專利名稱：生物質(zhì)水冷式空氣-水蒸汽氣化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣化設(shè)備，具體是涉及一種用于燃燒生物質(zhì)燃料產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)獾臍饣鳌?br> 背景技術(shù)：
生物質(zhì)燃?xì)馐且环N可替代化石能源的綠色能源，它的原料為生物質(zhì)物料，如秸桿、甘蔗渣、稻桿、稻殼(糠)、廢木材、樹(shù)皮、鋸末、木屑等，通過(guò)氣化設(shè)備對(duì)其高溫(650°C以上)熱解反應(yīng)后，能夠制出生物質(zhì)燃?xì)?。生物質(zhì)氣化制取燃?xì)馐且环N先進(jìn)的生物質(zhì)能熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方式，其中，生物質(zhì)空氣-水蒸汽氣化是一種投資相對(duì)較低，產(chǎn)氣質(zhì)量也較好的氣化方法。在這種氣化中，水蒸汽重整所需要的熱量可以由空氣的部分燃燒供給。但這種氣化方式并未得到廣泛應(yīng)用，原因在于水蒸汽加入點(diǎn)過(guò)于集中，使水蒸汽與反反應(yīng)物的混合不完全，造成反應(yīng)不充分，最終導(dǎo)致制備出的生物質(zhì)燃?xì)獾漠a(chǎn)出率低，且熱值低，無(wú)法大規(guī)模工業(yè)化。空氣-水蒸汽氣化器的燃燒技術(shù)主要是爐排層燃燒和流化床燃燒技術(shù)，其中，采用爐排層燃技術(shù)的缺點(diǎn)是燃料燃燒不完全，過(guò)量空氣系數(shù)較高，導(dǎo)致熱效率偏低；另者，如采用流化床燃燒爐，一般是應(yīng)用于大型鍋爐，其投資巨大，生產(chǎn)成本高，不能在中小企業(yè)中大力推應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種能夠制備出高熱值、產(chǎn)生率高的氣化器。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種生物質(zhì)水冷式空氣-水蒸汽氣化器，包括具有中空?qǐng)A筒形的燃燒室的保溫層，保溫層的外表層包裹一層外筒體，外筒體與保層外表形成冷卻室，冷卻室內(nèi)填充具有流動(dòng)性的冷卻液，冷卻液與保溫層進(jìn)行熱交換，保溫層的壁體開(kāi)設(shè)能進(jìn)料口，該進(jìn)料口與燃燒室連通且進(jìn)料口的側(cè)壁與保溫層的壁體相切，生物質(zhì)粉料在風(fēng)力的作用下，切向輸入到燃燒室內(nèi)，所述保溫層還開(kāi)設(shè)有至少一通孔，該通孔與燃燒室連通，水蒸汽從通孔輸入到燃燒室中與生物質(zhì)粉料充分混合，參與燃燒熱解并發(fā)生氣化反應(yīng)產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)?。進(jìn)一步地，所述通孔的側(cè)壁與燃燒室內(nèi)壁相切，水蒸汽切向輸入到燃燒室中，與生物質(zhì)粉料形成旋風(fēng)式充分燃燒。所述通孔與水蒸汽管道連通。所述通孔具有兩個(gè)，每個(gè)通孔的出蒸汽口在燃燒室中處于不同位置。所述水蒸汽管道的入口連接水蒸汽分配器，水蒸汽分配器將水蒸汽均勻分配到每路水蒸汽管道中。所述每路水蒸汽管道安裝有截止閥。所述每路水蒸汽管道安裝有壓力表。所述水蒸汽分配器連接排水閥，如疏水閥。
所述水蒸汽分配器連接水蒸汽總管。所述保溫層與外筒之間設(shè)置有若干塊支撐板。與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于以空氣作為氣化劑的基礎(chǔ)上，在氣化器設(shè)置了水蒸汽管路，引入水蒸汽作為氣化劑參與氣化反應(yīng)，使生物質(zhì)燃料熱解燃燒并氣化后獲得中熱值(1800 2000Kcal/N m3)的生物質(zhì)燃?xì)?，熱值提?0 40%，燃?xì)猱a(chǎn)出率提高20%。在氣化器的燃燒過(guò)程中，氣化反應(yīng)所需的熱能來(lái)源于氣化器中的生物質(zhì)燃料，實(shí)現(xiàn)自熱平衡。水蒸汽由多路水蒸汽管道輸入到氣化器的燃燒室內(nèi)，以分散形式從不同位置輸入水蒸汽，使與燃燒內(nèi)反應(yīng)物(生物質(zhì)碳和熱解燃燒產(chǎn)生的氣體)充分混合，進(jìn)一步氣化反應(yīng)達(dá)到更完全的目的。


