[发明专利]气幕进料装置和使用该装置的生物质气化反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种气幕进料装置，以及使用该气幕进料装置的生物质气化反应系统。 

背景技术

生物质气化已有一百多年的历史了。最初的气化反应器产生于1883年，它以木炭为原料，气化后的燃气驱动内燃机。在二次世界大战期间，德国大力发展了用于民用汽车的车载气化器，并形成了与汽车发动机配套的完整技术。当时的生物质气化主要采用固定床气化反应器，其技术水平达到了相当完善的程度。 

生物质气化是指将生物质原料加工处理后，送入气化炉中，在缺氧的条件下进行气化裂解，得到可燃气体，有时根据应用需要还要对产出气经行净化处理从而得到优质的产品气。 

生物质气化原理是在一定的热力学条件下，借助于气化介质如空气、氧气或水蒸气等的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应，热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化成为小分子碳氢化合物，获得CO、H2和CH4等可燃气体。生物质气化主要包括气化反应、合成气催化变换和气体分离净化过程(直接燃用的不用分离净化)。以空气为气化介质为例，生物质气化化学反应通式可以表示为： 

CH_1.4O_0.6+0.4O₂+1.5N₂＝0.7CO+0.3CO₂+0.6H₂+0.1H₂O+(1.5N₂) 

一般而言，生物质由纤维素、半纤维素、木质素、惰性灰等组成，含氧量和挥发份高，焦炭的活化性强，因此生物质与煤相比，具有更高的气化活性，更适合气化。 

从所采用的气化炉的角度来看，生物质气化技术可以分为两大类，一类是固定床气化炉技术，一类是流化床气化炉技术。其中，固定床气化炉又可以分为上吸式固定床气化炉、下吸式固定床气化炉、横吸式固定床气化炉、以及开心式固定床气化炉等；流化床气化炉又可以分为流化床气化炉、双流化床气化炉、以及循环流化床气化炉等。 

无论采用何种气化炉，都需要进料装置将炉前储料装置内的生物质原料送进气化炉进行反应，进而产生燃气。由于气化炉内的压强高于进料装置及炉前储料装置内的压强，气化炉产生的燃气会通过进料装置逆着进料路线泄露到空气中及进入炉前储料装置。燃气泄露到空气中会发生自燃、爆炸、人员中毒等事故；若在炉前储料装置内爆炸，损失更为严重。 

除了上述问题外，目前所使用的气化炉还存在如下问题： 

(1)气化炉气化效率低。生物质原料不能很好地被气化，能量利用率低，能源浪费较严重，易使气化炉积灰及结渣较多； 

(2)燃气发热量偏低。较低的发热量不仅造成储气成本升高，而且造成每户用气量升高，增加了用户支出，限制了用户用气的积极性； 

(3)杂质含量高。焦油和灰尘沉积严重，集中供气系统不能进行长期安全运行。不仅影响了生产的连续性，而且造成厂房内火焰上窜，管道形成负压回火爆炸； 

(4)二次污染问题。市场上部分生物质气化机组采用湿式净化技术，这样不可避免地向外界排放洗涤过的冷却水，导致冷却水中含有多种有害物质，如酚、氨等。它们对动植物生长及安全构成危害，从而造成二次污染。 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种气幕进料装置，以阻止气化炉产生的燃气从进料装置泄露；本发明的目的之二是提供一种使用上述生物质气放散装置的生物质气化反应系统，以达到阻止燃气泄露的同时，提高气化效率和燃气发热量，减少焦油和灰尘等杂质的生成，减少二次污染。 

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于生物质气化反应系统的气幕进料装置，该生物质气化反应系统包括炉前储料装置和流化床气化反应器，炉前储料装置具有出料口，流化床气化反应器具有进料口，该气幕进料装置包括： 

电机及连接于电机的减速装置； 

由电机及减速装置驱动旋转、并向流化床气化反应器的进料口延伸的旋转轴； 

固定套接在旋转轴上的螺旋叶片； 

套在螺旋叶片之外的进料管，进料管上设有进料口和出料口，进料管的进料口位于炉前储料装置的出料口下方，进料管的出料口连接于流化床气化反应器的进料口；进料管的进料口和出料口之间具有气孔区，气孔区内具有多个气孔； 

套在进料管气孔区之外的密封罩，密封罩与进料管的结合部密封；密封罩上具有一进风口； 

连接于密封罩上进风口的风送装置。