一種生物質(zhì)固定床富氧氣化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)氣化技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種固定床氣化裝置，特別涉及固定床下吸式氣化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，面對工業(yè)化發(fā)展中礦物燃料引起的化石能源日益枯竭以及環(huán)境問題日益嚴重，生物質(zhì)作為僅次于煤炭、石油以及天然氣的世界第四大能源，具有可高效廉價濃縮太陽能、減輕溫室氣體及有害氣體排放、易于轉(zhuǎn)化為常規(guī)燃料以及全球資源潛在可用量巨大等優(yōu)點，是可持續(xù)發(fā)展中一種相當理想的清潔可再生能源。
[0003]生物質(zhì)的利用主要利用物化轉(zhuǎn)換技術(shù)，其中以生物質(zhì)氣化爐的開發(fā)為主。氣化爐主要分為固定床氣化爐和流化床氣化爐兩類。由于流化床氣化爐容量大，爐型結(jié)構(gòu)復雜，生物質(zhì)原料需進行破碎，預處理能耗高，不利于發(fā)電、農(nóng)村供熱等工業(yè)應用的普遍應用。固定床氣化爐主要分為上吸式氣化爐和下吸式氣化爐。其中上吸式氣化爐燃氣焦油含量多且向爐內(nèi)投料不便，而下吸式氣化爐結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、造價較低，裂解產(chǎn)生的部分焦油在經(jīng)過氧化還原區(qū)域時能夠二次裂解成小分子，但燃氣中焦油含量仍然很高，大大高于人工煤氣國家標準(GB/T 13612-2006)，因此下吸式氣化爐在國內(nèi)外小規(guī)模生產(chǎn)中也受到很大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可實現(xiàn)可產(chǎn)生局部高溫有效減少合成氣中焦油含量的下吸式生物質(zhì)固定床富氧氣化爐。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種生物質(zhì)固定床富氧氣化爐包括上閘板閥、下閘板閥、料斗、中間料倉、內(nèi)爐膛、一次風進口、可燃氣出口、耐火層、保溫層、爐篦、外爐膛、二次進風噴嘴、二次風風室、二次風進口、灰層、星形卸灰閥、灰斗；其中，在內(nèi)爐膛的上部與中間料倉之間設有下閘板閥，中間料倉的上部與料斗之間設有上閘板閥；在內(nèi)爐膛的上半部兩側(cè)設有一次風進口，內(nèi)爐膛的下半部位于由耐火層、保溫層構(gòu)成的外爐膛中，在內(nèi)爐膛的底部設有爐篦，外爐膛的下部與內(nèi)爐膛的底部相通；在外爐膛的上部側(cè)面設有可燃氣出口，外爐膛的下部側(cè)面設有二次風風室，二次風風室的爐內(nèi)側(cè)設有二次進風噴嘴，二次風風室的爐外側(cè)設有二次風進口 ；外爐膛的底部為錐形，在錐形的下面鏈接星形卸灰閥，星形卸灰閥的下面為灰斗。
[0006]所述二次進風噴嘴、二次風風室、二次風進口，其中，二次風風室為環(huán)狀風室置于外爐膛外側(cè)，二次風風室沿耐火層和保溫層構(gòu)成的圓形橫截面的圓周外側(cè)設有兩個二次風進口，沿耐火層和保溫層構(gòu)成的圓形橫截面的圓周向內(nèi)側(cè)內(nèi)爐膛的切線方向設有若干二次進風噴嘴。
[0007]所述內(nèi)爐膛溫度控制在600-800°C，一次風量當量比α控制在0.2-0.3，外爐膛的爐膛溫度控制在900-1100°C，氣化爐燃氣出口總當量比α控制在0.25-0.35。
[0008]有益效果:
[0009](I)本發(fā)明的生物質(zhì)固定床富氧氣化爐中，于儲料倉2兩端分別設有閘板閥A和閘板閥B間歇運作，閘板閥A及閘板閥B不同時運作。閘板閥A開啟后料斗I中生物質(zhì)原料在重力的作用下落入儲料倉2進行短時間儲存，此時閘板閥B關(guān)閉。當儲料倉2內(nèi)物料達到上限時，關(guān)閉閘板閥A同時開啟閘板閥B對內(nèi)爐膛3進行給料。當儲料倉2中物料達到下限，關(guān)閉閘板閥B同時開啟閘板閥A對儲料倉2進行物料的補充直至物料再次達到儲料倉2上限，關(guān)閉閘板閥A同時開啟閘板閥B，如此往復，以保證內(nèi)爐膛3的進料一直持續(xù)穩(wěn)定，便于一次性添加更多的進料，避免了頻繁加料，減少人工的工作強度。
[0010](2)本發(fā)明的生物質(zhì)固定床富氧氣化爐中，分別設置了內(nèi)爐膛3和外爐膛9，內(nèi)爐膛3中主要進行物料的干燥以及裂解，生物質(zhì)原料在干燥層中吸收熱量，蒸發(fā)出水分后變?yōu)楦晌锪?。干物料進裂解層發(fā)生裂解為炭、燃氣和焦油，生成的燃氣和焦油經(jīng)爐篦8進入外爐膛9，在外爐膛9中主要進行氧化還原反應。此時，二次風噴嘴10補充的富氧氣體使得外爐膛9下部產(chǎn)生局部高溫區(qū)達900-1100°C，焦油在高溫氛圍中二次裂解為小分子，燃氣中焦油含量極低，排氣管道5不會發(fā)生堵塞，同時焦油裂解產(chǎn)生的小分子經(jīng)過反應生成的可燃氣提高了合成氣的熱值。
[0011](3)相比于目前已有的固定床氣化爐，本發(fā)明適用與多種生物質(zhì)原料，包括稻殼、木肩及秸桿等，產(chǎn)生的燃氣熱值為5-10MJ/m3，焦油含量低于人工煤氣國家標準(GB/T13612-2006)中焦油含量 10mg/m3。
[0012](4)相比于流化床氣化爐，本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、運行穩(wěn)定，可廣泛應用于國內(nèi)外小規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1顯示的是本發(fā)明中的爐體剖面圖；
[0014]圖2顯示的是本發(fā)明中的二次風室處爐體截面圖；
[0015]如圖所示有:上閘板閥A、下閘板閥B、料斗1、儲料倉2、內(nèi)爐膛3、一次風進口 4、可燃氣出口 5、耐火層6、保溫層7、爐篦8、外爐膛9、二次進風噴嘴10、二次風風室11、二次風進口 12、灰層13、星形卸灰閥14、灰斗15。
【具體實施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]如圖1所示，該生物質(zhì)固定床富氧氣化爐裝置包括上閘板閥A、下閘板閥B、料斗1、中間料倉2、內(nèi)爐膛3、一次風進口 4、可燃氣出口 5、耐火層6、保溫層7、爐篦8、外爐膛9、二次進風噴嘴10、二次風風室11、二次風進口 12、灰層13、星形卸灰閥14、灰斗15 ;其中，在內(nèi)爐膛3的上部與中間料倉2之間設有下閘板閥B，中間料倉2的上部與料斗I之間設有上閘板閥A ;在內(nèi)爐膛3的上半部兩側(cè)設有一次風進口 4，內(nèi)爐膛3的下半部位于由耐火層6、保溫層7構(gòu)成的外爐膛9中，在內(nèi)爐膛3的底部設有爐篦8，外爐膛9的下部與內(nèi)爐膛3的底部相通；在外爐膛9的上部側(cè)面設有可燃氣出口 5，外爐膛9的下部側(cè)面設有二次風