低氮生物質可燃氣制取裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及生物質熱解氣化裝置，尤其是一種低氮生物質可燃氣制取裝置。包括載體加熱器，載體加熱器包括殼體，其中，還包括分切式高效分離器和氣動旋流氣化爐，所述的載體加熱器為蝸殼式載體加熱器，殼體的頂部設有封頭，殼體內由上至下依次分為載體通道、載體加熱室和均風室，載體加熱室的底部設有蝸殼體，在蝸殼體的切口處安裝有燃燒器，裝置在不使用氧氣和富氧空氣的條件下，可獲得低氮、高熱值的可燃氣體，而且該裝置具有單爐產氣量大、工藝控制簡單可靠、裝置制造成本與運行成本低、無酚水產生和焦油含量少的優點，為生物質能的清潔高效利用提供了技術條件。
【專利說明】低氮生物質可燃氣制取裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物質熱解氣化裝置，尤其是一種低氮生物質可燃氣制取裝置。
【背景技術】
[0002]《中華人民共和國可再生能源法》規定，生物質能，是指利用自然界的植物、糞便以及城鄉有機廢物轉化成的能源。國家鼓勵生物質能的開發利用，但是生物質如果直接燃燒利用，能源利用效率低，伴生次生污染，把生物質熱解氣化制取可燃氣進行能源利用，具有用途廣泛、清潔高效的優點，是生物質能利用的發展方向。在生物質熱解氣化生產過程中，如果采用氧氣或富氧空氣氣化，可制取高熱值可燃氣，用于內燃機或燃氣輪機發電，但由于空分設備投資和運行成本較高，因此目前生物質熱解氣化生產過程中一般都采用空氣氣化。采用空氣氣化產生的可燃氣體中氮氣的含量高達42%?57%，可燃氣熱值低用途受限，可燃氣體凈化工藝復雜，且伴生水污染。綜上所述，現有生物質可燃氣制取技術和裝置制約了我國生物質能的清潔高效利用和發展。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于提出了一種低氮生物質可燃氣制取裝置，該裝置在不使用氧氣和富氧空氣的條件下，可獲得低氮、高熱值的可燃氣體，而且該裝置具有單爐產氣量大、工藝控制簡單可靠、裝置制造成本與運行成本低、無酚水產生和焦油含量少的優點，為生物質能的清潔高效利用提供了技術條件。
[0004]本實用新型是采用以下的技術方案實現的:一種低氮生物質可燃氣制取裝置，包括載體加熱器，載體加熱器包括殼體，其中，還包括分切式高效分離器和氣動旋流氣化爐，所述的載體加熱器為蝸殼式載體加熱器，殼體的頂部設有封頭，殼體內由上至下依次分為載體通道、載體加熱室和均風室，載體加熱室的底部設有蝸殼體，在蝸殼體的切口處安裝有燃燒器，均風室的側壁分別設置出渣口、給風管道和進料口 ；
[0005]封頭的下方設有出風口，出風口連接殼體和分切式高效分離器，分切式高效分離器包括外殼體，外殼體的下部連接有錐體，外殼體的頂部設有排風口，外殼體內設有旋風子，旋風子的進氣口呈切線狀安裝，錐體下部依次通過料閥I和下料管I與氣動旋流氣化爐連接；
[0006]所述氣動旋流氣化爐包括爐體，爐體頂部設有出氣管,爐體內腔上部設有氣體除塵器，氣體除塵器通過出氣管與爐體連接，氣體除塵器的內腔為空腔，氣體除塵器的下部設有導流錐體，導流錐體的環形外側設有旋流葉片，爐體的中部與氣化原料進料管連接，原料進料管下方的爐體上設有氣化劑環形進氣管，氣化劑環形進氣管上安裝有噴氣嘴，噴氣嘴伸入爐體內部，爐體內腔下部設有傾斜狀的錐形板，錐形板上設有氣化劑進孔，錐形板與爐體之間的空腔為氣化劑均壓室，爐體的下部連接有氣化劑進氣管，氣化劑進氣管與氣化劑均壓室連通，爐體的底部依次通過料閥II和螺旋給料機與蝸殼式載體加熱器殼體上的進料口連接。
