生物质空气－水蒸汽气化系统技术方案

本发明专利技术公开了一种生物质空气－水蒸汽气化系统，卸料间，提升机，料仓，输送带，炉前料仓，螺旋输送机，气化器，旋风分离器，放散装置，鼓风机等，其中气化器的燃烧室通过至少一路水蒸汽管道连通蒸汽锅炉，蒸汽锅炉产生的水蒸汽通过水蒸汽管道输入到燃烧室内与生物质燃料热解燃烧过程中的反应物发生气化反应。由于以空气作为气化剂的基础上，在气化器设置了水蒸汽管路，引入水蒸汽作为气化剂参与气化反应，使生物质燃料热解燃烧并气化后获得中热值的生物质燃气，热值提高３０～４０％，燃气产出率提高２０％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气化领域，具体是涉及一种利用生物质燃料制备生物质燃气的设备系统。
技术介绍
生物质燃气是一种可替代化石能源的绿色能源，它的原料为生物质物料，如秸杆、甘蔗渣、稻杆、稻壳(糠)、废木材、树皮、锯末、木屑等，通过气化设备对其高温(650°C以上)热解反应后，能够制出生物质燃气。生物质气化制取燃气是一种先进的生物质能热化学转化方式，其中，生物质空气-水蒸汽气化是一种投资相对较低，产气质量也较好的气化方法。在这种气化中，水蒸汽重整所需要的热量可以由空气的部分燃烧供给。但这种气化方式并未得到广泛应用，原因在于水蒸汽加入点过于集中，使水蒸汽与反反应物的混合不完全，造成反应不充分，最终导致制备出的生物质燃气的产出率低，且热值低，无法大规模工业化。空气-水蒸汽气化器的燃烧技术主要是炉排层燃烧和流化床燃烧技术，其中，采用炉排层燃技术的缺点是燃料燃烧不完全，过量空气系数较高，导致热效率偏低；另者，如采用流化床燃烧炉，一般是应用于大型锅炉，其投资巨大，生产成本高，不能在中小企业中大力推应用。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种能够制备出高热值、产生率高的气化系统。为了实现以上目的，本专利技术的技术方案如下一种生物质空气-水蒸汽气化系统，由以下设备组成卸料间，用于收集运输车得到的生物质燃料；提升机，用于将卸料间的生物质燃料输送至料仓；料仓，用于储存生物质燃料；输送带，用于将料仓的生物质燃料输送至炉前料仓；炉前料仓，用于调理生物质燃料；螺旋输送机，用于定量输送生物质燃料；气化器，用于制备出生物质燃气；旋风分离器，用于分离生物质燃气中含有的未燃尽颗粒及杂质；放散装置，用于释放过压的生物质燃气；鼓风机，用于向气化器输送空气；所述气化器的燃烧室通过至少一路水蒸汽管道连通蒸汽锅炉，蒸汽锅炉产生的水蒸汽通过水蒸汽管道输入到燃烧室内与生物质燃料热解燃烧过程中的反应物发生气化反应。进一步地，所述燃烧室连通三路水蒸汽管道，每路水蒸汽管道出口在燃烧室中处于不同位置。所述水蒸汽管道的入口连接水蒸汽分配器，水蒸汽分配器将水蒸汽定量分配到每路水蒸汽管道中。所述水蒸汽分配器为圆圈形结构管道，水蒸汽管道在水蒸汽分配器上绕圆周中心径向均勻分布。所述每路水蒸汽管道安装有截止阀和/或压力表。所述水蒸汽分配器的入口连接水蒸汽总管，其出口连接排水阀，如疏水阀。所述水蒸汽总管安装减压阀和/或流量计。所述气化器的壁体开设有至少一通孔且该通孔与水蒸汽管道连通，通孔内壁与燃烧室内壁相切，水蒸汽由通孔切向输入到燃烧室内与参与气化反应，产生生物质燃气。所述气化器壁体的外表层包裹一层外筒体，外筒体与保层外表形成冷却室，冷却室内填充具有流动性的冷却液，冷却液与保温层进行热交换，所述壁体与外筒之间设置有若干块支撑板。所述放散装置的放散口与气化器的空气入口通过燃气管道连通，实现将过压的多余燃气输入到气化器循环燃烧。与现有技术相比，由于以空气作为气化剂的基础上，在气化器设置了水蒸汽管路，引入水蒸汽作为气化剂参与气化反应，使生物质燃料热解燃烧并气化后获得中热值(1800 2000Kcal/N m3)的生物质燃气，热值提高30 40%，燃气产出率提高20%。在气化器的燃烧过程中，气化反应所需的热能来源于气化器中的生物质燃料，实现自热平衡。水蒸汽由多路水蒸汽管道输入到气化器的燃烧室内，以分散形式从不同位置输入水蒸汽，使与燃烧内反应物(生物质碳和热解燃烧产生的气体)充分混合，进一步气化反应达到更完全的目的。附图说明图1为气化系统的组成图。图2为气化器的水蒸汽管路结构示意图。图3为气化器炉体的结构示意图。图4为气化器炉体的侧面结构示意。下面，结合最佳实施例对本专利技术进一步具体描述。