[发明专利]一种连续式生物质热解气化装置及方法

权利要求书

1.一种连续式生物质热解气化装置，其特征在于，包括依次设置的送料单元、热解单元、气化单元、换热单元和燃烧单元，其中，所述送料单元用于将生物质原料送入热解单元中，生物质原料在热解单元中发生热解产生焦炭和挥发分，热解产生的焦炭和挥发分进入气化单元中进行气化反应以产生可燃气和气化残渣，该可燃气和气化残渣进入换热单元中与空气换热使空气变为热空气，所述热空气一部分回送至气化单元中，用于与热解产生的焦炭和挥发分发生气化反应，并且在热空气通入部位形成局部高温，促进挥发分的重整裂解，降低可燃气中焦油含量，提高物料气化转换效率；另一部分作为一次风送入燃烧单元中为燃烧提供热空气，而换热后的可燃气经换热单元底部送出，换热后的气化残渣则输送至燃烧单元中进行燃烧，所述燃烧单元燃烧产生的高温烟气输送至热解单元中为生物质原料热解提供热量，热解过程中高温烟气与生物质原料换热变成低温烟气，该低温烟气用于加热空气，加热后的空气作为二次风送入燃烧单元中，燃烧单元燃烧产生的灰渣排出后用于加热空气，该加热后的空气同样作为二次风送入燃烧单元中；

所述气化单元包括由耐高温钢浇铸而成的管仓式气化床（10），该管仓式气化床（10）的入料口与热解单元的下料口相连，其上端外部布置有环形管（36），该环形管（36）通过均匀分布的环排式空气喷管（35）与管仓式气化床（10）内部导通，该环形管（36）还与气化剂输送管（9）相连，以此气化剂经气化剂输送管（9）依次经环形管（36）和环排式空气喷管（35）均匀的输送至管仓式气化床（10）内，与焦炭和挥发分发生气化重整反应。

2.如权利要求1所述的连续式生物质热解气化装置，其特征在于，所述热解单元包括管排式热解床（5）及套装在管排式热解床（5）外部的热解供热烟箱（6），所述管排式热解床（5）由多根竖直布置的耐高温圆钢管构成，多根圆钢管的顶部与进料旋转阀（4）的出料口相连，所述热解供热烟箱（6）的上下端分别装有烟气出口（34）和烟气进口（33），内部布置有烟气隔板（32），以将热解供热烟箱（6）分割为多级往返折流烟道，且每级烟道内布置有波纹板（41），燃烧单元燃烧产生的高温烟气经下端的烟气进口（33）进入热解供热烟箱（6）中，经热解换热后从烟气出口（34）排出。

3.如权利要求1所述的连续式生物质热解气化装置，其特征在于，所述换热单元包括空冷管（12）和套装在空冷管（12）外部的空冷箱（13），所述空冷箱（13）的上下端布置有冷空气入口（39）和热空气出口（38），内部装有空气隔板（37），以将空冷箱分为多级往复折流式空冷通道，冷空气经上端的冷空气入口（39）进入空冷箱（13），与可燃气和气化残渣换热后变为热空气从热空气出口（38）送出。

4.如权利要求3所述的连续式生物质热解气化装置，其特征在于，所述空冷管（12）的下端连接有堆积管，所示堆积管的下端连接有出料旋转阀（15），且堆积管上开设有燃气抽出口（14），气化残渣在空冷管（12）中冷却后堆积在空冷管（12）下端的堆积管中形成碳层，对可燃气中的残余焦油和粉尘进行吸附，当碳层形成后再开启出料旋转阀（15），使碳层在动态中保持厚度稳定。

5.如权利要求1所述的连续式生物质热解气化装置，其特征在于，所述燃烧单元包括燃烧炉（19），该燃烧炉（19）的下部连接有一次风管（18），中部通过输送单元与出料旋转阀（15）相连，顶部连接有高温烟气管（27），中上部连接有二次风管（25），下部连接有排灰装置，该燃烧炉（19）上还开设有燃料补给口（20），从换热单元送出的热空气作为一次风经一次风管（18）送入燃烧炉（19）中，从出料旋转阀（15）排出的气化残渣经输送单元送入燃烧炉（19）中，燃烧产生的高温烟气经高温烟气管（27）送入热解单元中，从热解单元排出的低温烟气送入预热单元中以加热空气，加热的空气作为二次风经二次风管（25）送入燃烧炉（19）中。

6.如权利要求5所述的连续式生物质热解气化装置，其特征在于，所述输送单元包括位于出料旋转阀（15）下方的出料绞龙（16）以及与出料绞龙（16）相连的溜料管（17），所述出料绞龙（16）用于将从出料旋转阀（15）排出的气化残渣送入溜料管（17）中，然后气化残渣依靠自身重力溜入燃烧炉（19）内。