[实用新型]一种具备截料机构的列管式生物质气化炉反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于可再生清洁能源装置领域，更具体地，涉及一种具备截料机构的列管式生物质气化炉反应器。

背景技术

生物质燃料是指将农林废弃物如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型燃料后直接执行燃烧的一种新型清洁燃料。开发生物质燃料不仅能合理利用农林废弃物，防止能源浪费，而且能够减少如CO₂、SO₂、NOx和烟尘等排放，避免雾霾现象的产生，因而在国内外具备广阔的应用前景。

在众多的生物质转化利用技术中，气化是一种非常重要的技术。所谓生物质气化，是指在一定的热力学条件下，借助于氧气和水蒸气的作用，使得生物质中的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化CO、H₂和低分子烃类可燃气体的过程。例如，CN201210584976.9提出了一种两段式富氧蒸汽生物质气化反应器，其中通过将气化炉划分为上下两段，并在上段中部设有鱼型结构的分料器，由此提高气体热值且产出气体中的焦油含量少。又如，CN201110173927.1提出了一种内循环外热式气化装置，其中通过设有主动搅动机构，使得气化原料在炉内处于循环流动状态，由此提高了传热效率和气化率。

然而，进一步的研究表明，上述现有技术仍然具有以下的不足或缺陷：首先，虽然针对生物质原料本身能够有效延长其气化反应过程，但就反应产物中的残留碳而言，其往往直接会落入到炉体底部，未能与水蒸气充分发生水煤气反应，并导致管道中易于结焦，输送不畅，在腐蚀管道的同时还会降低热效率；其次，现有设备中虽然也相应采取了一些搅拌或回流装置，但其结构和组成往往较复杂，未能针对残留碳本身的结构及运动特点来进行设计，而且在实际使用中存在操作不便、对气化效率提高有限等局限性。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种具备截料机构的列管式生物质气化炉反应器，其中通过结合生物质气化过程中所产生的各类具体产物的结构及运动特性来针对性设计截料机构，并对配套的其他关键组件如气化列管、截料偏心运动单元等的特定结构及其设置方式进行改进，相应能够有效延长反应产物中的碳颗粒与水蒸气之间的接触时间，显著降低碳在气化反应后的最终残留量，与现有生物质气化反应器相比基本无焦油、无残留碳和灰分，同时具备结构紧凑、便于操控和后期修护等特点。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种具备截料机构的列管式生物质气化炉反应器，该列管式生物质气化炉反应器沿着竖直方向从上到下依次包括汇料室、中部壳体和气固分离室，其特征在于：

所述汇料室的侧面开有气化原料入口，其底面与所述中部壳体的上顶板密封连接且设置有分料器；所述中部壳体的上、下两端分别开有加热烟气出口和加热烟气入口，它的内部沿着竖直方向设置有多个气化列管，这些气化列管彼此平行，并且其上端经由所述分料器共同密封连通至所述汇料室，其下端则共同密封连接至所述气固分离室；所述气固分离室的侧面开有粗燃气出口，其底部则开有气化残留产物出口；此外，在各个气化列管的内部，还各自配置截料机构，并用于对生物质气化反应过程中所产生的碳颗粒执行拦截。

作为进一步优选地，所述截料机构包括竖直设置在所述气化列管中的支撑杆、水平贯穿安装在此支撑杆上且沿着竖直方向间隔分布的多个截料小孔板、使所有支撑杆予以固定的支架，以及与所述支架相连用于使得所述截料小孔板发生偏心运动的驱动单元。以此方式，以此方式，气化过程中所产生的碳颗粒会停留在各个所述截料小孔板上，延长与所输入水蒸气之间的反应时间；气化产生的燃气和焦油气在各个所述气化列管内下部集中，并经由所述粗燃气出口排出继续处理；反应产生的其余无机物和最终残留的碳颗粒则在各个所述气化列管下部流出，沉积在所述下部气固分离室底部，并经由所述气化残留产物出口排出继续处理。

作为进一步优选地，所述分料器由搅拌叶片和分配孔板共同组成，并且该分配孔板上的多个孔与所述气化列管的上端管口在垂直方向上一一对应。

作为进一步优选地，各个所述气化列管的长度优选设计为2米～6米，其内径优选设计为20mm～100mm。

作为进一步优选地，对于所述截料小孔板而言，其关键规格参数设计如下：各个截料小孔的孔径优选为2mm～6mm，相邻截料小孔板在竖直方向上的间距优选为15cm～50cm。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：