一种生物质固定床气化炉制造技术

本实用新型专利技术提供了一种生物质固定床气化炉技术方案，该方案的特点是在炉体上至少有一个由耐高温材料制成的热解筒，各热解筒的轴线垂直炉体的横截面，各热解筒的上开口端为原料进口，并高出炉体的上顶端，各热解筒的下开口端位于炉体内的中部；各热解筒周围与炉体内壁之间有一气体重整器，该气体重整器将炉体内腔分隔成上下两部分，上部为燃气腔，下部为燃烧腔；产品气出口与燃气腔相通；气化剂入口有一次气化剂入口、二次气化剂入口和三次气化剂入口，一次气化剂入口与原料进口为同一入口，二次气化剂入口位于炉体底部与炉排下部的空腔相通，三次气化剂入口与燃烧腔中带喷嘴的分气环连接；在所述的气体重整器内有多条连接燃气腔和燃烧腔的重整通道。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种利用含碳材料生产燃气的设备，尤其是一种生物质固定 床气化炉。技术背景在现有技术中，公知的技术是本单位在国家知识产权局专利局申请并公开的 200710113113. 2号专利申请，该专利申请公开了一种生物质分步式富氧气化制备合成气的 方法和装置的技术方案，技术方案中的气化炉是采用下吸式固定床结构，整个装置能有效 地产生高质量作为合成燃料的合成气，但是，这个装置是由多个设备组合成的系统装置，故 其结构复杂，而且热解还需要有外加热源，这是现有技术所存在的不足之处。
技术实现思路
本技术的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种生物质固定床气 化炉的技术方案，该方案采用固定床式结构，使生物质气化所经历的干燥热解、燃烧还原和 气体重整几个步骤均在一个炉体内完成，使产气的结构变得简洁，设备构造简单，无需外加 热源，并可获得几乎不含焦油的高品质产品气。本方案是通过如下技术措施来实现的包括有带保温层的炉体，在炉体上有原料 进口、产品气出口和气化剂入口，在炉体的底部有炉排和出灰口，本方案的特点是在所述的 炉体上至少有一个由耐高温材料制成的热解筒，各热解筒的轴线垂直炉体的横截面，各热 解筒的上开口端为原料进口，并高出炉体的上顶端，所述各热解筒的下开口端位于炉体内 的中部；所述的各热解筒周围与炉体内壁之间有一气体重整器，该气体重整器将炉体内腔 分隔成上下两部分，上部为燃气腔，下部为燃烧腔；所述的产品气出口与燃气腔相通；所述 的气化剂入口有一次气化剂入口、二次气化剂入口和三次气化剂入口，一次气化剂入口与 原料进口为同一入口，二次气化剂入口位于炉体底部与炉排下部的空腔相通，三次气化剂 入口与燃烧腔中带喷嘴的分气环连接；在所述的气体重整器内有多条连接燃气腔和燃烧腔 的重整通道。本方案具体的特点还有，所述的分气环的位置在燃烧腔的上部，各热解筒下开 口端的下面。所述分气环的环平面与炉体的横截面平行。所述的重整通道是垂直的通道， 或是倾斜的通道，或是弯曲的通道。所述的气体重整器是用耐高温材料制成。所述气体重 整器的位置是在热解筒的中下部。所述分气环上的喷嘴至少有两个，各喷嘴的喷射方向均 是倾斜向上喷射。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中的炉体上至少 有一个由耐高温材料制成的热解筒，各热解筒的轴线垂直炉体的横截面，各热解筒的上开 口端为原料进口，并高出炉体的上顶端，所述各热解筒的下开口端位于炉体内的中部；所述 的各热解筒周围与炉体内壁之间有一环状气体重整器，该气体重整器将炉体内腔分隔成上 下两部分，上部为燃气腔，下部为燃烧腔；所述的产品气出口与燃气腔相通；所述的气化剂 入口有一次气化剂入口、二次气化剂入口和三次气化剂入口，一次气化剂入口与原料进口3为同一入口，二次气化剂入口位于炉体底部与炉排下部的空腔相通，三次气化剂入口与燃 烧腔中带喷嘴的分气环连接；在所述的气体重整器内有多条连接燃气腔和燃烧腔的重整通 道。这一结构在运行时，生物质原料由原料进口加入，经热解筒落入炉排之上的燃烧腔和 热解筒内，热解筒内的原料由气体重整器内1000°c以上的高温燃气加热，发生干燥热解和 由原料进口也是一次气化剂入口进入的气化剂进行部分气化反应，经热解和部分气化后的 原料进入燃烧腔，与由二次气化剂入口进入的气化剂发生燃烧还原反应，反应完的原料变 成灰由出灰口排出炉体之外。由热解筒中经热解和部分气化产生的气态物，和燃烧腔内经 燃烧还原产生的气态物，与三次气化剂入口经分气环上喷嘴喷出的气化剂混合发生不完全 氧化燃烧反应生成燃气，同时经气体重整器中的重整通道，对燃气中的焦油进行高温强化 裂解，消除燃气中的焦油，并对气体成分进行重整，当燃气进入燃气腔时，就成了几乎不含 焦油的高品质产品气由产品气出口排出。