專利名稱：雙腔式生物質氣化爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及適合于生物質原料的氣化爐，具體地指一種雙腔式生物質氣化爐。
背景技術：
隨著社會對能源需求的日益增長，作為主要能源來源的化石燃料卻在迅速減少。 因此，尋找一種可再生的替代能源，已成為社會普遍關注的焦點。利用生物質氣化后進行蒸 汽、燃氣聯合循環發電是一種高效利用生物質的方法。目前，可利用的生物質原料主要有稻 殼、棉稈、稻稈、油菜稈和玉米稈等。這些原料有著共同的特點，即可燃基揮發份很高，大多 在80%以上，并且生物質本身的特性使得其在氣化過程中非常容易形成焦油，這一特性需 要在生物質氣化爐設計時給予足夠的重視。 現有的生物質氣化爐在運行過程中會形成較高含量的焦油，這是因為生物質揮發 份較高，析出溫度低，原料在給入氣化爐后，還沒有落到原料床之前就已經有大量的氣體析 出，這些析出的氣體來不及在氣化區熱解就被合成氣帶出了氣化爐，而合成氣中所含的焦 油成份也給下游的凈化技術造成了極大的不便。如果采用燃燒部分合成氣的簡單方法脫除 焦油，又會導致大量可燃物質的浪費，降低氣化爐的冷煤氣效率。 由此可見，目前所使用的生物質氣化爐就是因為氣化不均勻、冷煤氣效率低、經濟 性差、容易在氣化過程中形成大量的焦油，而大大制約了生物質氣化發電的發展。同時，焦 油容易導致下游凈化裝置堵塞，脫除焦油的凈化裝置還會造成二次環境污染。
發明內容本實用新型的目的就是要提供一種可二次熱解生物質氣化所產生的焦油、大幅提 高合成氣熱值、且可有效降低環境污染的雙腔式生物質氣化爐。 為實現上述目的，本實用新型所設計的雙腔式生物質氣化爐，包括氣化爐殼體，所 述氣化爐殼體中設置有原料床，所述原料床的下方設置有氣化氣入口 ，所述氣化爐殼體的 底部設置有排渣口，其特殊之處在于所述氣化爐殼體的頂部設置有向下延伸的氣化分隔 墻，所述氣化分隔墻將氣化爐殼體的上部分隔成左、右兩個腔室，所述左腔室上設置有原料 輸入口 ，所述原料輸入口的上方設置有爐內循環風噴入口 ，所述右腔室的上部設置有粗合 成氣出口。 進一步地，所述原料床與氣化氣入口之間設置有等離子炬。這樣，既可以直接使用 設定的高溫氣化氣對生物質原料進行氣化熱解，也可以通過等離子炬加熱氣化氣而實現對 生物質原料的氣化熱解，以適應不同工況的需要。 本實用新型的工作原理是這樣的用于氣化的原料由左腔室的原料輸入口向下給 入，落在原料床上；氣化氣從氣化氣入口向上流入(氣化氣溫度不足時可采用等離子炬加 熱到設定值)；高溫氣化氣在穿過原料床的同時將原料熱解氣化，所生成的氣體中含有少 量焦油，被從爐內循環風噴入口吹出的循環風強制送往具有極高溫度的原料床表面，從而使焦油二次熱解成C0、 C02和H2 ;焦油二次熱解后的氣體與原料床上氣化生成的合成氣混 合，繞過氣化分隔墻進入右腔室，由粗合成氣出口排出。 本實用新型的優點在于所設計的氣化分隔墻將氣化爐殼體的上部空間分隔成雙 腔室結構，原料的給入、一次熱解氣化和所生成焦油的二次熱解過程主要在左腔室完成，而 粗合成氣則由相對獨立的右腔室排出。這樣，通過兩次熱解的方式可以將焦油基本上消除 干凈，從而確保氣化爐高效穩定運行，生物質被徹底氣化。并且焦油熱解所生成的氣體可以 提高粗合成氣的熱值，從而提高生物質氣化爐的冷煤氣效率。同時，在基本不增加氣化爐制 造成本和運行成本的基礎上將焦油有效熱解，可有效減輕生物質氣化爐的凈化裝置處理難 度，防止二次污染。
圖1為一種雙腔式生物質氣化爐的主視結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述 圖中所示的雙腔式生物質氣化爐，具有一個整體焊接而成氣化爐殼體l，氣化爐殼
體1的截面可為矩形，也可為圓形。氣化爐殼體1的下部設置有原料床3，用以承接下落的
生物質原料。原料床3的下方均布有二至四個等離子炬9，等離子炬9的下方焊接有氣化氣
入口 6。可以用等離子炬9加熱氣化氣而實現生物質的熱解；也可以不用等離子炬9，而直
接輸入溫度足夠高的氣化氣。氣化爐殼體l的最底部焊接有排渣口 8，用以排出生物質原料
氣化后所留下的殘渣。 在氣化爐殼體1的頂部設置有向下延伸的氣化分隔墻2，氣化分隔墻2將氣化爐殼
體l的上部分隔成左、右兩個腔室a、b。其中左腔室a上焊接有原料輸入口4，原料輸入口
4的正上方焊接有爐內循環風噴入口 7 ;右腔室b的頂部焊接有粗合成氣出口 5。 上述左腔室a的有效容積與右腔室b的有效容積之比優選在1 : 1 2 : 1的范