[0007]本實用新型中，根據產氣量的需求，所述蝸殼式載體加熱器的殼體內可以設置至少一個蝸殼體和對應數量的燃燒器。
[0008]進入分切式高效分離器的熱載體溫度控制在850°C?950°C之間。
[0009]所述錐體的下部連接有落料管I，落料管I的一端與錐體連接，另一端與料閥I入口連接。料閥I出口通過下料管I與氣動旋流氣化爐連接，料閥I上設有至少一個播料風管I。
[0010]所述外殼體內設有至少二個旋風子，含有載體的氣體被分切進入旋風子內，旋風子起到高效分離作用；外殼體內由上至下依次分為匯風室、進風室和集料室，外殼體內設有旋風子，旋風子位于進風室內。
[0011]所述氣化劑環形進氣管上安裝有至少兩個噴氣嘴，噴氣嘴與爐體的中心線之間呈15度?25度的傾斜夾角。
[0012]所述錐形板上均布有氣化劑進孔，氣化劑進孔的尺寸為2mm?4mm。
[0013]所述爐體的底部通過落料管II與料閥II入口連接，料閥II出口通過下料管II與螺旋給料機連接，料閥II上設有至少一個播料風管II，螺旋給料機與蝸殼式載體加熱器殼體上的進料口連接。
[0014]所述氣體除塵器包括外殼，外殼內腔為空腔，殼體的下部設有導流錐體。
[0015]本實用新型的有益效果是:與現有的生物質熱解氣化裝置相比，該低氮生物質可燃氣制取裝置利用載體的加熱和循環，在隔離空氣的條件下利用載體熱焓使生物質熱解氣化，在不使用氧氣或富氧空氣的條件下，可獲得低氮、高熱值的可燃氣體，而且該裝置具有單爐產氣量大、工藝控制簡單可靠、裝置制造成本與運行成本低、無酚水產生和焦油含量少的優點，為生物質能的清潔高效利用提供了技術條件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為實用新型的主視圖；
[0017]圖2 (a)為實施例1中圖1的A-A向視圖；
[0018]圖2 (b)為實施例2中圖1的A-A向視圖；
[0019]圖3為圖1的B-B向視圖；
[0020]圖4為圖1的C-C向視圖。
[0021]圖中:I蝸殼式載體加熱器；2殼體；3耐火材料層；4封頭；5載體通道；6載體加熱室蝸殼體；8燃燒器；9均風室；10出渣口 ；11給風管道；12進料口 ；13出風口 ；14分切式高效分離器；15外殼體；16錐體；17耐火材料層；18匯風室；19進風室；20集料室；21旋風子；22落料管I ;23料閥I ;24下料管I ;25播料風管I ;26氣動旋流氣化爐；27爐體；28耐火材料層；29爐體半圓封頭；30氣體除塵器；31出氣管；32外殼；33導流錐體；34旋流葉片；35氣化原料進料管；36氣化劑環形進氣管；37噴氣嘴；38錐形板；39氣化劑均壓室；40氣化劑進氣管；41落料管II ；42料閥II ；43下料管II ；44螺旋給料機；45播料風管II ;46 排風口。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0023]實施例1
