[实用新型]旋风气化炉

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种气化炉，主要适用于粉末状的生物质和煤炭的气化，特别适用于粉末状的生物质等。

二、背景技术

随着石化能源的日益枯竭及其燃烧对环境危害的日益严重，清洁煤利用技术以及可再生的清洁生物质能利用被广泛关注。为此，我国已出台相关政策，并加大科研投入，以促进煤的洁净化利用和扩大生物质能利用规模。目前，世界各地已广泛开展煤和生物质的气化技术研究、应用。

2007年，沈德允发明了一种常压粉煤气化炉(专利号：200720011795.1)。基本结构为：炉身上部为拱形封头的立式圆筒状，拱形封头顶部有煤气出口管，炉身下部有圆锥形封头，圆锥形封头上连接有下喷嘴和回流连接短管；且炉身的下部有一段向下收缩的圆锥台，圆锥台上口与上部炉身相接，下口与下部圆锥形封头相接；同时，炉体装有回流高温旋风分离器。粉煤在发生炉内均匀沸腾，煤气和粉尘通过发生炉上部的煤气出口管进入回流高温旋风分离器，在此煤粉在离心力的作用下分离而坠落之后顺着回流管返回到发生炉再参与气化反应。这种装置虽然改善了粉煤沸腾条件，延长发生炉内反应时间，减少了煤气中CO₂含量，但具有以下缺点：由于是单纯的空气气化，燃气质量不高，特别是H₂含量较低，故其综合利用率和气化效率低。

三、发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种旋风气化炉。该气化炉非常适合粉体燃料的高效气化，特别是植物粉体燃料的气化，能产生较高CO、H₂含量的燃气。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种旋风气化炉，炉体分上下两部分，上部为圆柱形，下部为圆锥形。炉体上部设置圆柱形燃烧气化室和圆柱形气化室；炉体下部设置圆锥形气化室。圆柱形气化室内上部设置挡灰板，顶部设置烟气出口；圆柱形燃烧气化室上部设置燃料入口且与炉壁切线布置，燃料入口内设置电阻丝点火器；圆锥形气化室中部设置水蒸气入口，底部设置出灰口；圆柱形气化室在圆柱形燃烧气化室内，且都与圆锥形气化室同轴布置。

本实用新型的优点：

(1)本实用新型集燃烧室和气化室于一体，气化室温度较高，有利于焦油的裂解和水蒸气重整反应，产品气质量较高，特别是H₂含量较高。

(2)本实用新型结构紧凑，不但减小气化炉制造费用，而且显著减少炉体外表面积，显著降低热量损失。

四、附图说明：

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的A-A剖面图。

图4是图1的B-B剖面图。

五、具体实施方式

由图1、图2、图3、图4所示，炉体上部为圆柱形，设置圆柱形燃烧气化室8和圆柱形气化室4，且圆柱形燃烧气化室8和圆柱形气化室4同轴布置，燃料入口5设置在圆柱形燃烧气化室8上部且与其切线布置，燃料入口5内设置电阻丝点火器6，圆柱形气化室4内上部设置挡灰板9，顶部设置烟气出口7；炉体下部为圆锥形气化室3且与圆柱形燃烧气化室8和圆柱形气化室4同轴布置，在圆锥形气化室3的中部设置水蒸汽入口12，底部设置排灰口1。

挡灰板9的形状可为平面，或弯曲形、且向下倾斜，挡灰板9与水平面的夹角可为0°～60°，最好为30°～45°。设置挡灰板9，使未气化完全的粉体燃料反射回圆柱形气化室4继续气化。

粉体燃料入口5设置在圆柱形燃烧气化室8上部，最好与炉壁相切，该结构可增加燃料在高温区的停留时间，以便其充分气化。

圆锥形气化室3的锥面与水平面的夹角可为25°～70°，最好为30°～50°。

圆柱形燃烧气化室8的高度可为其直径的3～10倍，最好为4～6倍；圆柱形燃烧气化室8与圆柱形气化室4的直径比可为2～6:1，最好为3～4:1；圆柱形燃烧气化室8与圆柱形气化室4的高度比可为1.5～4:1，最好为2～3:1。

圆锥形气化室3内的水蒸气喷管11可为直管，或弯管，最好为圆形，且圆心在圆锥形气化室3的轴线附近，该装置有利于水蒸气雾状喷入，快速提高水蒸气温度；圆面形水蒸气喷管11与圆柱形气化室3的直径比可为1:0.3～1.5，最好为1:0.8～1；水蒸气喷口10可为圆形、方形、弧形，最好为圆形，水蒸气喷口10的直径可为0.2～2毫米，最好为0.5～1毫米。

炉灰可由螺旋出灰器2输送至出灰口1，螺旋出灰器2有可变速电机13控制。

本技术方案的实现，不仅改善现有流化床的不足，而且延长了燃料在气化炉内的反应时间，从而产品气中CO₂含量减少1～3％以上，CO含量增加1％以上、H₂含量增加3％以上。由于气化炉内气化室的温度较高，故炉内的还原和水蒸汽重整反应比较彻底，炉灰量由过去总灰分量的30～40％减少到15～30％左右。由于气化炉外壳表面积明显减小，热损失显著降低；由于气化炉高度降低使建筑物高度降低3～5m左右，节省设备组装费和建筑施工费。