圍，在這個范圍內能保證足夠的氣化時間以及均勻的溫度場。 上述爐內循環風噴入口7與水平面的夾角優選在30 50。的范圍，這樣可以在右 腔室b中組織較好的流場，同時壓力變化較小。 上述氣化分隔墻2的下端與原料床3的表面層之間的優選距離為200 400mm。 這樣，在防止原料泄漏的同時，可以保證氣化爐殼體1內具有足夠的氣流通道和均勻的溫 度場。 通過上述布置，可以使生物質熱解生成的焦油在原料床上部的高溫區停留較長時 間，從而徹底地熱解，防止氣化中生成的焦油給下游的凈化裝置造成不便和燃料浪費。 本實用新型的運行過程如下生物質原料從原料輸入口 4給入左腔室a，并緩慢落 入原料床3上。氣化氣從氣化氣入口 6進入，被等離子炬9加熱到極高的溫度，高溫氣化氣 穿過原料床3，在穿過的同時將原料氣化，在原料床3的表面氣化溫度高、接觸面大、氣化最 劇烈。原料熱解所生成的氣體中含有少量的焦油，被從爐內循環風噴入口 7輸出的循環風 吹向原料床3的表面高溫區，從而使得焦油二次熱解成CO、C02和H2。焦油熱解后生成的氣 體與原料床3上氣化生成的合成氣混合，繞過氣化分隔墻2后，進入右腔室b，最后由粗合成氣出口 5排出。氣化過程中形成的爐渣則由排渣口 8排出。 為了使本實用新型達到最佳的工作效果，爐內循環風噴入口 7供給的循環風可以 預熱，以保證氣化爐殼體1內有較高的溫度水平，保證生物質的氣化效率。設置在氣化爐殼 體1底部的氣化氣入口 6可以布置一個，也可以多個對稱布置，以達到最佳的氣化效果。
權利要求一種雙腔式生物質氣化爐，包括氣化爐殼體(1)，所述氣化爐殼體(1)中設置有原料床(3)，所述原料床(3)的下方設置有氣化氣入口(6)，所述氣化爐殼體(1)的底部設置有排渣口(8)，其特征在于所述氣化爐殼體(1)的頂部設置有向下延伸的氣化分隔墻(2)，所述氣化分隔墻(2)將氣化爐殼體(1)的上部分隔成左、右兩個腔室(a、b)；所述左腔室(a)上設置有原料輸入口(4)，所述原料輸入口(4)的上方設置有爐內循環風噴入口(7)；所述右腔室(b)的上部設置有粗合成氣出口(5)。
2. 根據權利要求l所述的雙腔式生物質氣化爐，其特征在于所述原料床(3)與氣化 氣入口 (6)之間設置有等離子炬(9)。
3. 根據權利要求1或2所述的雙腔式生物質氣化爐，其特征在于所述左腔室(a)的 有效容積與右腔室(b)的有效容積之比為l : 1 2 : 1。
4. 根據權利要求1或2所述的雙腔式生物質氣化爐，其特征在于所述爐內循環風噴 入口 (7)與水平面的夾角設計為30 50。。
5. 根據權利要求3所述的雙腔式生物質氣化爐，其特征在于所述爐內循環風噴入口 (7)與水平面的夾角設計為30 50° 。
6. 根據權利要求1或2所述的雙腔式生物質氣化爐，其特征在于所述氣化分隔墻(2) 的下端與原料床(3)的表面層之間的距離為200 400mm。
7. 根據權利要求3所述的雙腔式生物質氣化爐，其特征在于所述氣化分隔墻(2)的 下端與原料床(3)的表面層之間的距離為200 400mm。
8. 根據權利要求4所述的雙腔式生物質氣化爐，其特征在于所述氣化分隔墻(2)的 下端與原料床(3)的表面層之間的距離為200 400mm。
9. 根據權利要求5所述的雙腔式生物質氣化爐，其特征在于所述氣化分隔墻(2)的 下端與原料床(3)的表面層之間的距離為200 400mm。
專利摘要本實用新型公開了一種雙腔式生物質氣化爐。它包括氣化爐殼體，所述氣化爐殼體中設置有原料床，所述原料床的下方設置有氣化氣入口，所述氣化爐殼體的底部設置有排渣口，其特殊之處在于所述氣化爐殼體的頂部設置有向下延伸的氣化分隔墻，所述氣化分隔墻將氣化爐殼體的上部分隔成左、右兩個腔室，所述左腔室上設置有原料輸入口，所述原料輸入口的上方設置有爐內循環風噴入口，所述右腔室的上部設置有粗合成氣出口。所述原料床與氣化氣入口之間還可設置等離子炬。其在基本不增加制造成本和運行成本的基礎上，通過對生物質氣化所產生焦油的二次熱解，有效消除了合成氣中的焦油、提高了合成氣的熱值，且可減輕凈化裝置的處理難度，降低二次污染。
文檔編號C10J3/30GK201530806SQ20092022761
公開日2010年7月21日 申請日期2009年8月24日 優先權日2009年8月24日
發明者夏明貴, 張巖豐, 林文, 陳霈 申請人:武漢凱迪控股投資有限公司