本實(shí)用新型涉及一種用于城市生活垃圾衍生燃料RDF、生物質(zhì)顆粒燃料的氣化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

城市生活垃圾資源化處理及生物質(zhì)資源因來(lái)源充足、環(huán)境友好而得到廣泛應(yīng)用；通過(guò)對(duì)生物質(zhì)資源進(jìn)行氣化得到燃?xì)馐瞧渲休^為高效的利用方式；現(xiàn)有對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料進(jìn)行氣化主要有固定床和流化床氣化系統(tǒng)兩種，前者不能連續(xù)工作，傳熱、傳質(zhì)也不均勻、不易大型化，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化、規(guī)?；膽?yīng)用；后者通過(guò)在爐內(nèi)下部設(shè)置布風(fēng)板以形成燃燒時(shí)的流化態(tài)，與空氣進(jìn)行氧化燃燒、還原和熱分解等反應(yīng)，部分原料與空氣中的氧進(jìn)行燃燒，提供還原和熱分解反應(yīng)所需要的能量，大部分原料在高溫缺氧狀態(tài)下進(jìn)行熱分解，以獲得氣化燃?xì)?；但由于生物質(zhì)顆粒燃料的粒度不均勻，大顆粒燃料難以吹起，該方式不能完全氣化；加上如氣化溫度過(guò)低，則熱解效率偏低，所獲燃?xì)獾臒嶂岛图兌入y以滿足要求，造成資源浪費(fèi)；如氣化溫度過(guò)高，則超過(guò)灰熔點(diǎn)，在爐內(nèi)形成較多粘附物，易堵塞布風(fēng)板及排灰口，造成停爐，影響生產(chǎn)效率；且氣化燃?xì)庵泻休^多的焦油，該燃?xì)馊缬糜趦?nèi)燃機(jī)組發(fā)電，其中的焦油會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行，現(xiàn)多采用專用設(shè)備如靜電捕焦器出去焦油，導(dǎo)致成本增加；對(duì)于采用垃圾衍生物制作的生物質(zhì)顆粒燃料，在氣化時(shí)還會(huì)生成強(qiáng)致癌物二噁英，該方式無(wú)法對(duì)其進(jìn)行分解，嚴(yán)重污染環(huán)境，使得使用受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，它不僅氣化效率高，可大幅提高燃?xì)獾臒嶂岛图兌?，且不易停爐、保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行，還可有效裂解燃?xì)庵械慕褂图岸f英，確保后續(xù)設(shè)備的正常工作及保護(hù)環(huán)境。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，包括氣化爐、分離器、燃?xì)鈨艋b置與系統(tǒng)風(fēng)機(jī)，其特征在于：氣化爐包括下端封閉的爐座、交錯(cuò)相聯(lián)的兩個(gè)以上的氣化加速管和兩個(gè)以上的氣化脈沖管，氣化加速管與爐座固聯(lián)，氣化加速管的內(nèi)徑小于氣化脈沖管的內(nèi)徑；在爐座上設(shè)有氣化劑進(jìn)管和排渣管，排渣管上設(shè)有排渣閥；爐座通過(guò)進(jìn)風(fēng)管與風(fēng)機(jī)相連，在最下方的氣化加速管上設(shè)有點(diǎn)火器，在氣化脈沖管上設(shè)有給料機(jī)，在最上方的氣化脈沖管上設(shè)有等離子槍和排氣管；排氣管通過(guò)所述分離器與燃?xì)鈨艋b置相連，分離器的回料管與其中一氣化加速管相連，燃?xì)鈨艋b置與系統(tǒng)風(fēng)機(jī)相連；

