一种沸腾式生物质气化系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种沸腾式生物质气化系统，其包括进料装置、沸腾式生物质气化炉；沸腾式生物质气化炉包括反应段和尾灰段；反应段和尾灰段上下设置，反应段和尾灰段之间设有炉排；其中，反应段为竖直设置的筒体，反应段的侧部设有进料口，该进料口位于反应段的中部以下；反应段的顶端密封，其侧面的上部设有燃气出口；尾灰段为锥斗状，其位于反应段的下方；尾灰段的底部设有出渣口；尾灰段的侧部设有进风口，该进风口连接进风管道。相对于流化床而言，本实用新型专利技术的气化炉内气流速度适宜，燃气携带的固体物质少，进而使燃气含灰分少；由于通过进风口通入气化介质，而进风口位于尾灰段的侧部，可以更通畅地进行排渣。相对于固定床而言，由于本实用新型专利技术的气化炉燃料热解时间较短，所以燃气中焦油含量较低，进而防止焦油析出，阻塞管路。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种沸腾式生物质气化系统。
技术介绍
目前生物质气化炉主要有两个方向，一为流化床气化炉，二为固定床气化炉。流化床气化炉是生物质燃料在炉内以流化状态完成气化过程；其主要特性为要求进炉生物质原料的量较少，便于流化。固定床气化炉是生物质在炉内以堆积的状态存在，以层燃的方式完成气化过程；其特点是要求进炉生物质原料的量较大。例如，中国专利申请201120162620公开了一种生物质高速循环流化床气化炉，其包括提升管、布风系统、旋风分离器及返料器，提升管开设有加料口，布风系统设于提升管底部，布风系统包括风室、布风板和风帽，布风板设置于风室内的上部，风帽设置在布风板上，提升管的上部出口与旋风分离器连接，旋风分离器的下部和返料器的进口连接，返料器的出口与提升管底部相连。中国专利201120058801公开了一种生物质气化系统。该系统由送风系统、螺旋加料器、流化床气化炉、旋风分离器、焦油重整装置、净化系统和储气装置构成。在流化床气化炉壁一侧设置至少3个进样口用来加入气体或固体催化剂，在盲板上设置至少2个进样口用来加入液体催化剂。生物质经过气化后，未被反应的生物质通过旋风分离器的分离被脱出，起到了初步净化热解气的作用，热解气经过焦油重整装置将大部分焦油转化为永久性气体并通过净化系统进一步脱去未被转化的少量大分子的焦油等物质，得到纯净的热解气可送至储气装置或直接送到气用户。中国专利201120558492公开了一种生物质固定床多联产气化炉，其包括炉体与炉箅，炉体内部设置均流装置，均流装置将炉体内部分为上、下两部分，上部为反应室，下部为催化裂解室；炉箅呈圆台形，设置在催化裂解室中并与反应室底部连接；炉体顶部还设置有空气进口，炉体底部设置有出炭口，炉体下部设置燃气出口，燃气出口与催化裂解室连通。中国专利201120482192公开了一种焦油分级收集的固定床生物质气化设备，其包括气化炉，在气化炉的顶部或底部入口设置气化风入口管、出口设置第一导气管，经第一导气管连接有高温过滤除尘器，高温过滤除尘器经第二导气管串连有多个焦油收集器，每个焦油收集器内分别设有冷却器，焦油收集器下设有集焦池，集焦池的底部设有排焦管。根据燃气中焦油成分的馏段不同，利用冷却方式分级收集燃气中的焦油，再根据收集到的成分的不同，有效的利用。上述技术方案中，流化床气化炉的主要问题是燃气灰含量高，气化炉本体排灰功能很差；固定床气化炉的主要问题是燃气焦油含量过高，容易出现烧偏、烧穿现象。因此，如何提供一种燃气灰含量低、具备排灰功能且燃气焦油含量低的生物质气化系统成为了业界需要解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本技术的目的是提供一种燃气灰含量低、具备排灰功能且燃气焦油含量低的生物质气化系统。为了实现上述目的，本技术提供了一种沸腾式生物质气化系统，其包括进料装置、沸腾式生物质气化炉；沸腾式生物质气化炉包括反应段和尾灰段；反应段和尾灰段上下设置，反应段和尾灰段之间设有炉排；其中，反应段为竖直设置的筒体，反应段的侧部设有进料口，该进料口位于反应段的中部以下；反应段的顶端密封，其侧面的上部设有燃气出口 ；尾灰段为锥斗状，其位于反应段的下方；尾灰段的底部设有出渣口 ；尾灰段的侧部设有进风口，该进风口连接进风管道。本技术的沸腾式生物质气化炉在结构上借鉴并结合固定床生物质气化炉和流化床生物质气化炉的特点。进料方面，由于固定床气化炉内的料高比较高，通常达到反应段高度的80%，其必须从顶部进料；而流化床气化炉内的生物质燃料以悬浮状态或者流化状态进行气化反应，炉内无所谓料高，因而其进料口可以偏低，设于反应段侧部的中部以下，当生物质原料比较细、粉料多，则进料口可低些，当生物质原料比较粗，则进料口可高些；本技术的沸腾式生物质气化炉内的料高不会很高，一般为反应段高度的25%以下，而其进料口的位置只要略高于料高即可，其进料口借鉴流化床的进料口，设置于反应段的侧部，优选为距离反应段底部1/4-1/2的位置。排灰和进气方面，由于流化床的炉排的正下方设有风口及风帽，排灰和进气很容易互相影响，即灰渣下落的过程中被风口及风帽阻挡，同时灰渣容易堵塞风口，导致向炉内送风困难，进而影响炉内气化反应的进程。