微波氣流床兩段式生物質氣化裝置的製作方法
2023-05-30 23:45:36 1
專利名稱：微波氣流床兩段式生物質氣化裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生物質氣化裝置，特別是一種微波氣流床兩段式生物質氣化
>J-U ρ α裝直。
背景技術：
生物質是植物通過光合作用生成的含碳物質，儲量豐富，是一種可再生的能源。在石油資源日益減少的情況下，高效利用可再生的生物質能源是迫在眉睫的問題。將生物質氣化生成各種合成氣一直是工程技術人員重點研究的課題。氣化所使用的氣化爐大致可以分為三類固定床、流化床和氣流床。固定床氣化結構簡單、操作方便，運行模式靈活，固體燃料在床上停留時間長，碳轉化效率較高，運行負荷較寬，可以在20 —110%之間變動，但是固定床中溫度不均勻換熱效果較差，出口合成氣熱值較低，且含有大量焦油；流化床氣化在向氣化爐加料或出灰都比較方便，整個床內溫度均勻、易調節，但對原料的性質很敏感，原料的黏結性、熱穩定性、水分、灰熔點變化時，易使操作不正常，此外，為了保證氣化爐的正常流化，運行溫度較低，出口合成氣中焦油含量較高。 由於固定床和流化床含有大量的焦油，在後續設備中不得不安裝焦油裂解和淨化裝置，使得氣化工藝變的十分複雜；氣流床的運行溫度較高，爐內溫度較均勻，焦油在氣流床中幾乎全部裂解，同時氣流床具有很好的放大特性，特別適用於大型工業化的應用，但氣流床氣化對原料的粒徑有嚴格的限制，進入氣流床的原料需要磨成超細的顆粒，然而按照現有的破碎或制粉技術，無法將含纖維較多的生物質原料磨製成滿足氣流床運行所需的粒徑，這就導致無法將氣流床用於生物質原料的氣化。焦油的裂解和處理以及生物質氣化之前的預處理是阻礙生物質氣化工藝進一步發展的最大障礙。現有的生物質燃料氣化裝置無法做到高效的生物質氣化目的。即便採用了熱解和氣化相分離的過程，但是存在著炭化速度慢，炭化不完全、碳轉化率和氣化效率低等問題制約著生物質氣化大型工業化的應用。
實用新型內容本實用新型的目的是要克服已有技術中存在的不足之處，提供一種結構簡單、爐炭化速度快、效果好的微波氣流床兩段式生物質氣化裝置。為實現上述目的，本實用新型的微波氣流床兩段式生物質氣化裝置，包括與原料倉相連的微波炭化爐、與微波炭化爐相連的高溫氣化爐，高溫氣化爐連接有顯熱回收裝置， 所述的微波炭化爐上設有微波發生器，微波炭化爐的上出口經熱解氣管與氧化劑管匯流後連接在高溫氣化爐的頂部，微波炭化爐的下出口經收集管依次連接有儲存倉、制粉裝置和粉倉，粉倉的出口經輸粉管與高溫氣化爐的入料口連接，輸粉管和管路上設有與高溫氣化爐出口合成氣回流管相連的氣力輸送機，高溫氣化爐的底流口連接有出渣箱，高溫氣化爐的下部經合成氣出口管連接有顯熱回收裝置。所述的合成氣出口管上連接有淨化裝置；所述的微波炭化爐的中部設有由電機驅動的攪杆。有益效果，由於採用了上述方案，解決了生物質性質變化的適應性，合成氣中焦油的含量等問題；炭化階段採用微波加熱技術，生物質炭化徹底，炭化制粉過程簡單有效，解決了氣流床氣化對原料的粒徑有嚴格的限制的問題，使氣流床工藝用在生物質氣化技術上變的更具有操作性，同時，大大提高了氣化效率和合成氣的熱值。解決了現存的氣流床氣化爐炭化速度慢，炭化不完全，炭化後產物不易破碎，碳轉化率低等問題，尤其適用於氣流床氣化工藝，採用熱解和氣化相分離，能夠適應生物質性質的變化，降低了合成氣中焦油的含量；在炭化階段採用先進的微波加熱裝置，產生的合成氣不含焦油，熱值高，提高了氣化效率和碳的轉化率。