工作時(shí)，1）啟動(dòng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)，將生物質(zhì)顆粒燃料由給料機(jī)送入氣化脈沖管內(nèi)、在其下方通入壓力風(fēng)及作為氣化劑的蒸汽并點(diǎn)火，控制爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)范圍為0.2～0.5；2）部分生物質(zhì)顆粒燃料燃燒，此時(shí)爐內(nèi)溫度低于800℃；其余生物質(zhì)顆粒燃料受風(fēng)壓作用、被向上吹起，而氣化加速管中的風(fēng)速快于氣化脈沖管中的風(fēng)速，部分顆粒燃料反復(fù)上升、下落，形成流化態(tài)，可被充分氣化，產(chǎn)生氣化燃?xì)猓?）有氣化燃?xì)猱a(chǎn)生時(shí)，啟動(dòng)等離子槍、產(chǎn)生高溫電弧，在最上方的氣化脈沖管內(nèi)采用等離子體加熱，使得該氣化脈沖管內(nèi)的區(qū)域溫度達(dá)1150℃以上，使得燃料進(jìn)行高溫?zé)峤鈿饣?，也將氣化燃?xì)庵械慕褂土呀鉃槿細(xì)猓?4）氣化燃?xì)膺M(jìn)入分離器，分離出的未氣化完全的灰渣被返回氣化加速管內(nèi)繼續(xù)氣化，其余氣化燃?xì)鈩t經(jīng)過(guò)燃?xì)鈨艋b置凈化后由系統(tǒng)風(fēng)機(jī)送入后系統(tǒng)。

本實(shí)用新型通過(guò)控制爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)處于微氧狀態(tài)，生物質(zhì)顆粒燃料不能完全燃燒，爐內(nèi)溫度控制在800℃以下，低于灰熔點(diǎn)，不會(huì)堵塞排渣管及排渣閥，防止停爐、保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行；不同粒徑的顆粒燃料進(jìn)入氣化脈沖管內(nèi)，小粒徑的顆粒燃料易被吹起，完全氣化，大粒徑的顆粒燃料和沒(méi)完全氣化的顆粒因重量較重，受氣化加速管和氣化脈沖管中不同氣流速度作用，會(huì)在爐內(nèi)反復(fù)上升、下落，形成流化態(tài)，被充分熱解氣化，可提高物料的氣化效率和產(chǎn)氣量，可大幅提高燃?xì)獾臒嶂岛图兌?；啟?dòng)等離子槍、產(chǎn)生高溫電弧，使得該氣化脈沖管內(nèi)的區(qū)域溫度達(dá)1150℃以上，使得燃料被完全熱解氣化，也將氣化燃?xì)庵械慕褂土呀鉃槿細(xì)猓商岣呷細(xì)獾臒嶂岛徒档徒褂秃?，為后續(xù)設(shè)備的正常工作提供條件，也進(jìn)一步提高燃?xì)饧兌?；作為氣化劑的蒸汽，可提高顆粒燃料與煙氣的換熱效率，同時(shí)抑制爐內(nèi)溫度的上升過(guò)高；

作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，爐座內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)軸設(shè)有排渣葉輪，轉(zhuǎn)軸與爐座外的減速電機(jī)相聯(lián)；便于排出爐座內(nèi)的干灰；

作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，分離器還通過(guò)高溫脫焦裝置與燃?xì)鈨艋b置相連，高溫脫焦裝置包括兩個(gè)蓄熱體、置于每個(gè)蓄熱體中的數(shù)根陶瓷管，兩個(gè)蓄熱體的一端通過(guò)各自的連接管與同一高溫?zé)煔膺M(jìn)管及分離器的出風(fēng)管相連，兩個(gè)蓄熱體的另一端通過(guò)各自的連接管與同一高溫?zé)煔獬龉芗叭細(xì)鈨艋b置的進(jìn)氣管相連，在分離器出風(fēng)管與兩個(gè)蓄熱體的連接管的連接處、高溫?zé)煔膺M(jìn)管與兩個(gè)蓄熱體的連接管的連接處、高溫?zé)煔獬龉芘c兩個(gè)蓄熱體的連接管的連接處、燃?xì)鈨艋b置進(jìn)氣管與兩個(gè)蓄熱體的連接管的連接處均設(shè)有氣體換向閥；通過(guò)控制氣體換向閥由高溫?zé)煔鈱?duì)兩個(gè)蓄熱體內(nèi)的數(shù)根陶瓷管進(jìn)行交替加熱，使其溫度達(dá)到1250℃-1350℃，從分離器出來(lái)的氣化燃?xì)饨?jīng)過(guò)兩個(gè)蓄熱體被高溫加熱，可有效裂解其中的焦油等，如有二噁英在此溫度也被分解，可較徹底地裂解焦油，并保護(hù)環(huán)境；