圖1氣化爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為氣化爐的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為水蒸汽管路系統(tǒng)。下面，結(jié)合最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步具體描述。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1和圖2，本發(fā)明氣化器是一臺(tái)0. 5噸/時(shí)的氣化爐，以流化床為最佳。氣化爐由保溫層18、點(diǎn)火器、風(fēng)機(jī)22、液位計(jì)20、防爆門、人孔、觀火孔和外殼體14組成，整體上橫向放置。保溫層18呈中空的圓筒形，其內(nèi)部的圓筒形空腔作為燃燒室17。保溫層18的材料為耐高溫材料，其內(nèi)部焊接密布有J形抓釘，以加固保溫層18。保溫層18的壁體上開(kāi)設(shè)有三個(gè)進(jìn)料口 19，進(jìn)料口 19的側(cè)壁與保溫層18的壁體相切。進(jìn)料口 19的入口與風(fēng)室23相通，風(fēng)室23通過(guò)風(fēng)管21與風(fēng)機(jī)22連通。當(dāng)生物質(zhì)粉料從進(jìn)料口 19進(jìn)入燃燒室時(shí)，風(fēng)機(jī)22向進(jìn)料口 19切向吹入空氣，使粉料在燃燒室17中旋風(fēng)式卷起，與空氣充分混合燃燒。保溫層18的外壁包覆有外殼體14，保溫層18和外殼體14之間設(shè)置有若干塊支撐板15。支撐板15為圓環(huán)形狀，其周圍開(kāi)設(shè)有一個(gè)90°缺口，每塊支撐板的缺口朝向各不相同，有利于增加水流的振動(dòng)性。保溫層18與外殼體14之間的空間形成冷卻室，里面可填充水。外殼體14的上部連接排氣管16 (與冷卻室連通)，用于將冷卻室的蒸汽排出。冷卻室連接液位計(jì)20，用于監(jiān)視冷卻室的水位。如圖3所示，爐體1連接水蒸汽管路組件，給爐體1內(nèi)的燃燒室2提供高溫水蒸汽。燃燒室為中空的圓筒形體。爐體1(燃燒室)的壁體開(kāi)設(shè)三個(gè)通孔10，通孔10在爐體1的橫截面上呈圓周均勻布置，通孔10的位置位于燃燒層。水蒸汽管路組件，由三路水蒸汽管路11、水蒸汽分配器3和水蒸汽總管4組成。水蒸汽分配器3為圓圈形狀，其內(nèi)圓側(cè)連接三路水蒸汽管路11，每一路水蒸汽管路11也呈圓周均勻布置，每一路水蒸汽管路11與通孔10直線連通。水蒸汽分配器3的入口連接水蒸汽總管4，而出口連接疏水閥12。每一路水蒸汽管路11均安裝有壓力表13和截止閥9。水蒸汽總管4安裝有壓力表6、流量計(jì)7和減壓閥8。水蒸汽總管連接一臺(tái)0. 5噸/時(shí)的蒸汽鍋爐5。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)生物質(zhì)空氣-水蒸汽氣化方法，其過(guò)程如下在生物質(zhì)氣化器的燃燒室內(nèi)通入空氣，控制空氣當(dāng)量比20，加入催化劑，如白云石、橄欖石、氧化鋁等，在常壓或微正壓條件下燃燒生物質(zhì)燃料產(chǎn)生反應(yīng)物(生物質(zhì)碳和反應(yīng)氣體)，氣化器內(nèi)部溫度達(dá)到800°C時(shí)，通入0. 6Mpa的120°C的水蒸汽與反應(yīng)物參與氣化反應(yīng)，控制水蒸汽/生物質(zhì)燃料質(zhì)量比S/B為0. 