制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置的制作方法

本發明涉及的是用于制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置，屬于生物質能源領域。

背景技術：

當前生物質氣化技術中，氣化裝置應用于工業生產中氣化劑主要為空氣，由于空氣中含有大量氮氣沒有參與氣化反應，最終進入到可燃氣中，使得生物質氣化可燃氣的熱值根據氣化原料不同，在950kcal-1250kcal之間，其熱值較低，用于鍋爐燃燒由于熱值太低只能用于低溫低壓鍋爐；用于內燃機發電只能用于低速內燃發電機；用于居民炊事，由于熱值低，居民寧可用高價天然氣也不用生物質氣，因此低熱值可燃氣的應用受到了很大限制，這大大制約了生物質能源的發展。

當前提高生物質可燃氣的熱值方法主要有對可燃氣進行脫氮處理以及不使用空氣作為氣化劑，使用氧氣、水蒸氣等。對可燃氣進行脫氮處理好多科研單位進行了研究，并已經實現可燃氣的脫氮，但是由于成本太高無法產業化。采用氧氣作為氣化劑，由于成本高以及安全問題，其生產技術目前仍在實驗室處于研究階段。采用采用空氣作為氣化劑，同時噴入水蒸汽增加氣體熱值，此項技術在煤氣化上有應用，但是采用空氣和水蒸汽分開噴入爐子內部，由于煤的發熱量高，反應層溫度高，其分開噴入空氣和水蒸氣不會對其反應層反應造成影響，但是生物質由于熱值與煤比較，低了很多，如采用煤的方法，分開噴蒸以及布氣不均，都會導致反應溫度急劇下降，反應無法正常進行。

究于以上背景，急需研制一套能應用于生產、不需要額外投入較大生產成本的氣化裝置，其產生的可燃氣熱值在1600-1800kcal之間，滿足居民供氣需求，高溫、高壓鍋爐需求以及中速內燃機的使用需求。

技術實現要素：

本發明提供的是一種制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置，其目的旨在不需要額外投入較大的生產成本和保證穩定運行的基礎上，提高氣化可燃氣熱值。

本發明技術解決方案：

本發明所述的制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置，包括氣化爐和蒸汽發生進氣系統；在氣化爐中上部設置有密閉進料裝置2，在氣化爐底部設置螺旋出料布氣裝置5，螺旋出料布氣裝置5中轉動的螺旋軸29為外周帶有螺旋葉片的中空軸，中空軸上均勻設置把中空軸內部與氣化爐內部連通的出氣孔；蒸汽發生進氣系統包括汽包11、循環熱水泵12、布置于氣化爐中下部的加熱盤管4、混合器13、風機17以及閥門；加熱盤管出口通過循環熱水泵12與汽包的進水口9相連，汽包的出水口10與加熱盤管進口相連；汽包的水蒸氣出口7通過閥門15連接在混合器13的進入口；風機17出口通過閥門14連接在混合器13的進入口；混合器13出口與通過旋轉接頭30與螺旋軸29一端相通。

上述的制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置，螺旋出料布氣裝置5包括多個平行的穿過氣化爐底部的梯形出炭槽28，每個梯形出炭槽28內設置一根轉動的螺旋軸29；伸出氣化爐外部的各梯形出炭槽28的端部連接有一個出炭倉26，出炭倉26內設置有一根轉動的二級出炭螺旋27。

上述的制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置，密閉進料裝置2，包括料斗18、中間過渡料倉21、底倉、進料螺旋23，料斗18與中間過渡料倉21之間設置刀閥一19，中間過渡料倉21與底倉之間設置刀閥二22，底倉下部設置伸入氣化爐內的進料螺旋23。

上述的制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置，氣化爐上部設有減速器帶動旋轉的鋪料器1，在氣化爐上內設有料位計，在氣化爐下部設有減速器帶動旋轉破橋裝置。

本發明的優點：

閥門與混合器相連，供氣化劑風機出口與閥門、混合器相連，混合器出口與出料螺旋中間軸相連，實現了空氣與利用氣化爐反應區熱量產生水蒸汽混合后，均勻進入到反應區。

螺旋出料布氣裝置中，作為中空軸的螺旋軸均勻布置出氣孔，實現一機兩用，均勻出料的同時均勻布氣，并對氣化劑進行預熱。

在反應區布置盤管，利用反應區熱量制得水蒸汽，簡單，方便。

爐外采用空氣與水蒸汽的預混合系統，保證在進水蒸汽反應的同時，可以提供足夠熱量，不引起反應溫度下降，保證氣化的穩定進行。

附圖說明

圖1是用于制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置

圖2是密閉進料裝置的示意圖。

圖3是螺旋出料布氣裝置主視圖。

圖4是螺旋出料布氣裝置俯視圖。

圖5是螺旋出料布氣裝置側視圖。

圖中，1是減速器帶動旋轉的鋪料器、2是密閉進料裝置、3是燃氣出口、4是加熱盤管、5是螺旋出料布氣裝置、6是破橋裝置、7是蒸汽出口、8是補水口、9是進水口、10是出水口、11是汽包、12是循環熱水泵、13是混合器、14是閥門一、15是閥門二、16是閥門三、17是風機。

