[发明专利]自除焦油式生物质固定床气化炉系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种自除焦油式生物质固定床气化炉系统。

背景技术

生物质是十分重要的可再生能源，具有可再生性、低污染性和广泛分布性等特点。利用生物质作为替代能源，对低碳减排，减少“温室效应”和改善大气酸雨环境具有十分重要的意义。生物质气化系统就是利用生物质在气化炉中密闭缺氧燃烧，通过干馏热解及热化学氧化后产生可燃气体。

固定床气化炉是生物质气化系统的重要类型。固定床气化炉中，燃料在炉内以堆积的状态存在，以层燃的方式完成气化过程。固定床气化炉因为燃料热解时间较长，压料较多，所以燃气中焦油含量较高，加上所产燃气温度较低，导致焦油极易析出，从而堵塞燃气管道。

目前生物质气化炉系统多采用外部除焦油如水洗等，或者通过增加二、三次风来提高生物质燃气温度来解决或缓解焦油问题。

例如，中国专利申请201010251310.2公开了一种规模化固定床生物质气化发电生产工艺及成套设备，其由四个部分组成:(1)原料预处理部分，主要包括原料收集、烘干和成型系统；(2)生物质气化部分，主要为大型生物质固定床气化炉及其相关配套设施；(3)气体净化部分，主要包括除灰、除焦油、脱硫、脱氯等设备；(4)燃气发电部分，深度净化后的燃气主要利用内燃机中燃烧发电。

中国专利申请201110385439.7公开了一种焦油分级收集的固定床生物质气化工艺及设备，设置与气化炉相连的高温过滤除尘器，在高温过滤除尘器的出气口串连多个焦油收集器，经气化风入口管向气化炉的顶部或底部通入气化风流，将气化炉中含有焦油的高温混合气体排出，在保持温度的条件下，经第一导气管进入高温过滤除尘器进行高温除尘，之后经第二导气管进入串连的多个焦油收集器分段处理，得到不同成份的焦油。根据燃气中焦油成分的馏段不同，利用冷却方式分级收集燃气中的焦油，再根据收集到的成分的不同进行有效的利用。

上述技术方案中，采用外部除焦油，通过外部水洗析出的焦油与水一起排入环境中，造成对循环水的污染和工作环境的恶化，并且对外部环境造成严重的污染。

而通过增加二、三次风提高燃气温度，实际上是以牺牲燃气的热值为代价的，并且提高燃气温度对燃气管道及后续设备的要求也大大提高，成本也将随之增加，并且伴随管路延长，不可避免的出现燃气降温，一旦降温，就会产生焦油。

这两种技术都是在牺牲环境、投资成本（设备的使用寿命）或产出效率的前提下解决焦油问题的，都有非常明显的缺陷。

因此，如何提供一种既能实现较好的除焦油效果、又能在不降低产出效率及设备使用寿命、且不对环境造成污染的生物质气化系统，成为了业界需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种自除焦油式生物质固定床气化炉系统，其既能实现较好的除焦油效果，又能在不降低产出效率及设备使用寿命，且不对环境造成污染，还能满足工业化应用的需要。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自除焦油式生物质固定床气化炉系统，其包括自除焦油式生物质固定床气化炉，该自除焦油式生物质固定床气化炉包括纵向设置的炉体，炉体自下至上依次为锥斗状尾灰段（含风室）、筒状反应段、除焦油段；尾灰段和反应段之间设有炉排；除焦油段的顶部设有燃气出口；尾灰段的底部设有出渣口，尾灰段的侧部设有至少一个气化介质入口；反应段的上部侧面设有进料口；

反应段和除焦油段之间设有隔板，隔板上设有用于与反应段相通的燃气入口；除焦油段内设有除焦油装置，除焦油装置包括冷凝筒，冷凝筒包括两端开口的筒状壳体，筒状壳体的下端开口连接于隔板上的燃气入口；除焦油段的炉壁、隔板、除焦油装置的外壳三者形成燃气无法进入的空间；

筒状壳体内设有多条冷却管形成的管束，该多条冷却管竖直悬挂且间隔设置，筒状壳体的上端开口连接燃气管道，燃气管道连接至燃气出口。

本发明中，反应段的上部侧面设有进料口，生物质燃料通过该进料口从炉外输送至炉内进行反应，该进料口设置于隔板的下方。

本发明的自除焦油式生物质固定床气化炉系统还包括进料装置，该进料装置可为各种合适的进料装置，由于进料有可能被焦油黏住，因而其优选为连续进料装置例如螺旋输送机。