(18)被耐高温管板(17)分隔为两段，一段在气化换热室(16)内为吸热段，另一段在气化炉膛(15)内为放热段，其中吸热段与放热段比值为1:1～3:1；所述高温热管(18)体积充液率为20％～50％，外壁设有高温热管翅片(28)，翅片(28)材料为不锈钢，翅片(28)与管壳的连接方式为高频焊接或激光焊接，高温热管(18)排列形式为正方形排列。
4.根据权利要求1所述的热管式生物质烘焙气化系统，其特征在于：所述料仓C底端的卸料装置(12)设有拨料滚轴(29)和转速调整器(30)，拨料滚轴(29)上交叉布置有环形和方形的拨料片(31)。
5.一种利用如权利要求1所述的热管式生物质烘焙气化系统的生物质烘焙气化工艺，其具体步骤如下：打开第一旋转给料阀(8)，生物质原料进入到烘焙炉膛(2)，将惰性气体通入惰性气体进口(6)，中温热管(4)的放热段提供热量，生物质原料发生烘焙产生固体产物和气体产物，打开第二旋转给料阀(9)，固体产物通过第一螺旋输送机(10)和导料管(11)送到料仓(C)中，气体产物从烘焙炉膛(2)顶端的烘焙产气出口(5)排出，通过气化剂输送管(26)通入气化炉膛(15)底端的气化剂进口(20)中实现对气化剂的预热，通过调节料仓(C)底端卸料装置(12)的转速调整器(30)来控制拨料滚轴(29)，使烘焙后的生物质通过第二螺旋给料机(13)送入出料口(14)中，打开第三旋转给料阀(21)，烘焙后的生物质进入气化炉膛(15)中，高温热管(18)的放热段提供的热量是从气化换热室(16)中吸热段吸收的热量，烘焙后的生物质在气化炉膛(15)中发生气化产生高温可燃气和气化固体废料，固体废料通过废料排出机构(22)排出，气化产生的高温可燃气通过高温烟气管(24)进入蒸汽发生器E中使水变为蒸汽，从蒸汽发生器中出来的低温可燃气通过低温烟气管(25)通入烘焙换热器底端的可燃气进气口(7)进入烘焙换热室(1)中，换热后的可燃气从烘焙换热室(1)中排出并收集。
6.根据权利要求5所述的生物质烘焙气化工艺，其特征在于：生物质原料采用农业三剩物和林业废...
【技术特征摘要】
1.一种热管式生物质烘焙气化系统，其特征在于：包括烘焙装置(a)、第一物料输送装置(b1)、第二物料输送装置(b2)、料仓(c)、气化装置(d)、蒸汽发生器(e)；其中，所述烘焙装置(a)内设有管板(3)将烘焙装置(a)左右分隔成烘焙换热室(1)和烘焙炉膛(2)两个区域，设有中温热管(4)穿过管板(3)置于两个区域中；所述烘焙换热室(1)底端设有可燃气进口(7)，所述烘焙炉膛(2)顶端设有第一旋转给料阀(8)，底端设有第二旋转给料阀(9)，上侧设有烘焙产气出口(5)，下侧设有惰性气体进口(6)；所述气化装置(d)内设有耐高温管板(17)将气化装置(d)左右分隔成气化炉膛(15)和气化换热室(16)两个区域，设有高温热管(18)穿过耐高温管板(17)置于两个区域中，所述气化炉膛(15)顶端设有第三旋转给料阀(21)，底端设有废料排出机构(22)，上侧设有可燃气出口(19)，下侧设有气化剂进口(20),气化换热室(16)底端设有烟气入口(23)；所述第一物料输送装置(b1)设置在第二旋转给料阀(9)下方，所述第一物料输送装置(b1)包括有轴第一螺旋送料机(10)和与导料管(11)，所述导料管(11)与料仓(c)相连，料仓(c)底端设有卸料装置(12)，第二物料输送装置(b2)位于卸料装置(12)下方，所述第二物料输送装置(b2)包括有轴第二螺旋送料机(13)和出料口(14)，出料口(14)与气化炉膛(15)顶端的第三旋转给料阀(21)相连；气化炉膛(15)上侧的可燃气出口(19)通过高温烟气管(24)与蒸汽发生器(e)相连，蒸汽发生器(e)通过低温烟气管(25)与烘焙换热室(1)底端的可燃气进口(7)相连；烘焙炉膛(2)上侧的烘焙产气出口(5)通过气化剂输送管(26)与气化炉膛(15)下侧气化剂进口(20)相连。
2.根据权利要求1所述的热管式生物质烘焙气化系统，其特征在于：所述的中温热管(4)选用水、导热姆a或萘为热管工质；管壳选用低碳钢管；所述中温热管(4)被管板(3)分隔为两段，一段在烘焙换热室(1)内为吸热段，另一段在烘焙炉膛(2)内为放热段，其中吸热段与放热段比值为1:1～3:1；所述中温热管(4)体积充液率为20％～50％；所述中温热管(4)外壁设有中温热管翅片(27)，翅片(27)材料为低碳钢，翅片(27)与管壳的连接方式为高频焊接或激光焊接，中温热管(4)排列形式为等边三角形排列。
3.根据权利要求1所述的热管式生物质烘焙气化系统，其特征在于：所述的高温热管(18)选用钠、钾或钠钾合金为热管工质，管壳为镍基合金钢；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：许辉，蒋悦，高英，朱越峰，徐诗蕾，王娟，张红，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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