作為對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)根陶瓷管均為鎳基陶瓷管；鎳基陶瓷管對(duì)焦油的裂解可起到催化作用；

綜上所述，本實(shí)用新型不僅氣化效率高，可大幅提高燃?xì)獾臒嶂岛图兌?，且不易停爐、保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行，還可有效裂解燃?xì)庵械慕褂图岸f英，確保后續(xù)設(shè)備的正常工作及保護(hù)環(huán)境。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的主視圖。

圖2為圖1中高溫脫焦裝置的放大圖。

圖3為圖2中蓄熱體的剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1至圖3所示，該實(shí)施例的脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)包括氣化爐、兩個(gè)分離器13、14、高溫脫焦裝置15、燃?xì)鈨艋b置16與系統(tǒng)風(fēng)機(jī)17，氣化爐包括下端封閉的爐座1、交錯(cuò)相聯(lián)的三個(gè)氣化加速管2和三個(gè)氣化脈沖管3，最下方的氣化加速管3與爐座1焊接固聯(lián)，氣化加速管3的內(nèi)徑小于氣化脈沖管3的內(nèi)徑，氣化脈沖管3的下部均設(shè)有錐段作為過(guò)渡，利于流化態(tài)的形成；在爐座1上設(shè)有氣化劑進(jìn)管4和排渣管5，排渣管5上設(shè)有排渣閥6，爐座1內(nèi)通過(guò)轉(zhuǎn)軸設(shè)有排渣葉輪7，轉(zhuǎn)軸與爐座1外的減速電機(jī)相聯(lián)（未示出）；爐座1通過(guò)進(jìn)風(fēng)管與風(fēng)機(jī)8相連，在最下方的氣化加速管2上設(shè)有電子點(diǎn)火器9，在最下方的氣化脈沖管3上設(shè)有螺旋給料機(jī)10，在最上方的氣化脈沖管3上設(shè)有等離子槍11和排氣管12；所述排氣管12通過(guò)兩個(gè)串聯(lián)的旋風(fēng)分離器13、14與高溫脫焦裝置15、燃?xì)鈨艋b置16、系統(tǒng)風(fēng)機(jī)17依次相連，兩旋風(fēng)分離器13、14的回料管與中部的氣化加速管2相連；高溫脫焦裝置15包括兩個(gè)蓄熱體20、21、置于每個(gè)蓄熱體中的數(shù)根鎳基陶瓷管22，兩個(gè)蓄熱體20、21的一端通過(guò)各自的連接管23或24與同一高溫?zé)煔膺M(jìn)管25相連，兩個(gè)蓄熱體20、21的一端通過(guò)各自的連接管26或27與旋風(fēng)分離器14的出風(fēng)管相連，兩個(gè)蓄熱體20、21的另一端通過(guò)各自的連接管28或29與同一高溫?zé)煔獬龉?0相連，兩個(gè)蓄熱體20、21的另一端通過(guò)各自的連接管31或32與燃?xì)鈨艋b置16的進(jìn)氣管均相連，在旋風(fēng)分離器14出風(fēng)管與兩連接管26、27的連接處設(shè)有氣體換向閥33，在高溫?zé)煔膺M(jìn)管25與兩連接管23、24的連接處設(shè)有氣體換向閥34，在高溫?zé)煔獬龉?0與兩連接管28、29的連接處設(shè)有氣體換向閥35，在燃?xì)鈨艋b置16進(jìn)氣管與兩連接管31、32的連接處設(shè)有氣體換向閥36；

