一种用于生物质固定床气化炉的自除焦油的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于生物质固定床气化炉的自除焦油的方法，其中，气化炉的下段产生生物质燃气，在气化炉的上段设置燃气通道，并对燃气通道内的空间进行冷却降温，在气化炉的下段所产生燃气自下而上通过该燃气通道的时候，燃气的温度降低，从而使燃气内的焦油析出。本发明专利技术不会对燃气的生产效率产生影响，也不会对外部环境和循环水造成污染；燃气温度的降低一部分用于对炉内干燥层燃料的干燥，因此循环水冷却带走的热量较小，在燃气降温过程中，大量焦油被回收并再次参与气化，大大提高了能量利用率，两者相比，节约的大于冷却损失的；由于燃气温度较低，对辅机、仪表及管道等设备的要求也大大降低，节省投资成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
生物质是十分重要的可再生能源，具有可再生性、低污染性和广泛分布性等特点。利用生物质作为替代能源，对低碳减排，减少“温室效应”和改善大气酸雨环境具有十分重要的意义。生物质气化系统就是利用生物质在气化炉中密闭缺氧燃烧，通过干馏热解及热化学氧化后产生可燃气体。固定床气化炉是生物质气化系统的重要类型。固定床气化炉中，燃料在炉内以堆积的状态存在，以层燃的方式完成气化过程。固定床气化炉因为燃料热解时间较长，压料较多，所以燃气中焦油含量较高，加上所产燃气温度较低，导致焦油极易析出，从而堵塞燃气管道。目前生物质气化炉系统多采用外部除焦油如水洗等，或者通过增加二、三次风来提高生物质燃气温度来解决或缓解焦油问题。例如，中国专利申请201010251310.2公开了一种规模化固定床生物质气化发电生产工艺及成套设备，其由四个部分组成:(I)原料预处理部分，主要包括原料收集、烘干和成型系统；(2)生物质气化部分，主要为大型生物质固定床气化炉及其相关配套设施；(3)气体净化部分，主要包括除灰、除焦油、脱硫、脱氯等设备；(4)燃气发电部分，深度净化后的燃气主要利用内燃机中燃烧发电。 中国专利申请201110385439.7公开了一种焦油分级收集的固定床生物质气化工艺及设备，设置与气化炉相连的高温过滤除尘器，在高温过滤除尘器的出气口串连多个焦油收集器，经气化风入口管向气化炉的顶部或底部通入气化风流，将气化炉中含有焦油的高温混合气体排出，在保持温度的条件下，经第一导气管进入高温过滤除尘器进行高温除尘，之后经第二导气管进入串连的多个焦油收集器分段处理，得到不同成份的焦油。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进行有效的利用。上述技术方案中，采用外部除焦油，通过外部水洗析出的焦油与水一起排入环境中，造成对循环水的污染和工作环境的恶化，并且对外部环境造成严重的污染。而通过增加二、三次风提高燃气温度，实际上是以牺牲燃气的热值为代价的，并且提高燃气温度对燃气管道及后续设备的要求也大大提高，成本也将随之增加，并且伴随管路延长，不可避免的出现燃气降温，一旦降温，就会产生焦油。这两种技术都是在牺牲环境、投资成本(设备的使用寿命)或产出效率的前提下解决焦油问题的，都有非常明显的缺陷。因此，如何提供一种既能实现较好的除焦油效果、又能在不降低产出效率及设备使用寿命、且不对环境造成污染的用于生物质固定床气化炉的自除焦油的方法，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，本专利技术的目的是提供，其既能实现较好的除焦油效果，又能不降低产出效率及设备使用寿命，且不对环境造成污染，还能满足工业化应用的需要。为了实现上述目的，本专利技术提供了，其中，气化炉的下段产生生物质燃气，在气化炉的上段设置燃气通道，并对燃气通道内的空间进行冷却降温，在气化炉的下段所产生燃气自下而上通过该燃气通道的时候，燃气的温度降低，从而使燃气内的焦油析出。本专利技术中，冷媒可为各种合适的流体材料，考虑到成本及便于实施的因素，其优选为水。根据本专利技术另一具体实施方式，在气化炉内设置冷媒通路；冷媒通路的进口和出口均位于气化炉的壳体上，冷媒通路的一段位于燃气通道之内，冷媒在冷媒通路里通过的过程中，对燃气通道进行降温，进而使燃气内的焦油析出。根据本专利技术另一具体实施方式，冷媒通路包括入口段、列管段、出口段；列管段位于燃气通道内，其包括若干条冷却管，每条冷却管均包括下行通路与上行通路;燃气内的焦油析出后凝结于冷却管上。根据本专利技术另一具体实施方式，冷却管包括细管和粗管，粗管套在细管之外，细管两端开口，粗管底端封闭、顶端开口，粗管与细管在底端连通；细管为下行通路，粗管为上行通路。 根据本专利技术另一具体实施方式，气化炉内的冷媒离开气化炉之后，进行冷却，然后重新进入气化炉，实现冷媒的循环利用。根据本专利技术另一具体实施方式，在气化炉的上段设置至少两个燃气通道，每个燃气通道均对应设有冷媒通路；当某一燃气通道被焦油堵塞严重，则排除其冷媒通路内的绝大部分冷媒，在没有冷媒冷却的情况下，该燃气通道内的焦油会被较高温度的燃气加热，进而融化并流下到料堆上，从而实现冷媒通路的自清理。