可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐的制作方法
【專利摘要】一種可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，包括爐膛和爐殼，所述爐膛設(shè)在所述爐殼內(nèi)，所述爐膛從上至下依次分為進(jìn)料部、干燥部、熱解部、氧化部和還原部；在所述還原部下方設(shè)有水蒸汽發(fā)生部，所述水蒸汽發(fā)生部的進(jìn)口與水管連接，所述水蒸汽發(fā)生部的出口通過(guò)蒸汽出管與介于氧化部和還原部之間的蒸汽噴射管連接，將蒸汽發(fā)生部所產(chǎn)生的蒸汽噴入還原部，以提高產(chǎn)氣率和燃?xì)鉄嶂怠?br> 【專利說(shuō)明】可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是能源消耗大國(guó)，而使用的能源種類以煤炭、石油類產(chǎn)品、天然氣等不可再生能源為多，尤其是我國(guó)長(zhǎng)久以來(lái)采用的煤炭及劣質(zhì)燃油，已產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染，近年全國(guó)大地反復(fù)出現(xiàn)的霧霾，PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)，已影響國(guó)民的身心健康；環(huán)境治理已成為我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)的重要國(guó)策。
[0003]近年以來(lái)，全國(guó)各地已出臺(tái)限用煤炭、劣質(zhì)燃油和劣質(zhì)生物質(zhì)直燃等各種能源政策，各地停用了大批量燃煤、燃燒重油的鍋爐及工業(yè)窯爐，轉(zhuǎn)而采用天然氣、液化石油氣、輕質(zhì)柴油及電力等清潔環(huán)保能源，但其高昂的生產(chǎn)成本已使企業(yè)不堪重負(fù)，同時(shí)，石油類能源(柴油、天然氣)為不可再生通源，隨著需求量的高速增長(zhǎng)，其價(jià)格上漲趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。據(jù)全球最權(quán)威的能源統(tǒng)計(jì)年鑒《BP世界能源》資料顯示，我國(guó)天然氣消費(fèi)以20%的增長(zhǎng)速度，引領(lǐng)全球天然氣的增長(zhǎng)，專家預(yù)測(cè)，中國(guó)天然氣價(jià)格與油價(jià)并軌的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)；并且油氣均為國(guó)家戰(zhàn)略資源，現(xiàn)主要靠進(jìn)口，斷油、斷氣的不可預(yù)測(cè)情況可能發(fā)生。因此，尋找一種安全、清浩、環(huán)保和性價(jià)比優(yōu)異的可再生能源代替石油能源，已成為業(yè)內(nèi)的技術(shù)攻堅(jiān)課題。
[0004]生物質(zhì)能是可再生能源，包括:1、木材及森林工業(yè)廢棄物；2、農(nóng)業(yè)廢棄物；3、水生植物；4、油料植物；5、城市垃圾；6、工業(yè)垃圾；7、養(yǎng)殖業(yè)排泄物等等。我國(guó)是農(nóng)林作物秸桿的產(chǎn)生大國(guó)，但在再生能源的研發(fā)應(yīng)用方面與市場(chǎng)需求仍有較大差距。
[0005]生物質(zhì)氣化爐主要分為固定床氣化爐和流化床氣化爐，其中，固定式氣化爐又可主要分為下吸式氣化爐和上吸式氣化爐，所謂下吸式氣化爐是指燃?xì)鈴南旅嫖龅臍饣癄t，上吸式氣化爐是指燃?xì)鈴纳厦嫖龅臍饣癄t。經(jīng)檢索中國(guó)專利文獻(xiàn)庫(kù)，國(guó)內(nèi)已有不少氣化爐方面的專利文獻(xiàn)，如中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101144022A所公開(kāi)的三段生物質(zhì)氣化爐，即屬于此類文獻(xiàn)。目前，我國(guó)市場(chǎng)上的生物質(zhì)氣化爐均存在一些共同的問(wèn)題，一是氣化率較低，二是燃?xì)鉄嶂档汀榱颂岣弋a(chǎn)氣率最常用的辦法是選用熱值較高的生物質(zhì)，這樣會(huì)增加產(chǎn)氣成本，并且這種熱值較高的生物質(zhì)還要受到原料的限制；在同等生物質(zhì)材料的情況下，要提高產(chǎn)氣率，一般采取的技術(shù)措施是提高氣化時(shí)的爐溫，為此，必須增加生物質(zhì)氧化產(chǎn)熱速度而增加空氣的吹入，這樣一來(lái)，生物質(zhì)自身產(chǎn)熱的耗量增加，而減低了產(chǎn)氣原料份量，同時(shí)也增加了燃?xì)庵械牡獨(dú)夂?，使產(chǎn)生的燃?xì)獾臒嶂颠M(jìn)一步降低，使生物質(zhì)氣化爐的燃?xì)馐褂梅秶芟蕖?br>
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有生物質(zhì)氣化爐存在的上述問(wèn)題，提供一種不增加消耗本身生物質(zhì)，就可提高產(chǎn)氣率，且可減少燃?xì)庵械獨(dú)夂?，進(jìn)而提高燃?xì)獾娜細(xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，包括爐膛和爐殼，所述爐膛設(shè)在所述爐殼內(nèi)，所述爐膛從上至下依次分為進(jìn)料部、干燥部、熱解部、氧化部和還原部；在所述還原部下方設(shè)有水蒸汽發(fā)生部，所述水蒸汽發(fā)生部的進(jìn)口與壓力水管連接，所述水蒸汽發(fā)生部的出口通過(guò)蒸汽出管與介于氧化部和還原部之間的蒸汽噴射管連接，將蒸汽發(fā)生部所產(chǎn)生的蒸汽噴入還原部，以提高產(chǎn)氣率和燃?xì)鉄嶂怠?br> [0008]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，在所述蒸汽出管設(shè)有管道直徑變小的變徑部，在所述變徑部上設(shè)有催化劑添加部或/和空氣導(dǎo)入部。