圖I為本實用新型的結構示意圖。圖中1 一原料倉；2 —微波炭化爐；3 —攪杆；4 一微波發生器；5 —收集管；6 —儲存倉；7 —制粉裝置；8 —粉倉；9 一氣力輸送機；10 —輸粉管；11 一高溫氣化爐；12 —熱解氣管；13 —氧化劑管；14 —氧化劑輸送機；15 —合成氣出口管；16 —淨化裝置；17 —淨化裝置出口管；18 —顯熱回收裝置；19 一合成氣管；20 —冷卻介質入口管；21 —冷卻介質出口管；22 —出渣箱；23 —合成氣回流管。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步的描述本實用新型的微波氣流床兩段式生物質氣化裝置，主要由與原料倉I相連的微波炭化爐2、高溫氣化爐11和顯熱回收裝置18構成，所述的微波炭化爐2上設有微波發生器 4，微波炭化爐2的中部設有由電機驅動的攪杆3，微波炭化爐2的上出口經熱解氣管12與氧化劑管13匯流後連接在高溫氣化爐11的頂部，氧化劑管13上設有氧化劑輸送機14。微波炭化爐2的下出口經收集管5依次連接有儲存倉6、制粉裝置7和粉倉8，粉倉8的出口經輸粉管10與高溫氣化爐11的入料口連接，輸粉管10和管路上設有與高溫氣化爐11出口合成氣回流管23相連的氣力輸送機9，高溫氣化爐11的底流口連接有出渣箱22，高溫氣化爐11的下部經合成氣出口管15連接有顯熱回收裝置18，合成氣出口管15上連接有淨化裝置16，淨化裝置16經淨化裝置出口管17連接。顯熱回收裝置18上分別連接有冷卻介質入口管20、和冷卻介質出口管21和合成氣管19。工作原理將原料倉I中的大顆粒原料輸送到微波炭化爐2中，利用微波發生器對原料加熱熱解，同時，攪杆3不停的對原料進行攪拌，保證原料的完全炭化。炭化反應產生的熱解氣通過熱解氣管12送到高溫氣化爐11中與經過氧化劑管13，由氧化劑輸送機14輸送的氧化劑發生燃燒反應，生成氣化劑；炭化反應產生的木炭，經收集管5進入儲存倉6中， 再從儲存倉6中進入制粉裝置7，加工好的含炭的粉狀燃料儲存在粉倉8內，氣力輸送機9 用合成氣將粉狀燃料通過輸粉管10輸送到高溫氣化爐11中，與燃燒反應生成的氣化劑發生還原反應，生成合成氣，剩餘灰渣進入出渣箱22 ;合成氣通過合成氣出口管15進入淨化裝置16，在淨化裝置16中過濾除雜，得到更純淨的合成氣；合成氣再經過淨化裝置出口管 17，進入顯熱回收裝置18，與通過冷卻介質入口管20進入的冷卻介質進行熱交換後，通過合成氣管19流出。
權利要求1.一種微波氣流床兩段式生物質氣化裝置，其特徵是它包括與原料倉(I)相連的微波炭化爐(2)、與微波炭化爐(2)相連的高溫氣化爐(11)，高溫氣化爐(11)連接有顯熱回收裝置(18)，所述的微波炭化爐(2)上設有微波發生器(4)，微波炭化爐(2)的上出口經熱解氣管(12)與氧化劑管(13)匯流後連接在高溫氣化爐(11)的頂部，微波炭化爐(2)的下出口經收集管(5 )依次連接有儲存倉(6 )、制粉裝置(7 )和粉倉(8 )，粉倉(8 )的出口經輸粉管(10 ) 與高溫氣化爐(11)的入料口連接，輸粉管(10)和管路上設有與高溫氣化爐(11)出口合成氣回流管(23 )相連的氣力輸送機(9 )，高溫氣化爐(11)的底流口連接有出渣箱(22 )，高溫氣化爐(11)的下部經合成氣出口管(15)連接有顯熱回收裝置(18)。
2.根據權利要求I所述的微波氣流床兩段式生物質氣化裝置，其特徵是所述的合成氣出口管(15)上連接有淨化裝置(16)。
3.根據權利要求I所述的微波氣流床兩段式生物質氣化裝置，其特徵是所述的微波炭化爐(2 )的中部設有由電機驅動的攪杆(3 )。
專利摘要一種微波氣流床兩段式生物質氣化裝置，包括與原料倉相連的微波炭化爐、與微波炭化爐相連的高溫氣化爐，高溫氣化爐連接有顯熱回收裝置，所述的微波炭化爐上設有微波發生器，微波炭化爐的上出口經熱解氣管與氧化劑管匯流後連接在高溫氣化爐的頂部，微波炭化爐的下出口經收集管依次連接有儲存倉、制粉裝置和粉倉，粉倉的出口經輸粉管與高溫氣化爐的入料口連接，輸粉管和管路上設有與高溫氣化爐出口合成氣回流管相連的氣力輸送機，高溫氣化爐的底流口連接有出渣箱，高溫氣化爐的下部經合成氣出口管連接有顯熱回收裝置。該裝置解決了生物質性質變化的適應性，合成氣中焦油的含量等問題；結構簡單、爐炭化速度快、效果好。
文檔編號C10J3/84GK202346981SQ20112018522
公開日2012年7月25日 申請日期2011年6月3日 優先權日2011年6月3日
發明者孫昌棟, 林衝 申請人:徐州燃控科技股份有限公司