[实用新型]外置燃烧器生物质气化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物质能源制取领域，尤其是一种外置燃烧器生物质气化炉。

背景技术

生物质包括自然界的植物、粪便以及城乡有机废物，是一种非化石可再生能源。与生物质直接燃烧的能源利用方式相比，把生物质热解气化后进行利用具有扩展用途、减少污染、清洁高效的优点。但是我国生物质热解气化技术相对落后，目前生物质热解气化处理设备主要采用固定床气化炉和常压流化床气化炉，其中固定床气化炉由于生产过程中会产生大量酚水，焦油含量高，次生污染较严重，单炉产气量小，产出的可燃气热值低，已被限制使用；常压流化床气化炉的炉内温度波动范围大，生产工艺控制困难，运行可靠性差，热损耗大，排渣含炭量高，制取的可燃气体中含氮气量多，热值低，燃气含尘浓度高净化困难等不足，因此至今未能得到广泛使用。生物质热解气化技术的落后，阻碍了我国生物质能源的清洁高效利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出了一种外置燃烧器生物质气化炉，该装置是利用外置燃烧器向气化炉内提供生物质热解气化所需的热量，通过控制燃烧器的负荷实现较为准确的控制气化炉内热解气化温度，并通过把燃烧器的空气系数控制在0.7～1之间，减少气化炉内过剩空气量，从而使可燃气体中的氮气含量减少，提高了可燃气体的热值，为提高燃气产量、稳定控制生产工艺条件、提高热利用效率，减少排渣含炭量，低成本制取较高热值生物质可燃气提供了技术条件。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：一种外置燃烧器生物质气化炉，包括热解气化装置和高温除尘器，热解气化装置包括呈圆筒状的壳体，壳体的上段为气化室，其中，所述壳体的下段为燃烧室，气化室和燃烧室之间通过喉部连接，喉部处设有环形气化剂管，在环形气化剂管上安装有气化剂喷嘴，气化剂喷嘴伸至壳体内部并沿环形气化管的内圆切线方向安装，燃烧室的底部设置有蜗壳，蜗壳切口处对应安装有燃烧器，壳体的外侧设有生物质原料进料斗，生物质原料进料斗通过进料管与燃烧室连接，进料管上设有播料风管Ⅰ，燃烧室的侧壁设有灰渣进料口；

燃烧室的下部连接有集灰室，气化剂均气室位于集灰室的下方，集灰室和气化剂均气室之间通过斜板隔开，斜板上均布有气化剂进气孔；

高温除尘器包括外壳体和与外壳体下部固定连接的锥形斗，锥形斗依次通过控制阀和下料管与燃烧器连接。

本实用新型中，气化室的顶部设有混合气体出口，气化室通过混合气体出口和混合气体管道与高温除尘器连接。

所述壳体的顶部设有封头，封头上设有混合气体出口。

所述气化剂喷嘴与壳体中心线之间呈15～25°的夹角。

所述斜板上的气化剂进气孔大小为2～4mm，斜板上的开孔率为4～8％。所述斜板最下端对应的集灰室侧壁设有出渣口，多余的灰渣经出渣口排出；所述气化剂均气室与进气管连接，气化剂由进气管供入气化剂均气室均压，通过斜板上的气化剂进气孔进入集灰室。

所述锥形斗的下部通过出料管与控制阀入口连接，控制阀出口处连接有下料管，下料管的另一端通过灰渣进料口与燃烧器连接，同时下料管上设有用于喷入气化剂的播料风管Ⅲ，控制阀上设有至少一个播料风管Ⅱ。

所述燃烧器的空气系数为0.7～1。

本实用新型还包括一种生物质气化方法，该方法包括以下步骤：

(1)生物质原料粉碎成＜12mm颗粒输入进料斗，生物质原料沿进料管并在播料风管Ⅰ供入的播料风作用下，进入燃烧室；

(2)燃烧器沿蜗壳喷入1050℃～1350℃火焰，火焰在蜗壳的弧线导流作用下在燃烧器内形成高速旋流，将生物质原料迅速加热并吹起，气化剂由进气管供入气化剂均气室均压，通过斜板上的气化剂进气孔进入集灰室，并透过灰渣层进入燃烧室，在气化剂气流和火焰高速旋流的共同作用下，生物质颗粒随气流以4～5m/s的速度上升，并在喉部被气化剂喷嘴再次增压加速，生物质颗粒在高速旋流中与高温气体充分接触并热解气化，气流与灰渣上升至气化室的顶部，并进入高温除尘器；

(3)混合气体高速进入高温除尘器后，在离心力作用下使粉尘脱除，净化后的可燃气体从可燃气出口排出，被分离的灰渣进入壳体中，部分灰渣参与再次循环，多余的灰渣经出渣口排出。