[0009]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，所述催化劑添加部?jī)?nèi)的催化劑包括重量百分比的下述組份，白云石粉35%-65% ;橄欖石粉15%-45% ;鍍鎳的白云石粉6%_10% ;鍍鎳的橄欖石粉3%-8% ;鎳金屬間化物2%-6%。
[0010]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，所述鎳金屬間化物是硼化鎳或/和氮化鎳。
[0011]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，所述催化劑的用量占生物質(zhì)總量的0.1_5%。
[0012]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，在所述爐膛的內(nèi)壁上設(shè)有遠(yuǎn)紅外輻射涂料層。
[0013]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，在所述爐膛的外壁和爐殼的內(nèi)壁設(shè)有間隙，可燃?xì)怏w經(jīng)間隙通過(guò)位于外殼上部的燃?xì)獬隹谂懦觥?br> [0014]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，在所述間隙內(nèi)設(shè)有若干導(dǎo)熱翅片，若干所述導(dǎo)熱翅片分布在爐膛的外壁上。 [0015]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，對(duì)應(yīng)于所述氧化部設(shè)有若干空氣導(dǎo)入管。
[0016]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，在所述外殼的底部設(shè)有灰燼出口。
[0017]本發(fā)明由于將蒸汽發(fā)生部置于爐膛還原部的下部，用下行的燃?xì)饧盁霟岬奶蓟壹訜嵴羝l(fā)生部?jī)?nèi)的冷水，產(chǎn)生高溫蒸汽，高溫蒸汽經(jīng)變徑部而形成高速射流，而在變徑管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，吸入少量空氣或/和吸入經(jīng)調(diào)節(jié)的催化劑，通過(guò)蒸汽噴射管的噴孔噴入爐膛的還原部，使下行的熾熱生物質(zhì)具有更高的產(chǎn)氣率，更好的燃?xì)鉄嶂?。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要外供熱源，即可產(chǎn)生供還原的高溫蒸汽；氣化所需要的一部分氧氣，同時(shí)由水蒸汽提供，減少了空氣的消耗量(即減少了稀釋可燃組分含量的氮?dú)獾奈?，并可使熾熱生物質(zhì)產(chǎn)生更多的氫氣及碳?xì)浠衔?，提高了燃?xì)鉄嶂担涣?，超?xì)催化劑粉體的滲入，加速了焦油裂變成燃?xì)饧耙谎趸?，并將氧化區(qū)下行的二氧化碳還原成一氧化碳，，從而可降低燃?xì)庵械亩趸己浚M(jìn)一步使燃?xì)庵械臒嶂颠M(jìn)一步提高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1揭示的是一種可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，包括爐膛I和爐殼2，所述爐膛I設(shè)在所述爐殼2內(nèi)，所述爐膛I從上至下依次分為進(jìn)料部11，干燥部12，其溫度控制在300攝氏度至600攝氏度，熱解部13，其溫度控制在600攝氏度至800攝氏度，氧化部14，其溫度控制在900攝氏度至1200攝氏度，還原部15，其溫度控制在800攝氏度至900攝氏度；在所述還原部15下方設(shè)有水蒸汽發(fā)生部16，所述水蒸汽發(fā)生部16的進(jìn)口 161與水管162連接(水管162內(nèi)的水壓要有一定壓力，否則，水蒸汽會(huì)從水管162回流)，所述水蒸汽發(fā)生部16的出口 163通過(guò)蒸汽出管164與介于氧化部14和還原部15之間的蒸汽噴射管165連接，將蒸汽發(fā)生部16所產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過(guò)噴射管165上的噴孔167噴入還原部15，以提高產(chǎn)氣率和燃?xì)鉄嶂?；本?shí)施例中，所述蒸汽發(fā)生部16可以是用盤(pán)管制成的，所述蒸汽噴射管165可以環(huán)形管制成，管壁上設(shè)有噴射擊孔167。
