具有经改进的稳定性的下吸式气化炉制造技术

一种下吸式气化炉(1)具有氧化剂入口(3)、生物质注入器(2)、炉篦(9)、气体排出口(7)及除灰系统(11)。传感器(10)维持床的高度且旋转桨(5)将所述床(4)的顶部维持在均匀高度。较佳的是，炉篦布置(9)为滑动炉篦布置，其主动使灰材料移动穿过所述炉篦。床内氧化剂分配器(6)将氧化剂注入到所述床内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及下吸式气化炉的经改进的稳定性。本专利技术揭示用于整平床顶部处的生物质、将氧化剂均匀地注入到床的整个横截面及通过炉篦均匀地抽取灰及残碳的技术。可个别地或优选地全部以组合方式使用这些技术以提供大幅改进的气化炉稳定性及可控制性。
技术介绍
下吸式气化炉为众所周知且已使用达上100年。在所述布置中，生物质及氧化剂均沿向下方向流动。使用下吸式气化炉产生气体，所述气体的焦油浓度极低，这是因为合成气体穿过残碳区带朝向床的在彼处发生显著焦油分解的下部区段。由于所产生的合成气体需要最小程度的进一步清洁，因此已发现此类型的气化炉可用作机载气化炉以供运载工具在燃料短缺时间期间使用。下吸式气化炉也具有若干缺点。由于床支撑于炉篦上，因此生物质可堵塞炉篦或床，从而产生空气穿过床的不均匀分配(分配不当)、跨越床的深度的过大压力下降及甚至对关闭气化炉以清理炉篦及床的需要。生物质也可形成桥或通道，借此形成氧化剂的低压力下降“捷径”，从而产生较低床燃烧、弱气体产生及焦油产生的可能增加的速率。另一问题是可难以稳定火焰前缘。取决于操作篦条件，燃烧的热解前缘可迁移到床的顶部，从而产生不稳定的操作及/或上部燃烧，此又产生对关闭系统的需要。一种下吸式气化炉(即，Imbert式设计)通过仅朝向下部床径向注入氧化剂而克服此最有一个问题。因此火焰前缘自然地稳定在那里，由于在注入点上面缺少氧化剂，因此其不能向上行进。然而，由于经径向引导的射流可致使氧化剂穿透床的距离的受限，因此此技术缺少按比例调整到较高生产量的能力。实质上，上部大小由氧化剂可穿透床的距离规定。
技术实现思路
本专利技术揭示下吸式气化炉及用于下吸式气化炉的特殊炉篦。一种下吸式气化炉，其具有主体；进气口，其朝向所述主体的顶部以允许空气进入到所述主体中；燃料进料入口，其朝向所述主体的所述顶部以允许将燃料受控地引入到所述气化炉中；炉篦，其位于所述主体内部及所述燃料进料入口下面以支撑所述燃料的床；床内空气分配系统，其包括其中具有位于所述主体内部及所述炉篦上面以将空气注入到所述床内的喷嘴的多个管；旋转桨，其位于所述主体内部及所述炉篦上面以搅动所述床；气体排出口，其位于所述炉篦下面；及除灰口，其朝向所述主体的底部。另一种下吸式气化炉，其具有主体；进气口，其朝向所述主体的顶部以允许空气进入到所述主体中；燃料进料入口，其经定位而朝向所述主体的所述顶部以允许将燃料受控地引入到所述气化炉中；空气入口，其经定位而朝向所述主体的所述顶部以允许将空气引入到所述气化炉中；及特别炉篦，其位于所述主体内部及所述燃料进料入口及所述空气入口下面以支撑所述燃料的床；电机，其使所述炉篦的规定部分以规定方式移动；旋转桨，其位于所述主体内部及所述炉篦上面以搅动所述床；气体排出口，其位于所述炉篦下面；及除灰口，其朝向所述主体的底部。所述特别炉篦具有(I)多个大致平行伸长篦板区段，每一篦板区段具有伸长尺寸且包括水平分量及垂直分量，所述垂直分量大致定中心于所述水平分量上，所述水平分量彼此分离第一预定距离，所述垂直分量彼此分离第二预定距离，且所述篦板区段的所述伸长尺寸沿第一预定方向定向；(2)间隔件，其用以围绕所述篦板区段，且结合到所述篦板区段以形成篦板结构；(3)多个大致平行伸长篦罩区段，每一篦罩区段具有伸长尺寸且具有预定形状，所述篦罩区段在所述预定形状的顶部处彼此分离第三预定距离且在所述预定 形状的底部处彼此分离第四预定距离，所述篦罩区段的所述伸长尺寸也沿所述第一预定方向定向 '及(4)多个篦条，其结合到所述篦罩区段以形成篦罩结构。