可產出高品質燃氣的雙流化床生物質氣化裝置的制作方法

本實用新型涉及生物質氣化領域，特別是一種可產出高品質燃氣的雙流化床生物質氣化裝置。

背景技術：

生物質是一種儲量豐富的可再生資源，其利用技術主要有：氣化產出燃氣、直燃發電、厭氧發酵產出沼氣及提取乙醇。生物質氣化是一項有效的熱轉化技術，近年來得到廣泛發展，并衍生出雙流化床氣化技術。雙流化床氣化技術并不直接燃燒生物質燃料，而是利用燃燒達到一定溫度的熱載體提供熱量使生物質燃料氣化，生物質氣化和熱載體燃燒分別在兩個獨立的反應器中進行，避免了產出的燃氣被空氣中的氮氣稀釋，使燃氣品質下降的問題。

目前現有的雙流化床生物質氣化裝置容易出現生物質燃料氣化反應不充分的問題，產出的燃氣中含有較多的焦油和大分子烷烴化合物，燃氣品質有待提高。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，而提供一種可產出高品質燃氣的雙流化床生物質氣化裝置。它解決了現有的雙流化床生物質氣化裝置生物質燃料氣化反應不充分，產出的燃氣品質不高的問題。

本實用新型的技術方案是：可產出高品質燃氣的雙流化床生物質氣化裝置，包括熱載體燃燒爐、旋風分離器A、生物質氣化爐、熱載體分配器、旋風分離器B及熱載體返料器；

熱載體燃燒爐的內腔中設有水平布置的布風板A，布風板A將熱載體燃燒爐的內腔分隔為燃燒腔和位于燃燒腔下端的鼓風腔A，鼓風腔A下端設有進風口，燃燒腔外側壁上設有熱載體加料口和熱載體返料口，燃燒腔的頂部設有熱載體出料口，燃燒腔的底部設有排渣口；

旋風分離器A的上端設有煙氣出口，下端設有熱載體出口，側壁上設有熱載體入口；所述熱載體入口與熱載體燃燒爐的熱載體出料口通過管道連通；

生物質氣化爐的內腔中設有水平布置的布風板C，布風板C將生物質氣化爐的內腔分隔為氣化腔和位于氣化腔下端的鼓風腔C，鼓風腔C下端設有進風口，氣化腔下部外側壁上設有生物質加料口和熱載體排料口，氣化腔上部外側壁上設有水蒸汽進口和燃氣出口；

熱載體分配器的內腔中設有水平布置的布風板B，布風板B將熱載體分配器的內腔分隔為存料腔和位于存料腔下端的鼓風腔B，鼓風腔B下端設有進風口，存料腔外側壁上設有熱載體排出口,存料腔上端設有熱載體進入口；所述熱載體排出口通過管道與生物質氣化爐的氣化腔連通；所述熱載體進入口通過管道與旋風分離器A的熱載體出口連通；

旋風分離器B的側壁上設有進氣口，上端設有出氣口，下端設有排灰口；所述進氣口通過管道與生物質氣化爐的燃氣出口連通；

熱載體返料器上設有入料口和排料口，入料口通過管道與生物質氣化爐的熱載體排料口連通，排料口通過管道與熱載體燃燒爐的熱載體返料口連通。

本實用新型進一步的技術方案是：生物質氣化爐的氣化腔中從下至上依次設有水平布置的布風板D和水平布置的布風板E，布風板D和布風板E將生物質氣化爐的氣化腔從下至上依次分隔為一級氣化子腔、二級氣化子腔和三級氣化子腔，布風板D上設有供熱載體從二級氣化子腔下漏至一級氣化子腔的下漏管A，布風板E上設有供熱載體從三級氣化子腔下漏至二級氣化子腔的下漏管B；所述水蒸汽進口有多個，呈環形均布在二級氣化子腔和三級氣化子腔的外側壁上；所述燃氣出口設在三級氣化子腔的上部外側壁上；所述生物質加料口和熱載體排料口均設在一級氣化子腔的外側壁上；所述熱載體排出口有三個，呈環形均布在熱載體分配器的存料腔的腔壁上，三個熱載體排出口分別通過管道與生物質氣化爐的一級氣化子腔、二級氣化子腔和三級氣化子腔連通。

