[发明专利]内在换热式生物质气化炉及生物质气化系统

说明书

本发明公开了一种内在换热式生物质气化炉及生物质气化系统。该内在换热式生物质气化炉包括炉体以及输送部，炉体的炉壁内具有容纳空间，输送部设置于容纳空间内，输送部用于由炉体外部向炉体内部输送氧化剂，输送部由炉体的下部向上延伸至炉体的喉口区域，以使得输送部内的氧化剂能够被炉体内的热量加热。本发明的内在换热式生物质气化炉，利用炉体内的高温对输送部所输送的氧化剂进行加热，能够有效地提高喉口区域的温度，从而能够提高气化炉的焦油脱除效率，同时，减少了气化炉的热损失，提高了包含气化炉在内的整个气化系统的气化效率，且简化了系统复杂度，减少了系统投资成本。

技术领域

本发明涉及生物质能利用技术领域，尤其涉及一种内在换热式生物质气化炉及生物质气化系统。

背景技术

随着化石能源的日益枯竭以及雾霾问题的日益突出，生物质能作为可再生能源被赋予了全新的意义。生物质能作为一种清洁能源，对其利用可在二氧化碳总量上实现零排放，可从根源上控制温室气体的产生。目前对于生物质能的利用是以气化和燃烧为主要方向，其中，气化是以生物质为原料，以空气、氧气、水蒸气等气体作为气化剂，在高温条件下，通过热化学反应不完全燃烧产生可燃气体的过程，生物质气化可以有效避免生物质燃烧带来的粉尘污染等排放问题。但是现有的生物质气化技术所存在的燃气中焦油含量高、净化废水难以处理等问题一直制约着其发展，开发稳定高效的低焦油气化工艺成为生物质气化行业公认的难题。

目前通常采用的方式是向气化炉内通入氧化剂，提高喉口区域的温度，从而提升炉内焦油脱除效率，实现低焦油燃气输出。具体有两种方式：

一是在气化炉中直接通入冷氧化剂，通入的冷氧化剂进喉口燃烧，但是氧化剂燃烧释放的热量很大一部分要用在氧化剂自身的加热，导致喉口区域温度不能提升太高，会严重影响喉口区域的焦油脱除效率；

二是在气化炉外增加一个加热器或者若干个换热器，利用气化气或者烟气的余热来将氧化剂加热到一定温度。若增加一个加热器，则需要额外的热源给氧化剂加热，会增加运行成本和投资成本；若采用气化气或烟气来给氧化剂加热，能在一定程度上提升整个系统的运行效率，但是增加的换热器和对应管道均为耐热不锈钢，投资成本会大大提高，同时在利用气化气或烟气换热过程中，会有换热器堵塞的风险，大大增加了系统的复杂程度。

发明内容

本发明实施例提供一种内在换热式生物质气化炉及生物质气化系统，以解决现有的生物质气化炉焦油脱除效率低的问题。

一方面，本发明实施例提出了一种内在换热式生物质气化炉，包括炉体以及输送部，炉体的炉壁内具有容纳空间，输送部设置于容纳空间内，输送部用于由炉体外部向炉体内部输送氧化剂，输送部由炉体的下部向上延伸至炉体的喉口区域，以使得输送部内的氧化剂能够被炉体内的热量加热。

根据本发明实施例的一个方面，输送部包括至少一个输送管，输送管的第一端位于炉体的下部且与外界连通，输送管的第二端向上延伸至炉体的喉口区域且与炉体内部连通。

根据本发明实施例的一个方面，输送管的第一端通过进剂管与外界连通，输送管的第二端通过设置于炉体喉口区域的布剂管与炉体内部连通。

根据本发明实施例的一个方面，由炉体的顶部向下观察，布剂管为弧线状，进剂管为环状。

根据本发明实施例的一个方面，输送管的数量为多个，多个输送管的第一端均与进剂管连通，多个输送管的第二端均与布剂管连通。

根据本发明实施例的一个方面，输送管沿炉体的周向螺旋向上延伸，或者，输送管沿炉体的轴向直线向上延伸。

根据本发明实施例的一个方面，当输送管沿炉体的轴向直线向上延伸时，且当输送管的数量为多个时，多个输送管的第二端通过集剂管与布剂管连通。

根据本发明实施例的一个方面，输送管包括依次连接的第一段和第二段，第一段靠近炉体的下部，第二段靠近炉体的喉口区域，第二段的管径大于第一段的管径。