[发明专利]插销式多功能生物质气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质气化炉，尤其涉及一种插销式多功能生物质气化炉。

背景技术

生物质是一种在世界能源比重中仅次于传统化石能源的可再生能源，随着化石能源逐渐匮乏，生物质能源具有深远的研究价值和战略意义。生物质气化是一种十分重要的生物质利用技术，指在一定反应温度下，与一定气化剂发生化学反应，生成 CO、H₂、CH₄和碳氢化合物等可燃气体的过程。生物质气化可分为加热阶段、热解阶段、还原阶段及氧化阶段，各阶段对于加热温度、反应时间及反应气体环境都有不同要求，因此各阶段的反应环境对于生物质气化具有明显的影响。生物质气化剂包括：空气、氧气、水蒸汽、氢气及水蒸汽-氧气混合气，以空气为气化介质的气化过程，空气中的氧气与生物质中的可燃组分进行氧化反应，产生可燃气，反应过程中放出的热量为气化反应的其他过程即干燥、热解与还原过程提供所需热量，整个过程为一个自供热系统；氧气气化是指向生物质燃料提供一定氧气，使之进行氧化还原反应，产生可燃气体，但没有惰性气体N₂，在于空气气化相同的当量比下，反应温度提高，反应速率加快，热效率提高，气化热值提高一倍以上；水蒸汽气化是指水蒸汽同高温下的生物质发生反应，它不仅包括水蒸汽-碳的还原反应，尚有CO与水蒸汽的变换反应等各种甲烷化反应以及生物质在气化炉内的热解反应等，其主要气化反应是吸热反应过程，因此，水蒸汽气化的源热来自外部热源与蒸汽本身热源；水蒸汽-氧气混合气化是指空气（氧气）和水蒸汽同时作为气化介质的气化过程，从理论上分析，空气（或氧气）-水蒸汽气化是比单用空气或单用水蒸汽都优越的气化方法，一方面，它是自供热系统，不需要复杂的外供热源，另一方面，气化所需的一部分氧气可由水蒸汽提供，减少了空气（或氧气）消耗量，并生成更多的H₂及碳氢化合物，特别是在有催化剂存在条件下，CO变成CO₂反应的进行，降低了气体中CO的含量，使气体燃料更适合于用作城市燃气。

生物质气化是生物质利用技术之一，优于生物质直接燃烧，不会产生粉尘，利于环保，具有很好的社会效益。生物质幅员辽阔，不仅包括常见的农林废弃物，如秸秆、果壳、木屑及动物粪便等，还包括生活垃圾、污水淤泥及微生物等非常规废弃物质。

目前市场上有很多种生物质气化炉，包括：上吸式固定床气化炉、下吸式固定气化炉、鼓泡流化床气化炉、循环流化床气化炉、双流化床气化炉以及携带流化床气化炉，但现有的生物质气化炉在设计上存在以下几点不足：1、生物质在气化炉中的停留时间无法精确控制；2、生物质气化炉炉膛温度无法控制；3、气化炉对于不同生物质燃料的气化，缺少专一性；4、气化剂组合方式单一，缺乏灵活性、适应性；5、无法根据实际情况实现直接功能。

发明内容

为解决现有技术所存在的不足，本发明旨在将生物质气化原理与传统链条炉特征相结合，提供一种适用于生物质气化及直燃的插销式多功能生物质气化炉。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种插销式多功能生物质气化炉，包括炉体，特征在于：所述炉体内设置可装、拆的插销板，用于隔离各气化阶段间传热或实现生物质直燃功能；所述插销板上设有多孔结构，用于各气化阶段间的传质通顺。

所述炉体内设有插销槽，三块插销板与插销槽可装、拆连接，装上三块插销板将生物质气化过程的四个气化阶段从空间分离；拆掉三块插销板可实现生物质直燃功能。

所述炉体为活动式上、下型炉体结构。所述炉体为前、后拱结构，用于生物质直燃、气化工况下可有效传热、传质。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过在炉内设置可装、拆的插销板及插销槽结构，实现生物质气化炉的气化、直燃功能。拆掉插销板时，可实现生物质直燃功能；装上插销板时，可将生物质气化过程的四个气化阶段从空间分离，有效隔离各气化阶段间的气相传热，但插销板上的多孔结构可保证各气化阶段间气相介质的传质通顺，提高生物质气化效率。