本實用新型再進一步的技術方案是：所述熱載體加料口上連接有螺旋給料機A；所述生物質加料口上連接有螺旋給料機B；所述排渣口上連接有帶有閥門的排渣管。

本實用新型更進一步的技術方案是：熱載體返料器的內腔中設有水平布置的布風板F，布風板F將熱載體返料器的內腔分隔為返料腔和位于返料腔下端的鼓風腔F，鼓風腔F下端設有進風口，返料腔內設有豎直布置的隔板，隔板將返料腔分隔為腔A和腔B，腔A和腔B僅在下部連通。

本實用新型與現有技術相比具有如下優點：

1、生物質氣化爐內部通過布風板C、D、E分隔為一、二、三級氣化子腔，提高了氣化腔的空間利用率，熱載體分配器將熱載體通過三根管道分別輸送至一、二、三級氣化子腔中，增大了熱載體與燃氣的接觸面積，延長了熱載體與燃氣的接觸時間，熱載體為生物質氣化提供能量的同時，還為燃氣與水蒸氣重整氣化提供了能量，還提高了氣化爐內蒸汽的平均溫度。

2、水蒸汽進口環形均布在二、三級氣化子腔的外側壁上，用于向二、三級氣化子腔內通入水蒸氣。在一級氣化子腔內產生的含有焦油和大分子烷烴化合物的低品質燃氣進入二、三級氣化子腔后，與熱載體和水蒸氣充分接觸，發生進一步的熱解反應，得到低焦油含量的高品質燃氣。

3、生物質加料口設在一級氣化子腔的外側壁上，燃氣出口設在三級氣化子腔的上部外側壁上，一級氣化子腔與三級氣化子腔之間有兩塊布風板(布風板D、E)，極大的降低了由顆粒灰揚析使從燃氣出口排出的燃氣夾帶雜質的可能性。

以下結合圖和實施例對本實用新型作進一步描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1的A部放大圖；

圖3為圖1的B部放大圖；

圖4為圖1的C部放大圖。

說明：熱載體燃燒爐、生物質氣化爐及熱載體分配器下端的支架(或稱支腿)僅作示意用，可采用其它具有支承作用的等效的支架結構。另外，旋風分離器A、旋風分離器B及熱載體返料器的支架均省略未繪出。

具體實施方式

實施例1：

可產出高品質燃氣的雙流化床生物質氣化裝置，包括熱載體燃燒爐1、旋風分離器A2、生物質氣化爐3、熱載體分配器4、旋風分離器B5及熱載體返料器6。

熱載體燃燒爐1的內腔中設有水平布置的布風板A11，布風板A11將熱載體燃燒爐1的內腔分隔為燃燒腔12和位于燃燒腔下端的鼓風腔A13，鼓風腔A13下端設有進風口，燃燒腔12外側壁上設有熱載體加料口14和熱載體返料口15，燃燒腔12的頂部設有熱載體出料口16，燃燒腔12的底部設有排渣口17。所述熱載體加料口14上連接有螺旋給料機A18。所述排渣口17上連接有帶有閥門的排渣管19。

旋風分離器A2的上端設有煙氣出口21，下端設有熱載體出口22，側壁上設有熱載體入口23。所述熱載體入口23與熱載體燃燒爐1的熱載體出料口16通過管道連通。

生物質氣化爐3的內腔中設有水平布置的布風板C31，布風板C31將生物質氣化爐3的內腔分隔為氣化腔和位于氣化腔下端的鼓風腔C32，鼓風腔C32下端設有進風口。生物質氣化爐3的氣化腔中從下至上依次設有水平布置的布風板D37和水平布置的布風板E38。布風板D37和布風板E38將生物質氣化爐3的氣化腔從下至上依次分隔為一級氣化子腔391、二級氣化子腔392和三級氣化子腔393。布風板D37上設有供熱載體從二級氣化子腔392下漏至一級氣化子腔391的下漏管A371，布風板E38上設有供熱載體從三級氣化子腔393下漏至二級氣化子腔392的下漏管B381。二級氣化子腔392和三級氣化子腔393的外側壁上環形均布有多個水蒸汽進口35。三級氣化子腔393的上部外側壁設有燃氣出口36。一級氣化子腔391的外側壁上設有生物質加料口33和熱載體排料口34。所述生物質加料口33上連接有螺旋給料機B30。

熱載體分配器4的內腔中設有水平布置的布風板B41，布風板B41將熱載體分配器4的內腔分隔為存料腔42和位于存料腔42下端的鼓風腔B43，鼓風腔B43下端設有進風口。存料腔42上端設有熱載體進入口45，熱載體進入口45通過管道與旋風分離器A2的熱載體出口22連通，存料腔42外側壁上環形均布有三個熱載體排出口44，三個熱載體排出口44分別通過管道與生物質氣化爐3的一級氣化子腔391、二級氣化子腔392和三級氣化子腔393連通。

