[发明专利]生物质空气-水蒸汽气化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种气化领域，具体是涉及一种利用生物质燃料制备生物质燃气的设备系统。

背景技术

生物质燃气是一种可替代化石能源的绿色能源，它的原料为生物质物料，如秸杆、甘蔗渣、稻杆、稻壳(糠)、废木材、树皮、锯末、木屑等，通过气化设备对其高温(650℃以上)热解反应后，能够制出生物质燃气。

生物质气化制取燃气是一种先进的生物质能热化学转化方式，其中，生物质空气-水蒸汽气化是一种投资相对较低，产气质量也较好的气化方法。在这种气化中，水蒸汽重整所需要的热量可以由空气的部分燃烧供给。但这种气化方式并未得到广泛应用，原因在于水蒸汽加入点过于集中，使水蒸汽与反反应物的混合不完全，造成反应不充分，最终导致制备出的生物质燃气的产出率低，且热值低，无法大规模工业化。空气-水蒸汽气化器的燃烧技术主要是炉排层燃烧和流化床燃烧技术，其中，采用炉排层燃技术的缺点是燃料燃烧不完全，过量空气系数较高，导致热效率偏低；另者，如采用流化床燃烧炉，一般是应用于大型锅炉，其投资巨大，生产成本高，不能在中小企业中大力推应用。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种能够制备出高热值、产生率高的气化系统。

为了实现以上目的，本发明的技术方案如下：一种生物质空气-水蒸汽气化系统，由以下设备组成：卸料间，用于收集运输车得到的生物质燃料；提升机，用于将卸料间的生物质燃料输送至料仓；料仓，用于储存生物质燃料；输送带，用于将料仓的生物质燃料输送至炉前料仓；炉前料仓，用于调理生物质燃料；螺旋输送机，用于定量输送生物质燃料；气化器，用于制备出生物质燃气；旋风分离器，用于分离生物质燃气中含有的未燃尽颗粒及杂质；放散装置，用于释放过压的生物质燃气；鼓风机，用于向气化器输送空气；所述气化器的燃烧室通过至少一路水蒸汽管道连通蒸汽锅炉，蒸汽锅炉产生的水蒸汽通过水蒸汽管道输入到燃烧室内与生物质燃料热解燃烧过程中的反应物发生气化反应。

进一步地，所述燃烧室连通三路水蒸汽管道，每路水蒸汽管道出口在燃烧室中处于不同位置。

所述水蒸汽管道的入口连接水蒸汽分配器，水蒸汽分配器将水蒸汽定量分配到每路水蒸汽管道中。

所述水蒸汽分配器为圆圈形结构管道，水蒸汽管道在水蒸汽分配器上绕圆周中心径向均匀分布。

所述每路水蒸汽管道安装有截止阀和/或压力表。

所述水蒸汽分配器的入口连接水蒸汽总管，其出口连接排水阀，如疏水阀。

所述水蒸汽总管安装减压阀和/或流量计。

所述气化器的壁体开设有至少一通孔且该通孔与水蒸汽管道连通，通孔内壁与燃烧室内壁相切，水蒸汽由通孔切向输入到燃烧室内与参与气化反应，产生生物质燃气。

所述气化器壁体的外表层包裹一层外筒体，外筒体与保层外表形成冷却室，冷却室内填充具有流动性的冷却液，冷却液与保温层进行热交换，所述壁体与外筒之间设置有若干块支撑板。

所述放散装置的放散口与气化器的空气入口通过燃气管道连通，实现将过压的多余燃气输入到气化器循环燃烧。

与现有技术相比，由于以空气作为气化剂的基础上，在气化器设置了水蒸汽管路，引入水蒸汽作为气化剂参与气化反应，使生物质燃料热解燃烧并气化后获得中热值(1800～2000Kcal/N m³)的生物质燃气，热值提高30～40％，燃气产出率提高20％。在气化器的燃烧过程中，气化反应所需的热能来源于气化器中的生物质燃料，实现自热平衡。水蒸汽由多路水蒸汽管道输入到气化器的燃烧室内，以分散形式从不同位置输入水蒸汽，使与燃烧内反应物(生物质碳和热解燃烧产生的气体)充分混合，进一步气化反应达到更完全的目的。

附图说明

图1为气化系统的组成图。

图2为气化器的水蒸汽管路结构示意图。

图3为气化器炉体的结构示意图。

图4为气化器炉体的侧面结构示意。

下面，结合最佳实施例对本发明进一步具体描述。

具体实施方式

如图1所示，本发明生物质空气-水蒸汽气化系统，由卸料间10、提升机14、储料仓8、输送带13、斜角输送带9、炉前料仓6、螺旋输送机7、气化器1、一级旋风分离器2、放散装置12、二级旋风分离器3、鼓风机4、热交换装置5组成。