[实用新型]转耙移动床连续气化炭化炉

说明书

技术领域

本实用新型属于生物质气化发电以及生物质干馏炭化技术领域，是有关生物质热解气化制造燃料气的设备。

背景技术

生物质能源作为可再生能源，正日益受到世界各国的重视。其中一个重要的方式是将生物质热解气化制造燃料气，作为方便、洁净能源使用，或者进一步用来发电。生物质气化需通过气化炉来实现。目前的气化炉主要有二种类型，一是固定床，二是流化床，以前者为主，后者在近年虽然有了较大的发展，但仅适用于木屑、谷糠等细颗粒物料。固定床式气化炉，结构简单、原料适应性好，是当前最主要的实用炉型。操作时先将原料加入炉内，然后点火、送风(或引风)，使炉内的原料燃烧，炉子不断升温，达到一定温度后，原料开始热解，可燃气体产生，此时调节进风量，控制炉温在合理的范围(通常700～900℃)，原料不断被气化，最后变成灰渣，分时从炉底部取出。只要定时从炉口添加原料，可以维持较长时间连续运行。但该炉存在二个主要缺点，一是灰分的碱性高温腐蚀比较严重，对炉子产生较大的破坏性；二是制气的同时不能制炭。为了在制气的同时又能制炭，近年来有人进行了链条移动床炉的试验。试验在一个敞口的槽式炉中进行，链条采用“燃煤链条锅炉”使用的那种形式，如图1所示，炉体(1)呈矩形，截面积约12m²，链条(4)设置在槽下部的气炭分离室(2)内，出气口(3)位于该室两侧壁上且对应于链条回环围成的空间的中心，制气原料木片从敞口加入槽内，点火后开动罗茨风机抽气，空气从槽的敞口吸入，使部分原料迅速燃烧升温，其余原料进行热解，热解过程中生成的热解气经降温和净化后作为燃料气送入内燃机；生成的木炭通过链条炉排(4)和螺旋送料器(5)依次传送缓缓地从槽内取出。试验结果表明，该链条炉虽然可以实现规模化生产，但链条经常出故障，要么卡住，要么掉链，不得不频繁停炉修理；其次是该链条炉的火层(反应区)不稳定，往往造成火层局部下移至冷却段，影响产气的稳定性。鉴此，本设计人根据移动床的基本原理，提出了下述一套全新的技术方案，目的之一是在制气的同时又制炭，且能长时间实现连续顺利运转；目的之二是提高反应区段的稳定性，使升温、干燥、预炭化层与主炭化、还原层，各保持在一个合理的区间，不至于下移到木炭冷却段。

发明内容

本设计人认为，链条炉运行过程中之所以会出现上述问题，主要原因是由于设备的结构不符合移动床的原理。该炉属于一种重力移动床，靠物料本身的重力下移，但移到链条处却被链条强制地改变运动方向，来一个90°大转弯，从横向送出。这样做造成的结果是料层下降严重不均匀，虽然可以交替更变链条的运动方向，也难以克服料层经常被扰动带来的麻烦。解决问题的根本办法，只能是彻底改革炉的结构形式。

本实用新型的技术方案称之为“转耙移动床连续气化炭化炉”，如图2所示，在炉体(1)下部，分隔出数个并列且带有水冷夹套(2)的四棱锥漏斗状的炉内冷却通道(4)，其下面连接有过渡炭斗(4)、气、炭分离室(7)和下料冷却管(6)，气、炭分离室(7)的二侧设有气体出口(3)，下料冷却管(6)的末端插入转耙拨料器料槽(8)上部的进料口中，转耙拨料器料槽(8)的中部敷设二个相向低速转动的转耙(9)，转耙拨料器料槽(8)下部有出料口与螺旋送料器(10)的进料口相连，螺旋送料器(10)的出料口与星形出料器(11)上部的进料口相连，星形出料器(11)下部的出料口还可以连接任何物料输送设备。根据下吸式生物质气化和重力移动床的原理，本炉大体上可分为四个区段，在炉本体内有三个，自上而下分别是预热干燥段、燃烧炭化段和还原制气段，炉本体以下为气炭冷却分离段。

本炉在初次投产时，第一阶段是烘炉，先从炉口加入木炭，加至炉体内腔深度一半左右的水平，然后加入少量原料，点火，开动风机，但抽风量先要小，再逐渐加大，待燃烧炭化段的温度达到500℃左右时，开动出料转耙拨料器、螺旋送料器和星形出料器慢速出料，并进一步加大风量，使炉温以较快速度上升，最后该段的温度稳定在850～900℃。出炭的速度可以根据对炭量的需求，通过调节转耙拨料器的转速来进行控制。