[发明专利]生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置及其气化方法

权利要求书

1.一种生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置，其组成包括：旋风热解室(1)，其特征是：旋风热解室(1)内同轴心悬吊中心排气管(2)，旋风热解室(1)的下端口同轴心连接悬浮燃烧室(3)的上端口，悬浮燃烧室(3)下端固接切换炉排(4)，切换炉排(4)下部连接风环(8)，风环(8)下部固接灰斗(5)，切换炉排(4)与风环(8)之间设置点火孔(9)；所述旋风热解室(1)上部沿其外表面切线方向插接一个或多个生物质燃料加料管(6)；所述悬浮燃烧室(3)下部插接点火燃料加料管(7)。

2.根据权利要求1所述生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置，其特征是：所述切换炉排(4)具有落料档位和空隙炉排。

3.根据权利要求1或2所述生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置，其特征是：所述生物质燃料加料管(6)呈圆筒形，生物质燃料加料管(6)为水平方向均匀排列于旋风热解室(1)外部，且同时针方向设置。

4.根据权利要求3所述生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置，其特征是：点火燃料加料管(7)呈圆筒形，点火燃料加料管(7)中心轴线与水平方向夹角为60-70°，且点火燃料加料管(7)中心轴线延长线与悬浮燃烧室(3)的中心轴线延长线相交。

5.根据权利要求1、2或4所述生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置，其特征是：所述风环(8)上还具有楔形进气口和水蒸气接口。

6.根据权利要求5所述生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置，其特征是：所述中心排气管(2)还通过烟气管道连接旋风热解室(1)，所述烟气管道上安装再循环风机(10)。

7.一种利用上述装置进行的生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化方法，其特征是：第一步，启炉：将切换炉排(4)放置于空隙炉排状态，由点火燃料加料管(7)加入生物质燃料，由点火孔(9)向气化装置内通入空气，之后通过点火孔(9)将生物质燃料点燃，使炉排(4)上部产生持续的燃烧火焰；

第二步，预热：由点火燃料加料管(7)添加生物质燃料，保证炉排(4)上部生物质燃料稳定燃烧，当气化装置上部旋风热解室(1)的温度达到400℃时，停止从点火燃料加料管(7)添加生物质燃料，将切换炉排(4)由空隙炉排切换至落料档位；之后由空气携带生物质燃料从生物质燃料加料管(6)切向喷入旋风热解室(1)，生物质燃料完全燃烧产生的热量为气化装置预热，直至旋风热解室(1)的温度达到600℃；

第三步，气化反应：将气化用生物质燃料由副空气流携带通过生物质燃料加料管(6)切向喷入旋风热解室(1)，所述副空气流携带生物质燃料旋转向下运动，在旋风热解室(1)内形成旋流流场并发生热解反应，其产物包括生物质燃气和生物质焦炭颗粒；

所述生物质燃气在旋流流场作用下由下反转至上形成内旋气流，由中心排气管(2)底部进入并从顶部排出，所述副空气流携带热解后的生物质焦炭颗粒进入悬浮燃烧室(3)；

所述生物质焦炭颗粒继续下行，与由风环(8)进入的主空气流发生燃烧反应，释放热量；燃烧反应产生的灰下行落入灰斗(5)，燃烧反应生成的二氧化碳上行，与通过悬浮燃烧室(3)下行的生物质焦炭颗粒发生还原反应，形成的一氧化碳烟气气流由中心排气管(2)底部进入并从顶部排出。

8.根据权利要求7所述生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化方法，其特征是：第三步所述热解反应中，旋风热解室(1)的生物质燃料加料管(6)通入的副空气流的流速为15-30m/s。

9.根据权利要求7或8所述生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化方法，其特征是：第三步所述气化反应中，控制悬浮燃烧区的燃烧温度为800-950℃，所述主空气流流速为5-20m/s。