而固定床的进风口通常位于尾灰段的侧面，不会阻挡排灰及被灰渣堵塞。本技术的沸腾式生物质气化炉的排灰和进气借鉴固定床的排灰和进气方式，将进气口设置于尾灰段的侧面。筒壁方面，固定床气化炉通常为直筒，而流化床气化炉通常在紧邻尾灰段的上方设置开口向上的喇叭口，其目的是通过截面积的变化改变风速，(即截面积越小风速越大，截面积越大风速越小)。根据需要，本技术的沸腾式生物质气化炉可以设置用于改变风速的收口(喇叭口)，也可以不设置。相应地，本技术的沸腾式生物质气化炉在工艺上也借鉴并结合固定床生物质气化工艺和流化床生物质气化工艺的特点。其气化过程包括启炉点火、层燃状态气化过程、沸腾状态气化过程、熄炉。其中以固定床气化炉的方式进行启炉点火，以流化床气化炉“关料不关风”的方式进行熄炉。因而可以说，本技术的沸腾式生物质气化炉在工艺上，前半段近似固定床气化炉的工艺，后半段近似流化床气化炉的工艺。本技术中，沸腾状态是指生物质原料颗粒在气化炉内悬浮的状态。本技术中，进料装置优选为包括封闭式进料管道，以防止燃气泄露产生危险。本技术中，生物质原料从气化炉反应段的侧部进入，落到炉排上，在炉排上进行层燃；待燃烧到一定程度以后，质量变轻，在底部进风口所进空气的吹动作用下，漂浮到反应段的上部，以沸腾状态完成气化过程；气化过程中所生成的燃气由位于反应段侧面上部的燃气出口排出。本技术中，通过进风口通入气化介质。气化介质可以空气,也可以是在空气中添加了其它成分的气化介质，或者是对空气中各成分进行了调节的气化介质，例如，根据不同的生物质原料、场合以及目的，可以适当地增加或减少氧气、氮气、水蒸气、以及二氧化碳的含量，以控制转化率、产率以及产物如燃气的组成。本技术中，反应段的顶端可设置水封装置。本技术中，炉排可选用现有技术中的各种炉排，为了增强炉底排渣的性能，优选为可动炉排例如手摇炉排、往复炉排、链条炉排等，或旋转塔式炉排结构，从而保障气化炉连续稳定运行。本技术的结构综合了固定床和流化床的特点，其进料类似流化床，其排渣和进气类似固定床；或者说，其下半段类似固定床，其上半段类似流化床；生物质原料反应过程的前半段为固定床的反应过程，后半段为流化床的反应过程，即先层燃后沸腾，先氧化后还原。其在结构上克服了流化床和固定床气化炉的缺点。相对于流化床而言，由于本技术的气化炉内气流速度适宜，燃气携带的固体物质少，进而使燃气含灰分少；由于通过进风口通入气化介质，而进风口位于尾灰段的侧部。相对于流化床在炉底设置风帽或布风板，可以更通畅地进行排渣，而不必担心炉渣堵塞位于炉底的风帽、布风板或者进风口。相对于固定床而言，由于本技术的气化炉燃料热解时间较短，所以燃气中焦油含量较低，进而防止焦油析出，阻塞管路。因此，本技术可以很好地满足生物质气化技术工业化的应用需要。根据本技术另一具体实施方式，其进一步包括除尘装置，该除尘装置包括气体入口、气体出口以及出渣口，气体入口和沸腾式生物质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸腾式生物质气化系统，其包括进料装置、沸腾式生物质气化炉；所述沸腾式生物质气化炉包括反应段和尾灰段；所述反应段和尾灰段上下设置，所述反应段和尾灰段之间设有炉排；其特征在于，反应段为竖直设置的筒体，所述反应段的侧部设有进料口，该进料口位于所述反应段的中部以下；所述反应段的顶端密封，其侧面的上部设有燃气出口；尾灰段为锥斗状，其位于所述反应段的下方；所述尾灰段的底部设有出渣口；所述尾灰段的侧部设有进风口，该进风口连接进风管道。

【技术特征摘要】
1.一种沸腾式生物质气化系统，其包括进料装置、沸腾式生物质气化炉；所述沸腾式生物质气化炉包括反应段和尾灰段；所述反应段和尾灰段上下设置，所述反应段和尾灰段之间设有炉排；其特征在于， 反应段为竖直设置的筒体，所述反应段的侧部设有进料口，该进料口位于所述反应段的中部以下；所述反应段的顶端密封，其侧面的上部设有燃气出口 ； 尾灰段为锥斗状，其位于所述反应段的下方；所述尾灰段的底部设有出渣口 ；所述尾灰段的侧部设有进风口，该进风口连接进风管道。2.如权利要求1所述的沸腾式生物质气化系统，其特征在于，进一步包括除尘装置，所述除尘装置包括气体入口、气体出口以及出渣口，所述气体入口和所述沸腾式生物质气化炉的燃气出口通过管道连接。3.如权利要求2所述的沸腾式生物质气化系统，其特征在于，进一步包括用于降低燃气温度的温度调节器，所述温度调节器包括燃气入口、燃气出口、空气入口、空气出口 ；所述燃气入口连接燃气输入管道，所述燃气出口连接燃气输出管道，所述空气入口连接空气输入管道，所述空气出口连接空气输出管道。4.如权利要求3所述的沸腾式生物质气化系统，其特征在于，所述空气输入管道和所述空气输出管道之间设有用于连通二者的连通管道，该连通管道上设有阀门。5.如权利要求1所述的沸腾式生物质气化系统，其特征在于，所述反应段的侧部设有烟气回流入口，该烟气回流入口连接烟气回流管道，该烟气回流管道的另一端连接至下游用户的烟气输出管道。6.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵广健，
申请(专利权)人：广州薪光合环保技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：