根据本专利技术另一具体实施方式，当某一燃气通道被焦油堵塞严重，则排除其冷媒通路内的绝大部分冷媒，并对该燃气通道进行加热。根据本专利技术另一具体实施方式，冷媒为水，当某一燃气通道被焦油堵塞严重，则向其冷媒通路中通入水蒸气，从而对该燃气通道进行加热。根据本专利技术另一具体实施方式，环绕气化炉设置有用作蒸汽发生器的夹套，以利用炉温产生水蒸气，该蒸汽发生器所产生的水蒸气用于通入冷媒通路进行自清理、以及作为一部分气化介质通入所述气化炉内参与反应。根据本专利技术另一具体实施方式，气化炉内设有水冷炉排，该水冷炉排的出水通入蒸汽发生器内。可实现本专利技术的方法的系统，例如，一种自除焦油式生物质固定床气化炉系统，其包括自除焦油式生物质固定床气化炉，该自除焦油式生物质固定床气化炉包括纵向设置的炉体，炉体自下至上依次为锥斗状尾灰段(含风室)、筒状反应段、除焦油段；尾灰段和反应段之间设有炉排；除焦油段的顶部设有燃气出口 ；尾灰段的底部设有出渣口，尾灰段的侧部设有至少一个气化介质入口 ；反应段的上部侧面设有进料口 ；反应段和除焦油段之间设有隔板，隔板上设有用于与反应段相通的燃气入口 ；除焦油段内设有除焦油装置，除焦油装置包括冷凝筒，冷凝筒包括两端开口的筒状壳体，筒状壳体的下端开口连接于隔板上的燃气入口 ；除焦油段的炉壁、隔板、除焦油装置的外壳三者形成燃气无法进入的空间；筒状壳体内设有多条冷却管形成的管束，该多条冷却管竖直悬挂且间隔设置，筒状壳体的上端开口连接燃气管道，燃气管道连接至燃气出口。该方案中，反应段的上部侧面设有进料口，生物质燃料通过该进料口从炉外输送至炉内进行反应，该进料口设置于隔板的下方。该方案的自除焦油式生物质固定床气化炉系统还包括进料装置，该进料装置可为各种合适的进料装置，由于进料有可能被焦油黏住，因而其优选为连续进料装置例如螺旋输送机。该方案中，反应段内所产生的燃气通过隔板上的燃气入口进入冷凝筒的筒状壳体内，穿过该筒状壳体到达燃气管道，然后穿过燃气管道到达位于炉顶的燃气出口并输出。在燃气穿过筒状壳体的过程中，由于冷却管的冷却作用，燃气的温度降低，燃气内所包含的焦油成分遇冷凝结在冷却管的外管壁上以及筒状壳体的内壁上，同时捕捉燃气中携带的灰尘，积累到一定程度后，在自重的作用下，向下流动，最后滴回炉内料堆。该方案主要通过在炉内设置冷却空间、并使燃气通过该冷却空间来使燃气与焦油分离。可采用多种制冷方案来实现在炉内设置冷却空间，例如，可通过制冷压缩机进行制冷，又如，可通过冷媒(例如水)进行制冷。关于通过冷媒(例如水)进行制冷的方案，将在下文进行详细描述。本专利技术中，冷却管的作用有两个，一个是制造一定的冷却空间，另一个是使焦油在冷却管上附着且凝结。随气化炉的燃气产量及焦油含量而定，冷却管管束的数目可为几十根甚至几百根，例如，该数目可为50-100根。进一步地，冷却管包括细管和粗管，粗管套在细管之外，细管两端开口，粗管底端封闭、顶端开口，粗管与细管在底端连通；除焦油装置进一步包括位于炉体顶部的冷媒容器，冷媒容器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生物质固定床气化炉的自除焦油的方法，其中，气化炉的下段产生生物质燃气，在气化炉的上段设置燃气通道，并对燃气通道内的空间进行冷却降温，在气化炉的下段所产生燃气自下而上通过该燃气通道的时候，燃气的温度降低，从而使燃气内的焦油析出。

【技术特征摘要】
1.一种用于生物质固定床气化炉的自除焦油的方法，其中，气化炉的下段产生生物质燃气，在气化炉的上段设置燃气通道，并对燃气通道内的空间进行冷却降温，在气化炉的下段所产生燃气自下而上通过该燃气通道的时候，燃气的温度降低，从而使燃气内的焦油析出。2.如权利要求1所述的方法，其中，在气化炉内设置冷媒通路；冷媒通路的进口和出口均位于气化炉的壳体上，所述冷媒通路的一段位于所述燃气通道之内，冷媒在所述冷媒通路里通过的过程中，对所述燃气通道进行降温，进而使燃气内的焦油析出。3.如权利要求2所述的方法，其中，所述冷媒通路包括入口段、列管段、出口段；所述列管段位于所述燃气通道内，其包括若干条冷却管，每条冷却管均包括下行通路与上行通路；燃气内的焦油析出后凝结于冷却管上，然后滴到下部的燃料堆中。4.如权利要求3所述的方法，其中，所述冷却管包括细管和粗管，所述粗管套在所述细管之外，所述细管两端开口，所述粗管底端封闭、顶端开口，所述粗管与所述细管在底端连通；所述细管为下行通路，所述粗管为上行通路。5.如权利要求2所述的方法，其中，气化...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵广健，马培碧，杨昌良，梁鸿超，
申请(专利权)人：广州薪光合环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：