[实用新型]套筒式等离子气化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及适合于生物质原料的等离子气化炉，具体地指一种套筒式等离子气化炉。

背景技术

随着社会对能源需求的日益增长，作为主要能源来源的化石燃料却在迅速减少。因此，寻找一种可再生的替代能源，已成为社会普遍关注的焦点。利用生物质气化后进行蒸汽、燃气联合循环发电是一种高效利用生物质的方法。目前，可利用的生物质原料主要有稻壳、棉秆、稻秆、油菜秆和玉米秆等。这些原料有着共同的特点，即可燃基挥发份很高，大多在80％以上，并且生物质本身的特性使得其在气化过程中非常容易形成焦油，这一特性需要在生物质气化炉设计时给予足够的重视。

常用的生物质气化炉主要有等离子气化炉，等离子气化炉的给料方式可以分为炉膛顶部给料和炉膛侧墙给料两种。由于生物质堆积密度较小，采用炉膛顶部给料时，为防止原料直接被吹出气化炉，给料风量一般较大，这样加大了气化炉内的扰动；而采用炉膛侧墙给料时，原料在炉膛内会分布不均匀，导致气化负荷不均匀，形成炉内结焦现象，影响气化炉的正常运行。并且，在生物质气化的过程中会形成较高含量的焦油，这是因为生物质挥发份较高，析出温度较低，原料在给入气化炉后，还没有落到原料床之前就已经有大量的气体析出，这些析出的气体来不及在气化区热解就被合成气带出了气化炉。而合成气中所含的焦油成份也给下游的净化技术造成了极大的不便。如果采用燃烧部分合成气的简单方法脱除焦油，又会导致大量可燃物质的浪费，降低气化炉的冷煤气效率。

由此可见，目前所使用的等离子气化炉就是因为气化不均匀、冷煤气效率低、经济性差、容易在气化过程中形成大量的焦油，而大大制约了生物质气化发电的发展。同时，焦油容易导致下游净化装置堵塞，脱除焦油的净化装置还会造成二次环境污染。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种给料平稳均匀、可有效减少焦油产生、提高合成气热值、且可大幅降低环境污染的套筒式等离子气化炉。

为实现上述目的，本实用新型所设计的套筒式等离子气化炉，包括气化炉壳体，所述气化炉壳体中设置有原料床，所述原料床的下方设置有等离子炬，所述等离子炬的下方设置有气化气入口，所述气化炉壳体的上部设置有粗合成气出口，所述气化炉壳体的底部设置有排渣口。其特殊之处在于：所述气化炉壳体的顶部设置有延伸至气化炉壳体中的炉内给料筒，所述炉内给料筒将气化炉壳体的上部分隔成内、外两个腔室。其中，炉内给料筒内的空间为内腔室，炉内给料筒与气化炉壳体之间的环形空间为外腔室。

本实用新型的工作原理是这样的：用于气化的原料由内腔室向下给入，落在原料床上；气化气从气化气入口向上流入，被等离子炬加热到极高的温度；高温气化气在穿过原料床的同时将原料裂解气化，所生成的粗合成气通过外腔室由粗合成气出口排出。

本实用新型的优点在于：所设计的炉内给料筒将气化炉壳体的上部空间分隔成套筒式结构，原料的给入和粗合成气的排出相对独立。这样，一方面可以提高生物质给料的均匀性、减少给料送风量，从而减少气化炉壳体内的扰动，保持气化炉壳体内的压力和温度分布均匀，确保气化进程的平稳、高效运行。另一方面生物质裂解生成的焦油在气化炉壳体的高温区停留较长时间，可以得到更为彻底的热解，从而有效减少合成气中焦油的含量，减少生物质燃料的浪费，提高气化炉的冷煤气效率，并提高合成气组成的稳定性。同时，也可以有效减轻生物质气化炉下游净化装置的处理难度，防止二次污染。

附图说明

图1为本实用新型的套筒式等离子气化炉的主视结构示意图；

图2为图1的A-A剖视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

图中所示的套筒式等离子气化炉，具有一个整体焊接而成的气化炉壳体1，气化炉壳体1的截面可为矩形，也可为圆形。气化炉壳体1的下部设置有原料床4，用以承接下落的生物质原料。原料床4的下方均布有二至四个等离子炬3，用以加热气化气。气化气入口7设置在等离子炬3的下方。原料床4具有一定的厚度，以防止给料时直接冲击等离子炬3。气化炉壳体1的上部侧面设置有粗合成气出口5。气化炉壳体1的最底部设置有排渣口6。

在气化炉壳体1的顶部设置有延伸至气化炉壳体1中的炉内给料筒2，炉内给料筒2将气化炉壳体1的上部分隔成内、外两个腔室a、b。其中，炉内给料筒2内的空间为内腔室a，炉内给料筒2与气化炉壳体1之间的环形空间为外腔室b。用于气化的原料由内腔室a给入，所生成的粗合成气通过外腔室b由粗合成气出口5排出。