具体实施例方式如图1所示，本专利技术生物质空气-水蒸汽气化系统，由卸料间10、提升机14、储料仓8、输送带13、斜角输送带9、炉前料仓6、螺旋输送机7、气化器1、一级旋风分离器2、放散装置12、二级旋风分离器3、鼓风机4、热交换装置5组成。如图2所示，本专利技术气化器是一台0. 5吨/时的气化炉，以流化床为最佳。气化器的炉体15连接水蒸汽管路组件，给炉体15内的燃烧室16提供高温水蒸汽。燃烧室为中空的圆筒形体。炉体15 (燃烧室)的壁体开设三个通孔M，通孔M在炉体15的横截面上呈圆周均勻布置，通孔M的位置位于燃烧层。水蒸汽管路组件，由三路水蒸汽管路25、水蒸汽分配器17和水蒸汽总管18组成。水蒸汽分配器17为圆圈形状，其内圆侧连接三路水蒸汽管路25，每一路水蒸汽管路25也呈圆周均勻布置，每一路水蒸汽管路25与通孔M直线连通。水蒸汽分配器17的入口连接水蒸汽总管18，而出口连接疏水阀沈。每一路水蒸汽管路25均安装有压力表27和截止阀23。水蒸汽总管18安装有压力表20、流量计21和减压阀22。水蒸汽总管连接一台0. 5吨/时的蒸汽锅炉19。如图3和图4所示，气化炉的主体(炉体)由保温层32、点火器、风机36、液位计34、防爆门、人孔、观火孔和外壳体观组成，整体上横向放置。保温层32呈中空的圆筒形，其内部的圆筒形空腔作为燃烧室16。保温层32的材料为耐高温材料，其内部焊接密布有J形抓钉，以加固保温层32。保温层32的壁体上开设有三个进料口 31，进料口 31的侧壁与保温层32的壁体相切。进料口 31的入口与风室33相通，风室33通过风管35与风机36连通。当生物质粉料从进料口 31进入燃烧室时，风机36向进料口 31切向吹入空气，使粉料在燃烧室16中旋风式卷起，与空气充分混合燃烧。保温层32的外壁包覆有外壳体观，保温层32和外壳体观之间设置有若干块支撑板四。支撑板四为圆环形状，其周围开设有一个90°缺口，每块支撑板的缺口朝向各不相同，有利于增加水流的振动性。保温层32与外壳体观之间的空间形成冷却室，里面可填充水。外壳体观的上部连接排气管30 (与冷却室连通)，用于将冷却室的蒸汽排出。冷却室连接液位计34，用于监视冷却室的水位。通孔M的轴向内壁与燃烧室16的内壁相切，有利于水蒸汽切向输入到燃烧室16内，与燃烧室内的反应物充分混合。放散装置12的放散出口连接循环管路11，循环管路11接入到气化炉的燃烧室16内，给燃烧室循环利用。本系统的工作过程如下生物质燃料从卸料间10由提升机14提升到储料仓8储存，需要制气时，燃料从储料仓8经水平输送带13及斜角输送带9进入炉前料仓6，经过搅拌后由螺旋输送机7定量输入到气化器1，此时，鼓风机4向气化器1送风，以提供燃烧所需的空气，控制空气当量比25，加入催化剂，如白云石、橄榄石、氧化铝等，在常压或微正压条件下燃烧生物质燃料产生反应物(生物质碳和反应气体)，气化器内部温度达到850°C左右时，通入0. 6Mpa的120°C的水蒸汽与反应物参与气化反应，控制水蒸汽/生物质燃料质量比S/B为0. 5，经过2s左右反应时间，产生生物质燃气，其中产生的固体废弃物排出气化器外，接着，燃气和未完全反应的生物质燃料进入一级旋风分离器2，经分离后较纯净燃气和较细灰份进入二级旋风分离器3，最终分离出纯净燃气，而一些未完全反应的灰份和碳返回气化器1循环利用，纯净燃气进入热交换装置5加热用于反应的空气，通过热交换后，燃气被降温后供工业生产，多余的燃气进入放散装置12处理后，由循环管路本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生物质空气－水蒸汽气化系统，由以下设备组成：卸料间，用于收集运输车得到的生物质燃料；提升机，用于将卸料间的生物质燃料输送至料仓；料仓，用于储存生物质燃料；输送带，用于将料仓的生物质燃料输送至炉前料仓；炉前料仓，用于调理生物质燃料；螺旋输送机，用于定量输送生物质燃料；气化器，用于制备出生物质燃气；旋风分离器，用于分离生物质燃气中含有的未燃尽颗粒及杂质；放散装置，用于释放过压的生物质燃气；鼓风机，用于向气化器输送空气；其特征在于，所述气化器的燃烧室通过至少一路水蒸汽管道连通蒸汽锅炉，蒸汽锅炉产生的水蒸汽通过水蒸汽管道输入到燃烧室内与生物质燃料热解燃烧过程中的反应物发生气化反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：常厚春，
申请(专利权)人：广州迪森热能技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81