[发明专利]一种生物质转化能源的设备及其工艺

说明书

本发明涉及生物能源领域，具体地说是一种生物质转化能源的设备及其工艺,包括燃气发生器，燃气发生器包括位于上端的进料漏斗、位于中间的反应炉、位于下端的除灰装置和PLC控制器，反应炉由上至下分为干燥区、热解区、氧化区和还原区，氧化区炉壁沿周向开设有多个与壁面相切的进气口，形成旋转配风结构；进气口通过进气管连接有给氧罐,给氧罐罐口设置有流量阀，流量阀和风机与PLC控制器电连接；旋转配风结构使氧气与物料更为充分地接触，从而使氧化反应更彻底，最终提升燃气的质量，同时解决了焦油堵塞的问题；PLC控制使给氧量更科学更精确，促使氧化还原反应更完全的同时提升了操作的便捷性。

技术领域

本发明涉及生物能源领域，具体地说是一种生物质转化能源的设备及其工艺。

背景技术

生物质能是利用生物质生产的能源，目前作为能源的生物质主要包括秸秆、玉米芯、稻壳、花生壳、木块、棕榈壳、椰壳等。生物质可以转化为高效的固体、液体和气体燃料，可以替代煤炭、石油、天然气等不可再生能源，是新型的可再生能源，具有燃点低、发热高、燃烧过程清洁卫生的优点，是高效环保的新型燃料。

生物质在气化炉内的绝氧、高温、微负压条件下气化制得生物质燃气，燃气经冷却、脱水、脱焦油后送到双膜气柜暂存，可供用气端使用。

一种常见的气化炉——下吸式固定床气化炉从上至下主要分为4个反应区：干燥区、热解区、氧化区和还原区，其中物料在氧化区时，需要通入氧气使物料发生氧化反应；对氧气通入量的准确把控是气化炉技术关键点所在，氧气通入量过低，会导致氧化反应不完全；氧气通入量过高，则会导致氧化区的物料无法将氧气完全消耗，多余的氧气会随之渗透到还原区，则还原反应不充分，形成“烧穿”现象；无论氧气通入量过高或过低，最终结果都是产出的燃气热值低，甚至不可燃。

除此以外，在气化炉内会产生一定量的焦油，焦油会堵塞管道，给设备的使用与维护都带来一定不便。

传统的气化炉其供养方式采取的是喉口给氧，国家发明专利CN104194838A(公开日：2014-12-10)公开了一种气化炉，主要有如下特点：一、氧气等气化剂与燃料分别独立的从不同喷嘴进料。通过调整喷嘴的位置及角度，可以有效控制燃料燃烧的核心区域。二、氧气的喷射方向与燃料喷射方向在一定角度范围内相对碰撞，通过氧气的喷射来阻碍燃料的惯性运动，增加燃料在气化炉内的停留时间，提高燃料的碳转化率。该气化炉使燃料的碳转化率达到98％以上，有效气体积能够达到91％以上；但是与喉口给氧相似的是，这种给氧方式其给氧口极容易被焦油堵塞，一旦给氧口发生堵塞，气化炉内反应便无法顺利进行，因而需要经常性地擦拭维护，排倒焦油，便捷性较差。

大量产生的焦油除了收集倒出，其实还可以通过高温使其裂解，先分解掉一部分，剩余的量会少很多，这样可以大幅延长维护周期；国家发明专利CN101709889B(公开日：2011-8-03)公开了一种下吸式负压秸秆气化炉，提高了秸杆气化炉的产气率和气体的燃烧效率，充分裂解和利用了焦油，排除了异味，排放更少烟尘，但是对于焦油以外的废料，其未能提供良好的解决方式，气化炉反应过后还会产生相当数量的木炭，灰渣，污水，均需要得到合理的处理，而处理上述废料也是一件十分麻烦的事情。

由于气化炉的使用过程中需要准确把控给氧量才能提高燃烧效率，这在操作上较为考验操作者能力，因此有很多气化炉在使用时无法达到设计之初的计划效果；为解决燃烧效率低的问题，国家发明专利CN106967460A(公开日：2017-7-21)公开了一种秸秆气化炉，它解决了现有的秸秆气化炉燃烧效率不佳的问题，该秸秆气化炉包括炉体和炉盖，炉体内设有炉箅子，炉体侧壁设有排气口和排灰口，炉箅子外套有进气管；该秸秆气化炉通过特殊结构能有效提高燃烧效率，但是其操作过程无法完全摆脱对人力的依赖，在长时间作业时还是充满诸多不便。

鉴于上述存在的问题，本发明提供一种生物质转化能源的设备及其工艺，以解决给氧问题和焦油问题，提升气化炉的自动化程度。

发明内容