[发明专利]生物质分级供氧气化炉及分级供氧方法

说明书

本发明公开一种生物质分级供氧气化炉及分级供氧方法。该生物质分级供氧气化炉具有炉体，炉体具有文丘里管结构的喉口部；所述炉篦具有至少一个打灰部，该打灰部具有转轴、承灰板和搅动杆；承灰板设有用于将气化气流出的出气通孔；在运动状态时，承灰板能绕转轴在竖直平面内做往复摆动，承灰板偏离平衡位置的最大摆动角度为0°‑60°之间的任意一个角度，且包括60°；搅动杆固设于转轴上，搅动杆的侧壁还设有气化剂出口。将该生物质分级供氧气化炉用于生物质气化，所得生物炭中碳含量低、气化效率高。

技术领域

本发明具体涉及一种生物质分级供氧气化炉及分级供氧方法。

背景技术

生物质是一种清洁、资源丰富、且唯一含碳的可再生能源，能很好的解决能源短缺、环境污染的世界难题，日益受到广泛关注。生物质热化学利用是在高温条件下对生物质进行燃烧、热解、气化等处理得到热、电或可燃气等产品，其中生物质气化技术因具有反应迅速、转化效率高、终端产品灵活以及易于工业化等优点，已成为世界研究重点。在众多生物质反应器中，固定床气化炉由于结构简单、规模灵活、运行稳定等优点受到广泛利用。常用的固定床气化炉分为上吸式、下吸式、开心式等，相较于上吸式等气化技术，虽然下吸式固定床气化炉焦油含量相对较低，但仍然达不到终端发电的需求，需要进一步改善。

中国专利文献CN102492489A公开的生物质分级供氧气化炉，采用在热解及喉口处分级供氧的方式。该方式虽然能够提高生物质热解效率、增加挥发分含量，然而却带来了生物质炭中碳含量高、气化效率较低的缺陷。

中国专利文献CN101144022A公开的三段式生物质气化炉，采用在喉口和炉篦处分级供氧方法，在第二段炉篦通入二级风。然而，由于炭层落入第二段炉篦时已经经过了第一段炉篦处还原反应以及散热的降温，在第二段有可能炭层温度较低导致无法发生氧化反应。同时，两段炉篦的设计不但增大了炭层搭桥的风险，而且大大增加了系统复杂程度，较难实现连续出灰，不利用工业利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有生物质气化技术中碳转化率不高、气化效率较低的缺陷，从而提供一种新型的生物质分级供氧气化炉及分级供氧方法。将该生物质分级供氧气化炉用于生物质气化，所得生物炭中碳含量低、气化效率高。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供一种生物质分级供氧气化炉，所述生物质分级供氧气化炉具有炉体，所述炉体具有喉口部；所述喉口部的上部设有原料入口，所述喉口部设有多个用于将气化剂喷入的喷管；所述喉口部下方设有炉篦；所述炉体在所述炉篦下方的侧壁上设有气化气出口；所述炉篦具有至少一个打灰部；

所述打灰部具有转轴、承灰板和搅动杆；所述承灰板设有用于将气化气流出的出气通孔；在所述承灰板处于运动状态时，所述承灰板能绕所述转轴在竖直平面内做往复摆动，所述承灰板偏离平衡位置的最大摆动角度为0°-60°之间的任意一个角度，且包括60°，例如可为45°；在所述承灰板处于静止状态时，所述承灰板与所述炉体的内腔之间留有供所述承灰板进行所述往复摆动的间隙；所述搅动杆固设于所述转轴上，所述搅动杆的侧壁还设有气化剂出口。

上述生物质分级供氧气化炉的使用过程如下，生物质热解所得热解气及热解炭经所述原料入口进入所述喉口部后；所述热解炭堆积于所述承灰板上形成炭层，所述热解气与经所述喷管进入的气化剂，在所述喉口部发生部分氧化反应，该部分氧化反应后产生的混合气进入所述炉篦上方的炭层内；所述混合气、所述炉篦上方的炭层与经所述搅动杆的气化剂出口送入的气化剂发生进一步的氧化还原反应，得气化气及生物质灰；所得气化气经所述承灰板上的出气通孔排入下方炉体，并经所述炉体侧壁的气化气出口排出；在所述进一步的氧化还原反应的过程中，所述炉篦可以根据需要而启动，也可以是周期性地定时启动，那么，在所述炉篦的承灰板绕所述转轴往复摆动的过程中，所得生物质灰经所述炉篦转动过程中承灰板之间的空隙以及所述承灰板与所述炉体的内腔之间的空隙落入下方炉体，下方炉体内的生物质灰则会定时排出。