5，經(jīng)過(guò)2s反應(yīng)時(shí)間，產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)狻?br> 權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)水冷式空氣-水蒸汽氣化器，包括具有中空?qǐng)A筒形燃燒室的保溫層，保溫層的外表層包裹一層外筒體，外筒體與保層外表形成冷卻室，冷卻室內(nèi)填充具有流動(dòng)性的冷卻液，冷卻液與保溫層進(jìn)行熱交換，保溫層的壁體開(kāi)設(shè)能進(jìn)料口，該進(jìn)料口與燃燒室連通且進(jìn)料口的側(cè)壁與保溫層的壁體相切，生物質(zhì)粉料在風(fēng)力的作用下，切向輸入到燃燒室內(nèi)，其特征在于所述保溫層還開(kāi)設(shè)有至少一通孔，該通孔與燃燒室連通，水蒸汽從通孔輸入到燃燒室中與生物質(zhì)粉料充分混合，參與燃燒熱解并發(fā)生氣化反應(yīng)產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)狻?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述通孔的側(cè)壁與燃燒室內(nèi)壁相切，水蒸汽切向輸入到燃燒室中，與生物質(zhì)粉料形成旋風(fēng)式充分燃燒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述通孔與水蒸汽管道連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣化器，其特征在于，所述通孔具有兩個(gè)，每個(gè)通孔的出蒸汽口在燃燒室中處于不同位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣化器，其特征在于，所述水蒸汽管道的入口連接水蒸汽分配器，水蒸汽分配器將水蒸汽均勻分配到每路水蒸汽管道中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣化器，其特征在于，所述每路水蒸汽管道安裝有截止閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣化器，其特征在于，所述每路水蒸汽管道安裝有壓力表。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣化器，其特征在于，所述水蒸汽分配器連接排水閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣化器，其特征在于，所述水蒸汽分配器連接水蒸汽總管。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化器，其特征在于，所述保溫層與外筒之間設(shè)置有若干塊支撐板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)水冷式空氣-水蒸汽氣化器，其保溫層的外表層包裹一層外筒體，外筒體與保層外表形成冷卻室，保溫層的壁體開(kāi)設(shè)能進(jìn)料口，該進(jìn)料口與燃燒室連通且進(jìn)料口的側(cè)壁與保溫層的壁體相切，生物質(zhì)粉料在風(fēng)力的作用下，切向輸入到燃燒室內(nèi)，保溫層還開(kāi)設(shè)有至少一通孔，該通孔與燃燒室連通，水蒸汽從通孔輸入到燃燒室中與生物質(zhì)粉料充分混合，參與燃燒熱解并發(fā)生氣化反應(yīng)產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)?。由于以空氣作為氣化劑的基礎(chǔ)上，在氣化器設(shè)置了水蒸汽管路，引入水蒸汽作為氣化劑參與氣化反應(yīng)，使生物質(zhì)燃料熱解燃燒并氣化后獲得中熱值的生物質(zhì)燃?xì)?，熱值提?0～40％，燃?xì)猱a(chǎn)出率提高20％。
文檔編號(hào)C10J3/72GK102367393SQ201110173640
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者劉安慶, 常厚春, 張開(kāi)輝, 繆麒, 陳平, 陳燕芳, 馬革 申請(qǐng)人:廣州迪森熱能技術(shù)股份有限公司