[0020]優(yōu)選的，在所述蒸汽出管164設(shè)有管道直徑變小的變徑部1641，在所述變徑部1641上設(shè)有催化劑添加部1642或/和空氣導(dǎo)入部1643。這樣，將蒸汽發(fā)生部置于爐膛還原部的下部，用下行的燃?xì)饧盁霟岬奶蓟壹訜嵴羝l(fā)生部?jī)?nèi)的冷水，產(chǎn)生高溫蒸汽，高溫蒸汽經(jīng)變徑部而形成高速射流，而在變徑管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，吸入少量空氣或/和吸入經(jīng)調(diào)節(jié)的催化劑，通過(guò)蒸汽噴射管?chē)娙霠t膛的還原部，使下行的熾熱生物質(zhì)具有更高的產(chǎn)氣率，更好的燃?xì)鉄嶂怠?br> [0021]優(yōu)選的，所述催化劑添加部1642內(nèi)的催化劑包括重量百分比的下述組份，白云石粉35%-65% ;橄欖石粉15%-45 % ;鍍鎳的白云石粉6%_10% ;鍍鎳的橄欖石粉3%_8% ;鎳金屬間化物2%-6%。本發(fā)明中的鎳金屬間化物可以硼化鎳或/和氮化鎳，硼化鎳和氮化鎳可以等量加入，即各占半。本發(fā)明中，所述催化劑的用量可以占生物質(zhì)總量的O。1-5%。本發(fā)明中的催化劑具有很高的催化活性，在加入時(shí)，可以根據(jù)氣化爐的還原部的工藝條件調(diào)節(jié)催化劑的噴入量，其調(diào)節(jié)方法可采用自動(dòng)控制或人工調(diào)節(jié)控制。
[0022]為了進(jìn)一步提高產(chǎn)生率，可以在所述爐膛I的內(nèi)壁上設(shè)有遠(yuǎn)紅外輻射涂料層17。本實(shí)施例中，在所述爐膛I的外壁18和爐殼2的內(nèi)壁21設(shè)有間隙22，可燃?xì)怏w經(jīng)間隙22通過(guò)位于外殼2上部的燃?xì)獬隹?23排出；在所述間隙22內(nèi)設(shè)有若干導(dǎo)熱翅片19，若干所述導(dǎo)熱翅片19分布在爐膛I的外壁18上。通過(guò)導(dǎo)熱翅片19將間隙內(nèi)的燃?xì)鉄崃扛嗟貙?dǎo)入干燥部12，提高干燥效果。
[0023]作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，對(duì)應(yīng)于所述氧化部14設(shè)有若干空氣導(dǎo)入管141，氧化部14內(nèi)的生物質(zhì)氧化放熱，并將氧化部14的爐溫保持在900攝氏度至1200攝氏度，并提供干燥部12、熱解部13及還原部15所需熱量。為了方便灰燼166排出，在所述外殼2的底部設(shè)有灰燼出口 24。
【權(quán)利要求】
1.一種可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，包括爐膛(1)和爐殼(2)，所述爐膛(1)設(shè)在所述爐殼(2)內(nèi)，所述爐膛(1)從上至下依次分為進(jìn)料部(11)、干燥部(12)、熱解部(13)、氧化部(14)和還原部(15);在所述還原部(15)下方設(shè)有水蒸汽發(fā)生部(16)，所述水蒸汽發(fā)生部(16)的進(jìn)口(161)與水管(162)連接，所述水蒸汽發(fā)生部(16)的出口( 163)通過(guò)蒸汽出管(164)與介于氧化部(14)和還原部(15)之間的蒸汽噴射管(165)連接，將蒸汽發(fā)生部(16)所產(chǎn)生的蒸汽噴入還原部(15)，以提高產(chǎn)氣率和燃?xì)鉄嶂怠?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，在所述蒸汽出管(164)設(shè)有管道直徑變小的變徑部(1641 )，在所述變徑部(1641)上設(shè)有催化劑添加部(1642)或/和空氣導(dǎo)入部(1643)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，所述催化劑添加部(1642)內(nèi)的催化劑包括重量百分比的下述組份，白云石粉35%-65% ;橄欖石粉15%-45% ;鍍鎳的白云石粉6%-10% ;鍍鎳的橄欖石粉3%-8% ;鎳金屬間化物2%_6%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，所述鎳金屬間化物是硼化鎳或/和氮化鎳。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，所述催化劑的用量占生物質(zhì)總量的0.1-5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，在所述爐膛(1)的內(nèi)壁上設(shè)有遠(yuǎn)紅外輻射涂料層(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，在所述爐膛(1)的外壁(18)和爐殼(2)的內(nèi)壁(21)設(shè)有間隙(22)，可燃?xì)怏w經(jīng)間隙(22)通過(guò)位于外殼(2)上部的燃?xì)獬隹?23)排出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，在所述間隙(22)內(nèi)設(shè)有若干導(dǎo)熱翅片(19)，若干所述導(dǎo)熱翅片(19)分布在爐膛(1)的外壁(18)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，對(duì)應(yīng)于所述氧化部(14)設(shè)有若干空氣導(dǎo)入管(141)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可提高產(chǎn)氣率及燃?xì)鉄嶂档纳镔|(zhì)氣化爐，其特征在于，在所述外殼(2)的底部設(shè)有灰燼出口(24)。
【文檔編號(hào)】C10J3/00GK104004544SQ201410194825
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月10日
【發(fā)明者】舒定濤 申請(qǐng)人:舒定濤