[0024]如圖1所示，該低氮生物質可燃氣制取裝置包括蝸殼式載體加熱器1、分切式高效分離器14和氣動旋流氣化爐26。蝸殼式載體加熱器I包括呈圓筒狀的殼體2，殼體由鋼板制成,殼體內表面設有耐火材料層3。殼體2的頂部焊有半圓形封頭4，殼體由上至下依次分為載體通道5、載體加熱室6和均風室9。殼體的上段為載體通道5,殼體的中部為載體加熱室6，載體加熱室6的底部設有蝸殼體7，在蝸殼體7的切口處安裝有燃燒器8，根據產氣量的需求可以設置至少一個蝸殼體7和對應數量的燃燒器8。如圖2(a)所示，蝸殼式載體加熱器I下部設有一個蝸殼體7，在蝸殼體7的切口處安裝有燃燒器8，燃燒器8對應設置一個。殼體的底部設有均風室9，均風室9的側壁分別設置出渣口 10、給風管道11和進料口 12。本實用新型中，所述的載體可以采用直徑為O?4_的河沙顆粒、白云石顆粒、石灰石顆粒和灰渣顆粒的混合體，載體由進料口 12進入殼體I內，在給風管道11供入的風吹作用下，載體被吹入載體加熱室6，載體被燃燒器8沿蝸殼體7噴入的1050°C?1350°C的火焰加熱。所述燃燒器8為外購的產成品，燃料可以采用油、燃氣或煤粉，蝸殼體7的弧度使燃燒器8噴入的火焰形成高速旋流，熱載體的溫度通過調整燃燒器8的負荷進行控制，同時給風管道11給入均風室9的風為熱風，也可以對載體起到加熱作用。在燃燒器8和熱風的共同作用下，載體被迅速加熱并吹起，吹起的熱載體沿載體通道5上升。
[0025]半圓形封頭4的下方設有出風口 13，出風口 13起到了連接殼體I和分切式高效分離器14的作用。熱載體通過出風口 13進入分切式高效分離器14，進入分切式高效分離器14的熱載體溫度控制在850°C?950°C之間。
[0026]所述分切式高效分離器14包括圓筒狀的外殼體15，外殼體15用鋼板制成，外殼體的下部連接有錐體16，外殼體15和錐體16的內表面均設有耐火材料層17。外殼體15內由上至下依次設有匯風室18、進風室19和集料室20，同時外殼體15內設有旋風子21。錐體16的下部連接有落料管I 22，落料管I 22的一端與錐體16連接，另一端與料閥I 23入口連接。料閥I 23出口通過下料管I 24與氣動旋流氣化爐26連接。料閥I 23的側面和底部分別設有播料風管I 25。
[0027]熱載體進入分切式高效分離器14后，首先進入進風室19，含載體的氣體被置于外殼體15內的旋風子21分切，旋風子21內的熱載體在離心力作用下被分離落入集料室20，而凈化后的氣體進入匯風室18，由分切式高效分離器14頂部的排風口 46排出，分離后的熱載體經落料管I 22進入料閥I 23，在料閥I 23側面和底部的播料風管I 25吹入的氣化劑作用下，使熱載體進入下料管I 24，并經下料管I 24進入氣動旋流氣化爐26。如圖3所示，外殼體15內設有四個旋風子21，旋風子21的進氣口成切線狀安裝，含有載體的氣體被分切進入旋風子21內，形成高效分離作用。
[0028]所述氣動旋流氣化爐26包括圓筒狀的爐體27，爐體由鋼板制成，爐體的內表面設有耐火材料層28，爐體頂部焊有半圓形封頭29。爐體27內腔上部設有氣體除塵器30，氣體除塵器30通過設置在氣動旋流氣化爐26頂部的出氣管31與爐體27連接，氣體除塵器30包括外殼32，外殼32內腔為空腔。殼體32的下部設有導流錐體33，導流錐體33的環形外側設有旋流葉片34，導流錐體33對可燃氣體起到導流作用，旋流葉片34可以使氣體產生高速旋轉。爐體27的中部設有氣化原料進料管35，原料進料管35下方的爐體27上設有氣化劑環形進氣管36，氣化劑環形進氣管36上安裝有兩個或多個噴氣嘴37，如圖4所示，氣化劑環形進氣管36上安裝有四個噴氣嘴37，噴氣嘴37伸入爐體27內，噴氣嘴37與爐體27的中心線之間呈一定的傾斜夾角。氣化劑由噴氣嘴37噴入爐體27內，并在傾斜夾角作用下形成氣動旋流。爐體27內腔下部設有傾斜狀的錐形板38，錐形板38上均布有尺寸為2mm?4mm的氣化劑進孔，錐形板38與爐體27之間的空腔為氣化劑均壓室39。爐體27的下部連接有氣化劑進氣管40，氣化劑進氣管40與氣化劑均壓室39連接。爐體27的底部通過落料管II 41與料閥II 42入口連接；料閥II 42出口通過下料管II 43與螺旋給料機44連接，料閥II 42的底面和側面分別設有播料風管II 45。螺旋給料機44與蝸殼式載體加熱器I殼體上的進料口 12連接。