旋風分離器B5的側壁上設有進氣口51，上端設有出氣口52，下端設有排灰口53。所述進氣口51通過管道與生物質氣化爐3的燃氣出口36連通。

熱載體返料器6上設有入料口61和排料口62，入料口61通過管道與生物質氣化爐3的熱載體排料口34連通，排料口62通過管道與熱載體燃燒爐1的熱載體返料口15連通。熱載體返料器6的內腔中設有水平布置的布風板F63，布風板F63將熱載體返料器6的內腔分隔為返料腔和位于返料腔下端的鼓風腔F65，鼓風腔F65下端設有進風口，返料腔內設有豎直布置的隔板66，隔板66將返料腔分隔為腔A641和腔B642，腔A641和腔B642僅在下部連通。熱載體返料器6可通過隔板66和腔A641中的熱載體實現自密封，防止氣化腔與燃燒腔之間竄氣。

優選，布風板A、B、C、D、E、F上均設有多個透風孔(圖中未示出)，透風孔可供風或其它氣化劑通過，生物質和熱載體無法通過透風孔。

本實用新型基于雙流化床生物質氣化技術，生物質的氣化和熱載體的燃燒相對獨立運行，生物質氣化爐中的熱載體可通過熱載體返料器返回熱載體燃燒爐循環使用。

簡述本實用新型的使用：

1、關閉排渣管19上的閥門，再通過螺旋給料機A18向熱載體燃燒爐1內投入熱載體(熱載體選用硬度較大的惰性類物質，例如石英砂；或具有催化功能的物質，例如橄欖石、煅燒白云石及莫來石；或具有多孔結構的物質，例如γ氧化鋁及陶瓷球)和適量燃料(煤粉或天然氣)，然后在熱載體燃燒爐1的燃燒腔12內點火，將熱載體加熱至850-1000℃。同時通過螺旋給料機B30向生物質氣化爐3的一級氣化子腔391內投入生物質。

2、通過鼓風機或其它送風裝置向鼓風腔A13內輸送氧化風(富氧空氣)，氧化風通過布風板A11進入燃燒腔12，使熱載體流化(呈流動狀態)，流化的熱載體通過燃燒腔12頂部的熱載體出料口16排出，再通過管道和旋風分離器A2的熱載體入口23進入旋風分離器A2的內腔，燃燒產生的高溫煙氣通過旋風分離器A2上端的煙氣出口21排出，熱載體則通過旋風分離器A2下端的熱載體出口22排出，再通過管道進入熱載體分配器4的存料腔42中。

3、通過鼓風機或其它送風裝置向鼓風腔B43內送風，風通過布風板B41進入存料腔42，使熱載體流化，流化的熱載體通過存料腔42外側壁上的三個熱載體排出口44排出，并分別通過管道進入生物質氣化爐3的一級氣化子腔391、二級氣化子腔392和三級氣化子腔393內。

4、通過鼓風機或其它送風裝置向鼓風腔C32內輸送氧化風(富氧空氣)，同時通過水蒸汽進口35向二、三級氣化子腔內輸送水蒸汽。氧化風通過布風板C31進入一級氣化子腔391，使生物質和熱載體充分接觸，發生熱解氣化反應進而產生燃氣(產生的燃氣中含有較多的焦油和大分子烷烴化合物)，燃氣通過布風板D37進入二級氣化子腔392，再通過布風板E38進入三級氣化子腔393，與水蒸氣充分接觸，在熱載體提供的熱量的基礎上發生進一步的熱解反應，得到低焦油含量的高品質燃氣。高品質燃氣通過燃氣出口36排出，通過管道和旋風分離器B5的進氣口51進入旋風分離器B5的內腔，進行凈化除雜，高品質燃氣中所含的固體雜質通過旋風分離器B5的排灰口53排出，凈化后的高品質燃氣通過旋風分離器B5的出氣口52排出。

本步驟中，一、二、三級氣化子腔內的平均溫度為700-900℃，三級氣化子腔393內過量的熱載體通過下漏管B381落入二級氣化子腔392，二級氣化子腔392內過量的熱載體通過下漏管A371落入一級氣化子腔391，一級氣化子腔391內的熱載體及生物質半焦通過熱載體返料器6返回熱載體燃燒爐1的燃燒腔12，從而實現熱載體的循環使用。