[发明专利]一种高效节能型两段式生物质气化炉气化系统

说明书

本发明公开了一种高效节能型两段式生物质气化炉气化系统，属于能源科学技术领域，包括：斗式提升机、生物质气化炉、蒸汽发生器、空气预热器、气体洗涤塔、气体干燥器、气体冷却器、罗茨风机、气体收集储柜，所述斗式提升机连接到封闭式储料斗，下部连接气化炉。所述气化炉分为炉膛、催化反应区、气体炉渣分离室和出灰口，下部连接水封罐；气化炉的后部设置蒸汽发生器，所述蒸汽发生器与汽包、分气缸形成循环回路，之后依次经过空气预热器、气体洗涤塔、气体干燥器、气体冷却器后，经过罗茨风机输入气体收集储柜；系统的下部设置沉淀水槽。本系统坚固耐用、安全稳定，结构简单，操作方便，而且气化效率高，燃气质量好，物料适应范围广而成本相对较低。

技术领域

本发明涉及能源科学技术领域，具体是一种高效节能型两段式生物质气化炉气化系统。

背景技术

随着国内外经济的可持续快速发展，石油、天然气、煤气等一次性资源供需缺口逐年增大，人们迫切需要一种低价、节能、安全、洁净的新型燃料进入市场。由于气体燃料高效、清洁、方便，所以生物质气化技术的研发得到了国内外的广泛重视，并取得了可喜进展。西欧国家的生物质能资源产能在国家基本能源消耗所占比重比较大，目前在美国、奥地利和瑞典等各国的基本能源消耗中已分别占4%、10%、16%。为此，在发达国家和发展中国家都积极开展了诸多途径的生物质利用技术研究及应用，目前生物质能开发与利用主要技术手段有：生物质微生物发酵，它包括生物质沼气发酵、生物质酒精发酵；生物质热化学转换技术，它包括生物质热解技术、生物质气化技术、植物质压缩成型和生物制碳技术；生物质能源生态工程。

生物质气化技术，其基本原理是在不完全燃烧条件下，将有机生物质中具有较高分子量的碳氢化合物链裂解，经过氧化和还原反应转换为较低分子量的CO、H₂、CH₄等可燃气体，是一种高效的生物质能转换途径。生物质经气化生成的可燃气体，可广泛用于炊事、采暖、工业加热和烘干，还可以用作内燃机、燃气轮机等热动力装置的燃料，输出电力或动力，提高了生物质的能源品位和利用效率。

生物质气化技术是近年来发展比较迅速且可靠的一种生物质能利用技术，现在国内主流的生物质气化技术所选用的载体是流化床气化炉，流化床气化炉的反应物料中常掺有精选过的惰性材料沙子，在吹入气化剂作用下，物料颗粒、沙子、气化剂接触充分，受热充分，在炉内呈“沸腾”燃烧状态，气化反应速度快，生产能力强，气化效率高。而且炉内温度高而且恒定，焦油在高温下裂解生成气体，故焦油含量较小，只是出炉的燃气中含有较多的灰分。而循环流化床气化炉和单流化床的主要区别是循环流化床气化炉在燃气出口处设有旋风分离器或袋式分离器，将燃气携带的炭粒和沙子分离出来，返回气化炉后再次参加气化反应。而且循环流化床的燃烧值更高，未燃尽物质更少，是唯一在恒温床上反应的气化炉，气化反应在床内进行，焦油也在床内裂解，气固分离以后的炭粒不断循环回到反应炉内，因而保持大的床密度，床截面上颗粒密度分布均匀，并使炭粒有足够的时间在床内停留，以适应还原反应速度慢的需要，适合水分含量大、热值低、着火困难的生物质物料。但是循环流化床气化炉的缺点在于填料之前需要预处理，产气中的灰分需要很好地净化处理，否则对部件磨损严重。

我国自行研制的集中供气系统已进入实用化试验及示范阶段，山东能源研究所研制的XFF系列秸秆气化炉在农村集中供气应用中获得了一定的社会、经济效益；大连市环境科学设计研究院使用研制的Lz系列生物质干馏热解气化装置建成了可供l000户农民生活用燃气的生物质热解加工厂。然而，目前的集中供气系统普遍存在着所谓的“大马拉小车”问题，即许多气化工程往往达不到设计要求的户数，生物质气化设备的利用率不高，并且焦油问题难以根绝，致使大型输气管网出现堵塞和传热不良导致燃烧值降低的问题，设备的拆卸和清洗都不方便，导致气化站运营难度和维护成本都很高，燃气的热值和气化强度却偏低，不利于设备的大规模推广使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高效节能型两段式生物质气化炉气化系统，以解决上述背景技术中的问题。