所述篦罩结构在所述篦板结构的正上面。电机使所述篦罩结构或所述篦板结构中的预定一者沿大致垂直于所述第一预定方向的方向移动，所述篦罩结构或所述篦板结构中的另一结构固定在适当位置。因此显著地改进下吸式气化炉的稳定性，且气化炉系统具有比传统气化炉设计的能量输出速率大致高的能量输出速率。产生更均匀的床及空气流，且气化过程遍布气化炉床的全部横截面区域以类似方式发生。上部桨跨越气化炉床的整个横截面区域均匀地分配生物质，具有复数个氧化剂注入喷嘴的床内氧化剂分配器遍布床的整个横截面区域供应氧化剂且有效炉篦机构允许从床定量抽取较低水平的灰残炭混合物。可个别地或以组合方式使用本文中所揭示的各种改进。附图说明通过连同附图一起参考以下对本专利技术的数个实施例的说明，本专利技术的上述及其它特征及优点以及获得这些特征及优点的方式将变得显而易见且得到更好的理解，其中图I是利用用于生物质进料的双瓣阀及一个顶部桨的下吸式气化炉的示意图。图2是具有床内空气分配器的下吸式气化炉的示意图。图3图解说明示范性床内空气分配器设计的俯视图及侧视图。图4图解说明另一示范性床内空气分配器设计的俯视图及侧视图。图5图解说明示范性致动式滑动炉篦布置的组件及构造。在所述数个视图中，相应的参考符号表示相应的部件。本文中所陈述的实例图解说明本专利技术的数个实施例，但不应将其解释为以任何方式限制本专利技术的范围。具体实施例方式上部桨跨越气化炉床的整个横截面区域均匀地分配生物质，具有多个氧化剂喷嘴的床内氧化剂分配器遍布床的整个横截面区域供应氧化剂，且有效炉篦机构允许从床定量地抽取较低水平的灰残炭混合物。因此，产生更均匀的床及空气流，且遍布气化炉床的全部横截面区域以类似方式发生气化过程。因此，下吸式气化炉的稳定性得到鲜明地改进，且气化炉具有比传统设计的气化炉大致高的能量输出速率。在下吸式气化炉中，氧化剂及生物质两者均沿向下方向行进。通常，生物质支撑于多孔炉篦上，所述多孔炉篦支撑生物质床同时允许残炭及灰的较小离子以及所产生的合成气体从气化室传递到下部室。所述技术产生具有比其它上吸式、侧吸式或流化床布置低的焦油浓度的合成气体。这是由于朝向床的下部区段存在热残炭还原区带且其中发生显著焦油分解反应。为使下吸式气化炉以最佳或接近最佳性能且以经改进的稳定性操作，气化炉床必须遍布床的整个横截面以类似的热及质量传送及动力特性操作。此发生在以下情形时·(i)从床的顶部到床的底部的压力下降遍布床的整个横截面是相同的；(ii)床的高度在所有处均是相同的；(iii)使火焰稳定在床内；(iv)以使得床的每一横截面区域接收相同的氧化剂体积流速的方式分配空气；及(V)炉篦下面的任何阻碍或出口管道不在床内促成优选流动。如先前所提及，不稳定性及非最佳气化炉性能的一个原因是由气流穿过气化炉床的分配不当所产生。当气流在床上面进入气化单元时，此特别重要。可使用厄贡(Ergun)方程来预测横跨被填满的床的压力下降。在所述方程中，可看到压力下降与床高度直接成比例，其中床高度定义为从炉篦水平面到生物质的顶部的高度。如果床的部分稍微低于周围床，那么空气流将优先在低点处穿过床。局部增加的空气流将在所述区中促成较快运动，因此增加其中存在低点的横截面区域中的生物质消耗的速率。此接着将使床在彼处更快速地下落，从而致使所述低点变得更低。此产生正反馈循环，且此是在床内形成通道的起始点。空气的分配不当可产生较高的二氧化碳产生速率及在含有通道的横截面区域内的较高局部温度。图I是装设有上部旋转桨的分层下吸式气化炉的示意图。所述气化炉具有主体或壳体，其大体上指定为(19)。在图I中所描绘的气化炉(I)中，双瓣阀(2)布置表现如同燃料进料入口一样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：飞利浦·D·莱韦森，
申请(专利权)人：零点清洁科技公司，
类型：发明
国别省市：