通过上述运行过程可知，只要控制好输入生物质 原料的数量和各气化剂入口输入气化剂的比例，就可控制炉体内各部的温度和反应深度， 从而也就可以控制所生产的产品气质量和成分。本方案是吸收了下吸式固定床气化炉和上 吸式固定床气化炉的各自优点，通过分区将原料的干燥热解、燃烧还原和气体重整几个步 骤在一个炉体内分步进行，使产气的结构变得简洁，设备构造紧凑简单，并且不需要外加热 源，可适应的原料范围广，碳的转化率高，能获得几乎不含焦油的高品质产品气，可根据需 要调节产品气中各种有效组分的比例，防止了产生焦油液的二次污染。由此可见，本实用新 型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。附图说明图1为本技术第一个具体实施方式的部分剖视结构示意图。图2为图1的A-A剖视结构示意图。图3为本技术第二个具体实施方式的部分剖视结构示意图。图4为图2的B-B剖视结构示意图。图中，1为二次气化剂入口，2为炉排，3为炉体，4为气体重整器，5为热解筒，6为 原料进口，7为保温层，8为产品气出口，9为燃气腔，10为重整通道，11为三次气化剂入口， 12为分气环，13为燃烧腔，14为出灰口，15为喷嘴。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过两个具体实施方式，并结合其附图，对 本方案进行阐述。第一个具体实施方式可通过附图1和2看出，本方案的生物质固定床气化炉有带 保温层7的炉体3，在炉体3上有原料进口 6、产品气出口 8和气化剂入口，在炉体3的底部 有炉排2和出灰口 14，本方案是在所述的炉体3上与炉体3同轴有一钢质圆柱筒的热解筒 5，该热解筒5的上开口端为原料进口 6，并高出炉体3的上顶端，所述热解筒5的下开口端 位于炉体3内的中部。所述的热解筒5周围与炉体3内壁之间有一环状气体重整器4，该气 体重整器4的位置是在热解筒5的中下部，所述的气体重整器4是用耐高温材料制成，本具 体实施方式采用的是用耐火砖砌成。在所述的气体重整器4内有多条连接燃气腔9和燃烧 腔13的重整通道10，所述的重整通道10可以采用垂直的通道，或是倾斜的通道，或是弯曲的通道，本具体实施方式采用的是垂直通道。所述的气体重整器4将炉体3内腔炉排2上 部分隔成上下两部分，上部为燃气腔9，下部为燃烧腔13。所述的产品气出口 8与燃气腔9 相通。所述的气化剂入口有一次气化剂入口、二次气化剂入口 1和三次气化剂入口 11，一 次气化剂入口与原料进口 6为同一入口，二次气化剂入口 1位于炉体3底部与炉排2下部 的空腔相通，三次气化剂入口 11与燃烧腔13中带喷嘴15的分气环12连接，所述的分气环 12的位置在燃烧腔13的上部，热解筒5下开口端的下面，所述分气环12的环平面与炉体3 的横截面平行，所述分气环12上的喷嘴5至少有两个，各喷嘴15的喷射方向均是倾斜向上 喷射，本具体实施方式采用的喷嘴15是四个。本方案中所述炉体上的保温层，也可采用带有水套的保温层，更增加了气化炉在 产气的同时还能提供蒸汽和热水，扩大了其功能。第二个具体实施方式可通过附图3和4看出，本方案的生物质固定床气化炉有带 保温层7的炉体3，在炉体3上有原料进口 6、产品气出口 8和气化剂入口，在炉体3的底部 有炉排2和出灰口 14，本方案是为适应大型用气设备的气化炉，故在所述的炉体3上有三个 由耐高温材料陶土制成的热解筒5，三个热解筒5的轴线垂直炉体3的横截面，三个热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质固定床气化炉，包括有带保温层的炉体，在炉体上有原料进口、产品气出口和气化剂入口，在炉体的底部有炉排和出灰口，其特征是：在所述的炉体上至少有一个由耐高温材料制成的热解筒，各热解筒的轴线垂直炉体的横截面，各热解筒的上开口端为原料进口，并高出炉体的上顶端，所述各热解筒的下开口端位于炉体内的中部；所述的各热解筒周围与炉体内壁之间有一气体重整器，该气体重整器将炉体内腔分隔成上下两部分，上部为燃气腔，下部为燃烧腔；所述的产品气出口与燃气腔相通；所述的气化剂入口有一次气化剂入口、二次气化剂入口和三次气化剂入口，一次气化剂入口与原料进口为同一入口，二次气化剂入口位于炉体底部与炉排下部的空腔相通，三次气化剂入口与燃烧腔中带喷嘴的分气环连接；在所述的气体重整器内有多条连接燃气腔和燃烧腔的重整通道。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许敏，闫桂焕，孙荣峰，孙立，张卫杰，关海滨，李晓霞，姜建国，
申请(专利权)人：山东省科学院能源研究所，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]