18是料斗、19是刀閥一、20是進料裝置料位計、21是中間過渡料倉、22是刀閥二、23是進料螺旋。

24是爐內出炭螺旋葉片、25是減速電機、26是出炭倉、27是二級出炭螺旋、28是梯形出炭槽、29是螺旋軸、30是旋轉接頭、31是混合氣化劑進口、32是料位計。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進一步說明。

對照附圖1所示的用于制備中熱值生物質可燃氣的氣化裝置，氣化爐上部設置有減速器帶動旋轉的鋪料器1用于將密閉進料裝置2所進氣化原料鋪平，將密閉進料裝置2根據設置在氣化爐爐體上的料位計32控制其加料，在螺旋出料布氣裝置5的上方300mm爐壁上布置有加熱盤管4，爐體下部設置有破橋裝置6用于防止反應層出現架橋。

蒸汽發生進氣系統由汽包11、循環熱水泵12、混合器13、閥門、風機17等組成。汽包11上設有補水口8、進水口9、出水口10、水蒸氣出口7。加熱盤管4出口通過循環熱水泵12與汽包進水口9相連，汽包11的水蒸氣出口7與通過閥門二15與混合器13相連，供氣化劑風機17出口通過與閥門一14與混合器13相連，混合器13出口通過旋轉接頭30與螺旋軸29相連，混合器13實現了空氣與利用氣化爐反應區熱量產生的水蒸汽的混合，并把它們通過螺旋軸29均勻進入到反應區。

參見圖2所示的密閉進料裝置，包括料斗18、中間過渡料倉21、底倉、進料螺旋23等。料斗18與中間過渡料倉21之間設置刀閥一19，中間過渡料倉21與底倉之間設置刀閥二22，底倉下部設置伸入氣化爐內的進料螺旋23。原料首先進入料斗18，繼而打開刀閥一19，原料進入中間過渡料倉21，關閉刀閥一19，打開刀閥二22，原料進入底倉。然后打開進料螺旋23，原料進入氣化爐，同時關閉刀閥二22，繼而實現密閉進料

螺旋出料布氣裝置5除了可以出炭外還用于實現均勻布氣。對照圖3-5所示螺旋出料布氣裝置的示意圖，其由爐內出炭螺旋葉片24、減速電機25、出炭倉26、二級出炭螺旋27、梯形出炭槽28、旋轉接頭30組成。減速電機25帶動帶有爐內出炭螺旋葉片24的螺旋軸29旋轉出炭，出炭倉26與梯形出炭槽28兩端相連，出炭倉26內設置連接二級出炭螺旋27。爐內出炭螺旋24上的螺旋軸管29上均勻分布有布氣用出氣孔，用于均勻布氣化劑入氣化爐。

工作過程實例：

系統運行時，木質原料通過密閉進料裝置進入氣化爐，點火后繼續進料，同時通過風機供熱少量空氣（此時閥門二15關閉），直至加料至料位計32處，停止加料，同時打開蒸汽發生進氣系統的循環加熱泵，逐步加大進風量，此時木質原料在氣化爐發生了氣化反應產生的可燃氣，當爐溫到達750度左右時，燃氣熱值在1000kcal左右時（這段時間大概需要半小時），此時，氣化爐下部加熱盤管水逐步吸收反應區的熱量在汽包中形成蒸汽，慢慢打開閥門二15，蒸汽與空氣在混合器中混合后，由風機送入氣化爐中出炭螺旋軸中，再通過螺旋軸上的出氣孔均勻布入氣化爐，蒸汽在高溫與c反應過程，實現加氫過程，觀察爐體反應區溫度變化和燃氣熱值變化，當溫度變化上下波動不超過10%，燃氣熱值經過加氫提高至1600-1800kcal時，蒸汽閥門保持不動，此為最佳的混合比，反應后定期通過螺旋出料布氣裝置定期出炭，從而實現穩定運行，提高熱值的目的。

本發明中，氣化爐底部設置有破橋裝置可以防止反應區架橋；設置有獨特的螺旋出料布氣裝置，保證了出料布氣均勻；利用反應區熱量的蒸汽發生進氣系統以及采用蒸汽與空氣采用爐外混合進氣方式，保證反應穩定，同時混合氣化將可燃氣熱值提高至1600-1800kcal，滿足農村供氣的要求。