[发明专利]两段式循环流化床生物质气化系统

说明书

技术领域

本发明属于能源制备领域，具体是涉及一种生物质气化的燃烧设备。

背景技术

随着世界经济的不断发展，能源和环境问题日益突出。人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭3种。根据国际能源机构统计，地球上这3种能源供人类开采的年限分别只有35年、50年和240年左右。一方面煤、石油等化石资源日益耗尽，能源供应持续紧张；另一方面，化石资源的过量使用已引起日益严重的环境问题。因此，开发和寻找新的替代能源已成为人类社会可持续发展在新世纪必须加以解决的重大课题。

生物质能是由植物与太阳能的光合作用而贮存于植物中的太阳能。据估计，植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1％。生物质物料因具有挥发性高，碳活性高，N、S含量低，灰分低等特点，是一种优质的燃料。通过生物质能转换技术，可以高效地利用这一可再生的洁净生物质能源，替代煤炭、石油和天然气等燃料。

目前，利用生物质物料，如秸杆、甘蔗渣、稻糠、锯末、木屑等，对其进行中温或高温热解后，能够提炼出生物质油或生物质燃气。

研究表明利用破碎后的生物质粉体作为生物质气化炉原料的热解效果较好，但对于一些现有的流化床生物质气化热解的反应系统，生物质粉体在800℃的高温气化炉里停留较短的时间(少于2秒)就会被高温载气带到旋风除灰装置中，这使得在旋风除灰装置收集到的生物质焦达到20～30％，这部分生物质焦除了含有2％的灰分之外，剩下的主要是生物质中的固定碳，固定碳由于需要在高温条件下才会发生热解反应产生能量，对其二次循环利用仍存在技术障碍，导致了气化炉的热效率偏低，造成资源浪费。因此，如何将这部分的固定碳利用起来，提高生物质气化炉的热效率，有待技术的解决。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种对未热解的生物质物料进行二次热解利用，以提高热效率的气化系统。

为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：包括流化床气化炉，料仓，给料机，除灰装置风机，灰斗，还包括第二给料机，所述流化床气化炉设置第二入口；所述灰斗的出口连接第二给料机，第二给料机的出口与燃烧器的风送入口连接，燃烧器的出口与流化床气化炉的第二入口连接；灰斗收集到的生物质焦由第二给料机输入风送入口，并在风力的作用下，进入旋风燃烧器内热解，为流化床气化炉补充热量。

进而，所述流化床气化炉的第二入口位于第一入口的下面。

所述第二给料机为螺旋给料机。

所述燃烧器为旋风式燃烧器。

本发明保证了生物质粉体在气化炉中有良好的热解效果，并通过旋风燃烧室将生物质焦中固定碳充分热解，又利用其热量循环提供给流化床气化炉热解，因此，不会造成生物质粉体热能的浪费，能有效提高气化系统的热效率。

附图说明

图1为本发明气化系统的结构组成示意图。

具体实施方式

生物质气化系统由料仓1、第一螺旋给料机2、流化床气化炉3、旋风除灰装置4、灰斗6、旋风燃烧器8、第二螺旋给料机7、风机9组成。流化床气化炉3的下部设置两个入口，即是第一入口和第二入口，第一入口在第二入口的上面。流化床气化炉3的下部的第一入口连接第一螺旋进料机2，流化床气化炉3的上端出口连接旋风除灰装置4，旋风除灰装置4的上端连接燃气管5，而下端连接灰斗6，灰斗6的出口连接第二螺旋给料机7，第二螺旋给料机7的出口与旋风燃烧器8的风送入口连接，旋风燃烧器8的出口与流化床气化炉3的下部第二入口连接，流化气化炉3的底端通过风管连接风机9，旋风燃烧器8的风送口通过风管连接风机9。

生物质气化系统的工作流程如下：料仓中的生物质粉料由第一螺旋进料机通过第一入口送入流化床气化炉，生物质物粉料在800℃高温下热解，气化反应成生物质燃气；夹带生物质焦的生物质燃气进入旋风除灰装置，在旋风的作用下，将生物质焦分离掉，进而由灰斗储存，而干净的生物质燃气则由燃气管输出供给窑炉使用；利用第二螺旋给料机并通过风机将灰斗中的生物质焦风送进入旋风燃烧室进行二次热解，热解得到的高温燃气进入流化床气化炉，以补充热量。