[0029]本實用新型的工作過程如下所述:載體由進料口 12進入殼體I內，在給風管道11供入的熱風作用下，載體被吹入載體加熱室6，載體被燃燒器8沿蝸殼體7噴入的1050°C?13500C的火焰加熱，蝸殼體7的弧度使燃燒器8噴入的火焰形成高速旋流，載體被迅速加熱并吹起，吹起的熱載體沿載體通道5上升。熱載體通過出風口 13進入分切式高效分離器14后，含載體的氣體被置于外殼體15內的旋風子21分切，旋風子21內的熱載體在離心力作用下被分離落入集料室20，凈化后的氣體進入匯風室18，通過分切式高效分離器14頂部的排風口 46排出，分離后的熱載體經落料管I 22進入料閥I 23，在料閥I 23側面和底部的播料風管I 25吹入的氣化劑作用下，使熱載體進入下料管I 24，并經下料管I 24進入氣動旋流氣化爐26。顆粒尺寸被粉碎至不大于12mm的生物質氣化原料，由氣化原料進料管35進入爐體27內，在氣化劑環形進氣管36上安裝的噴氣嘴37噴出的氣化劑高速氣流的作用下，氣化原料與熱載體形成旋流，充分進行接觸混合，并迅速被熱解氣化。含有半焦的灰渣落在錐形板38內，氣化劑通過氣化劑進氣管40進入氣化劑均壓室39，并通過錐形板38上的氣化劑進孔鼓入爐體27內，使半焦得以繼續氣化并且降溫和向下流動；可燃氣體沿爐體27上升，進入氣體除塵器30后首先被導流錐體33導流，并由旋流葉片34使氣體產生高速旋轉，在離心力作用下，粉塵甩至氣體除塵器30的外殼32內壁上，并溢出外殼，在導流錐體33和旋流葉片34的共同作用下，氣體除塵器的中心區域形成風眼，可燃氣體被凈化，凈化后的可燃氣通過出氣管31從爐體27內排出，經進一步凈化處理后進行利用；生物質灰渣和載體通過落料管II 41進入料閥II 42，在料閥II 42側面和底部播料風管II 45吹入的氣化劑作用下，使載體和灰渣從下料管II 43落下進入螺旋給料機44，由進料口 12進入蝸殼式載體加熱器I，載體重新投入新一輪的加熱和循環，灰渣通過出渣口 10定時排出。
[0030]本實用新型中所采用的氣化劑為蒸汽。
[0031]實施例2
[0032]與實施例1不同的是:如圖2(b)所示，蝸殼式載體加熱器I下部設有四個蝸殼體7，在蝸殼體7的切口處分別對應安裝有燃燒器8，燃燒器8為四個。
[0033]其它同實施例1。
【權利要求】
1.一種低氮生物質可燃氣制取裝置，包括載體加熱器，載體加熱器包括殼體(2)，其特征在于:還包括分切式高效分離器(14)和氣動旋流氣化爐(26)，所述的載體加熱器(I)為蝸殼式載體加熱器(1)，殼體(2)的頂部設有封頭(4)，殼體內由上至下依次分為載體通道(5)、載體加熱室(6)和均風室(9)，載體加熱室￠)的底部設有蝸殼體(7)，在蝸殼體(7)的切口處安裝有燃燒器(8)，均風室(9)的側壁分別設置出渣口(10)、給風管道(11)和進料口 (12)； 封頭(4)的下方設有出風口(13)，出風口(13)連接殼體(2)和分切式高效分離器(14)，分切式高效分離器(14)包括外殼體(15)，外殼體的下部連接有錐體(16)，外殼體(15)的頂部設有排風口(46)，外殼體(15)內設有旋風子(21)，旋風子(21)的進氣口呈切線狀安裝，錐體(16)下部依次通過料閥I (23)和下料管I (24)與氣動旋流氣化爐(26)連接； 所述氣動旋流氣化爐(26)包括爐體(27)，爐體頂部設有出氣管(31)，爐體(27)內腔上部設有氣體除塵器(30)，氣體除塵器(30)通過出氣管(31)與爐體(27)連接，氣體除塵器(30)的內腔為空腔，氣體除塵器(30)的下部設有導流錐體(33)，導流錐體(33)的環形外側設有旋流葉片(34)，爐體(27)的中部與氣化原料進料管(35)連接，原料進料管(35)下方的爐體(27)上設有氣化劑環形進氣管(36)，氣化劑環形進氣管(36)上安裝有噴氣嘴(37)，噴氣嘴(37)伸入爐體(27)內，爐體(27)內腔下部設有傾斜狀的錐形板(38)，錐形板(38)上設有氣化劑進孔，錐形板(38)與爐體(27)之間的空腔為氣化劑均壓室(39)，爐體(27)的下部連接有氣化劑進氣管(40)，氣化劑進氣管(40)與氣化劑均壓室(39)連通，爐體(27)的底部依次通過料閥II (42)和螺旋給料機(44)與蝸殼式載體加熱器(I)殼體上的進料口(12)連接。
2.根據權利要求1所述的低氮生物質可燃氣制取裝置，其特征在于:所述蝸殼式載體加熱器的殼體⑵內設置至少一個蝸殼體(X)和與蝸殼體對應的燃燒器(8)。
3.根據權利要求1所述的低氮生物質可燃氣制取裝置，其特征在于:進入分切式高效分離器(14)的熱載體溫度為850°C?950°C。
4.根據權利要求1所述的低氮生物質可燃氣制取裝置，其特征在于:所述外殼體(15)內設有至少二個旋風子(21)，外殼體(15)內由上至下依次分為匯風室(18)、進風室(19)和集料室(20)，外殼體(15)內設有旋風子(21)，旋風子(21)位于進風室(19)內。
5.根據權利要求1或4所述的低氮生物質可燃氣制取裝置，其特征在于:所述錐體(16)的下部連接有落料管I(22)，落料管I (22)的一端與錐體(16)連接，另一端與料閥I (23)入口連接，料閥I (23)出口通過下料管I (24)與氣動旋流氣化爐(26)連接，料閥I (23)上設有至少一個播料風管I (25)。
6.根據權利要求1所述的低氮生物質可燃氣制取裝置，其特征在于:所述氣化劑環形進氣管(36)上安裝有至少兩個噴氣嘴(37)，噴氣嘴(37)與爐體(27)的中心線之間呈傾斜夾角。
7.根據權利要求1所述的低氮生物質可燃氣制取裝置，其特征在于:所述錐形板(38)上均布有氣化劑進孔，氣化劑進孔的尺寸為2mm?4mm。
8.根據權利要求1所述的低氮生物質可燃氣制取裝置，其特征在于:所述爐體(27)的底部通過落料管II (41)與料閥II (42)入口連接，料閥II (42)出口通過下料管II (43)與螺旋給料機(44)連接，料閥II (42)上設有至少一個播料風管II (45)，螺旋給料機(44)與蝸殼式載體加熱器(I)殼體上的進料口(12)連接。
9.根據權利要求1所述的低氮生物質可燃氣制取裝置，其特征在于:所述氣體除塵器(30)包括外殼(32)，外殼(32)內腔為空腔，殼體(32)的下部設有導流錐體(33)。
【文檔編號】C10J3/52GK204039346SQ201420270030
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年5月23日 優先權日:2014年5月23日
【發明者】李軾 申請人:李軾