[发明专利]一种多段式螺旋移动床热解气化装置

说明书

本发明公开了一种多段式螺旋移动床热解气化装置，包括干燥段反应器、热解段反应器和气化段反应器，干燥段反应器用于对物料进行干燥处理，热解段反应器用于对物料进行热解处理，气化段反应器用于对物料进行气化处理；干燥段反应器、热解段反应器和气化段反应器均设有进料口和出料口，干燥段反应器的出料口与热解段反应器的进料口连接，热解段反应器的出料口与气化段反应器的进料口连接。本发明具有以下优点：物料停留时间通过调节电机转速得以控制，并结合布风板分段送风的风速，实现气化剂和物料匹配量的人为精准控制，从而可以控制目标产物的物理特性和化学特性。

技术领域

本发明涉及生物质固体废弃物热化学转换领域，具体涉及一种多段式螺旋移动床热解气化装置。

背景技术

作为生物质热化学转化技术路径之一，生物质热解气化技术是较直燃更清洁高效的一种转化方式，在高温缺氧的条件下，将生物质转化为可燃气体、液体混合物和固体炭，产物由不同工艺条件确定，产品可用于发电供热、合成燃料和化学品等。

该技术核心设备为热解气化反应器，目前工程应用主流设备为固定床和流化床两种类型，各自又分别包括不同形式。固定床具有结构简单、制造成本低、运动部件少的优点，但缺点是热解过程不容易人为控制，生物质在炉内容易搭桥形成空腔或反应不均易发生结焦，故而热解气化效率较低。流化床具有反应速度快、处理能力大的优势，但需要小粒径生物质物料的供给，系统运行控制和检测手段较复杂，设备投资大。

由实际工程经验可知，利用热解气化技术获得所需产品的关键在于热解气化工艺与生物质理化特性和热解气化特性的匹配程度，因此，针对生物质种类多样性和组分复杂的特点，亟需一种生物质热解气化反应器，有较好的物料适应性，并能有效控制工艺条件。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种多段式螺旋移动床热解气化装置，一能通过三个独立的炉膛分段完成物料的干燥、热解、气化过程，各段采用不同的参数，满足物料热解气化过程各阶段最合适的反应参数；二能使得气相-固相之间具有良好的接触，有利于提高热解气化反应强度和速率；三能调节物料的停留时间，结合布风板分段送风，实现气化剂和物料匹配量的人为精准控制，从而保证目标产物的可获得性和可选择性，同时兼顾经济性和系统运行可靠性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多段式螺旋移动床热解气化装置，包括干燥段反应器、热解段反应器和气化段反应器，干燥段反应器用于对物料进行干燥处理，热解段反应器用于对物料进行热解处理，气化段反应器用于对物料进行气化处理；

干燥段反应器、热解段反应器和气化段反应器均设有进料口和出料口，干燥段反应器的出料口与热解段反应器的进料口连接，热解段反应器的出料口与气化段反应器的进料口连接。

本发明的作用原理：装置由干燥段反应器、热解段反应器和气化段反应器依次串联，形成多段独立的反应段，本发明中，采用多段式反应器，每段反应器都可以单独设置反应参数，从而通过设置不同反应参数，控制物料热解气化过程各段的反应参数，获得不同产品，保证每段风箱相互独立、连续运行，实现物料热解气化过程的精确控制；同时也可以通过设置不同反应参数，来满足物料热解气化过程各阶段最合适的反应参数。

进一步地，所述干燥段反应器的出料口与热解段反应器的进料口通过星型阀连接，所述热解段反应器的出料口与气化段反应器的进料口通过星型阀连接。

在干燥段反应器与热解段反应器之间、热解段反应器与气化段反应器之间均设置有星型阀，利用星型卸料阀进行隔断，炉内反应采用微正压运行，可以防止外部空气进入炉膛，发生爆燃事故。