燃?xì)鈨艋b置16為迷宮式除塵裝置，可除去燃?xì)庵械姆蹓m；

本實(shí)用新型工作過(guò)程如下：1）啟動(dòng)系統(tǒng)風(fēng)機(jī)17，將生物質(zhì)顆粒燃料由螺旋給料機(jī)10送入氣化脈沖管3內(nèi)、在其下方通過(guò)風(fēng)機(jī)8通入壓力風(fēng)及由氣化劑進(jìn)管4通入作為氣化劑的蒸汽，并由電子點(diǎn)火器9進(jìn)行點(diǎn)火，控制爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)范圍為0.2～0.5；2）此時(shí)小部分生物質(zhì)顆粒燃料燃燒，爐內(nèi)溫度低于800℃；其余生物質(zhì)顆粒燃料受風(fēng)壓作用、被向上吹起，而氣化加速管2中的風(fēng)速快于氣化脈沖管3中的風(fēng)速，部分顆粒燃料反復(fù)上升、下落，形成流化態(tài)，可被充分氣化，產(chǎn)生氣化燃?xì)猓?）當(dāng)有氣化燃?xì)膺M(jìn)入最上方的氣化脈沖管3內(nèi)時(shí)，啟動(dòng)等離子槍11、產(chǎn)生高溫電弧，采用等離子體加熱，使得該氣化脈沖管3內(nèi)的區(qū)域溫度達(dá)1150℃以上，使得氣化燃?xì)庵械慕褂土呀鉃槿細(xì)猓?）氣化燃?xì)膺M(jìn)入旋風(fēng)分離器13、14，分離出的未氣化完全的灰渣被返回氣化加速管2內(nèi)繼續(xù)氣化；通過(guò)控制氣體換向閥34由高溫?zé)煔鈱?duì)兩個(gè)蓄熱體20、21的數(shù)根鎳基陶瓷管22進(jìn)行交替加熱，使其溫度達(dá)到1250℃-1350℃，從旋風(fēng)分離器14出來(lái)的氣化燃?xì)鈩t通過(guò)控制氣體換向閥33分批被兩個(gè)蓄熱體20、21內(nèi)的鎳基陶瓷管22加熱，再經(jīng)過(guò)燃?xì)鈨艋b置16凈化、除去粉塵后由系統(tǒng)風(fēng)機(jī)17送入后系統(tǒng)。

本實(shí)用新型通過(guò)控制爐內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)范圍為0.2～0.5，處于微氧狀態(tài)，生物質(zhì)顆粒燃料不能完全燃燒，爐內(nèi)溫度控制在800℃以下，低于灰熔點(diǎn)，不會(huì)形成粘附物，避免堵塞排渣管5及排渣閥6，防止停爐、保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間的正常運(yùn)行；不同粒徑及重量的顆粒燃料進(jìn)入氣化脈沖管3內(nèi)，小粒徑的顆粒燃料易被吹起，易于完全氣化，大粒徑的顆粒燃料和沒(méi)完全氣化的顆粒因重量較重，受氣化加速管2和氣化脈沖管3因內(nèi)徑不同而形成的不同氣流速度的作用，會(huì)在爐內(nèi)反復(fù)上升、下落，形成流化態(tài)，有效延長(zhǎng)大顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間從而達(dá)到充分氣化的目的，可提高物料的氣化效率和產(chǎn)氣量，大幅提高燃?xì)獾臒嶂岛图兌龋粏?dòng)等離子槍11、產(chǎn)生高溫電弧，使得該氣化脈沖管內(nèi)的區(qū)域溫度達(dá)1150℃以上，使得燃料被充分熱解氣化，實(shí)現(xiàn)完全氣化，也將氣化燃?xì)庵械慕褂土呀鉃槿細(xì)猓商岣呷細(xì)獾臒嶂岛徒档徒褂秃?，為后續(xù)設(shè)備的正常工作提供條件，也進(jìn)一步提高燃?xì)饧兌?；作為氣化劑的蒸汽，因其熱容較大，可提高顆粒燃料與煙氣的換熱效率，加速氣化，同時(shí)抑制爐內(nèi)溫度上升過(guò)高，控制爐內(nèi)溫度低于800℃；通過(guò)控制氣體換向閥33、34、35、36，從旋風(fēng)分離器14出來(lái)的氣化燃?xì)獠婚g斷地分批被兩個(gè)蓄熱體20、21內(nèi)的鎳基陶瓷管22加熱到更高溫度，其中的焦油被二次高溫裂解，如有二噁英在此溫度也被分解，可較徹底地裂解焦油，加上鎳基陶瓷管對(duì)焦油的裂解可起到催化作用，焦油脫除率可高達(dá)98％～ 99%，并保護(hù)環(huán)境；通過(guò)葉輪7便于排出爐座1內(nèi)的干灰。

本系統(tǒng)適應(yīng)物料為生物質(zhì)顆粒料、秸稈調(diào)制成型料、垃圾衍生燃料RDF5和生物質(zhì)粉狀顆粒料等。