[实用新型]生物质气浮流态高温换热气化装置

说明书

技术领域

本实用新型属于生物质能源技术，具体涉及一种生物质气浮流态高温换热气化装置，适用于有机物及煤炭煤炭，尤其适用于农林废弃物和煤粉裂解气化重整制取燃气。 

背景技术

随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日益严重，开发洁净可再生能源、废物的资源化处理已成为紧迫的课题。生物质燃料要成为煤、石油和天然气等矿物燃料的替代品，其关键之处就是将低品位的生物质能转换成高品位的能源。 

国内外普遍采用的内热式气化方法，它是生物质在气化室与空气不完全燃烧，直接加热生物质使之气化。这种方法加热效率高，但是内燃需要的空气带入的大量氮气降低了燃气品质，因此燃气的热值低，只有1200大卡/M³以下。该法的气化效率仅为70%以下，剩余产物为难以利用的焦油和残留炭，燃气转化效率低，严重浪费能源。同时在燃气净化过程中会产生大量的焦油废水，污染环境。虽然国内外对其进行了多年的改进，但内热式气化方法终因自身的缺陷而无法推广应用。因此，必须对生物质间接加热气化，以避免因内燃加热带入大量氮气而降低燃气的热值和品质，而且必须将焦油、残留炭在气化的同时尽可能地转化为燃气，以提高生物质利用的经济效益。生物质外热式气化存在着传热传质问题，由于热量由热解气化室的外壁向中心进行热传导及辐射换热，这就会造成外部的温度过高，而中心的温度偏低，从而影响了反应时间，并且热解气化室的加热和冷却时间也比较长。 

中国专利文献CN101935568A公开了“一种高温生物质微米燃料”（公开日为2011年01月05日），它包括植物纤维粉体和添加剂，其中，植物 纤维粉体质量分数占75～100%，添加剂为煤粉、石灰粉和赤泥占中的至少一种，植物纤维粉体粒径小于250μm的粒径占70%以上。其燃烧温度比传统方法提高1倍左右,燃烧效率提高1倍以上。普通生物质纤维材料通过微米化技术,能够流态化输送,变成了一种接近燃油和燃气的高品位流体燃料。可广泛应用于火力发电、金属熔炼、海水淡化、城镇取暖、石灰烧制、热制空调、工业加热等。 

目前所采用的生物质气化方法存在的主要问题： 

(1)内热式气化以空气为气化剂，气化燃气中含有大量N₂和CO₂，燃气热值较低，气化效率低，产生大量焦油。 

（2）内热式气化以纯氧为气化剂，成本高，投资大。 

(3)传统的外热式气化，固体气化原料存积在气化室，通过炉壁间接加热，由于气化室直径较大（通常在300-800mm），传热距离长，传热阻力大，因而传热效率低，气化效率低，导致能源转化效率低。 

(4)外热式气化若采用电、燃气或燃油作为外加热源，加热成本高。 

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供生物质气浮流态高温管式换热气化装置，本实用新型具有成本低、热效率高、产气效率高和燃气热值高的特点。 

本实用新型提供的一种生物质气浮流态高温换热气化装置，其特征在于，该装置包括造气炉和至少一个炭焦裂解炉； 

造气炉包括搅拌室、列管管层、上集气室和列管壳层。造气炉的搅拌室和上集气室之间通过列管管层连通。造气炉列管的上、下设有隔板固定，通过隔板将搅拌室、列管管层、上集气室三者与造气炉列管壳层之间气密封；造气炉列管壳层设置有与外部连通的高温烟气进口和出口，并且在壳层下部设有一个或多个灰斗； 

搅拌室位于列管管层下方，上集气室位于列管管层上方，搅拌室内设 置有生物质进料口，搅拌叶片安装在搅拌室的底部，搅拌叶片与第一电机相连； 

炭焦裂解炉包括列管管层、列管壳层、上集气室和下集气室。上集气室和下集气室之间通过列管管层连通。炭焦裂解炉列管的上、下设有隔板固定，通过隔板将上集气室、列管管层、下集气室三者与列管壳层之间气密封；炭焦裂解炉列管壳层设置有与外部连通的高温烟气进口和出口；上集气室设置有水蒸气进口，上集气室通过焦油气管道与造气炉上集气室相通；下集气室设有出气口，其底部安装有与第二电机相连的炭焦裂解炉搅拌叶片；炭焦裂解炉列管壳层与造气炉列管壳层通过高温烟气管道相通。 

本实用新型相比现有技术具有以下优点： 

(1)生物质在压力的条件下隔离空气密封进料，保证了裂解气化产物被压进气化系统继续裂解，同时保证了生产的燃气不被空气中的氮气稀释，生成的燃气中不含来源于空气的氮气，燃气热值高 

(2)生物质颗粒在造气炉中依靠机械搅拌，使其呈雾状流态，有利于固体颗粒均匀加热和传热效率的提高。