專利名稱：一種固定床生物質燃氣工業(yè)鍋爐系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于生物質鍋爐技術領域，特別涉及一套生物質固定床氣化鍋爐系 統(tǒng)。
技術背景生物質具體的種類很多，主要指木材、農(nóng)作物(秸稈、稻草、麥稈、豆稈、棉花稈、谷 殼等)、雜草、藻類等。我國的生物質能也極為豐富，可開發(fā)為能源的生物質資源達3億多噸 標煤，而隨著農(nóng)業(yè)和林業(yè)的發(fā)展，特別是隨著速生炭薪林的開發(fā)推廣，我國的生物質資源將 越來越多，有非常大的開發(fā)和利用潛力。而我國工業(yè)鍋爐的數(shù)量眾多，工業(yè)鍋爐年耗煤4億噸，造成了大量污染。如果能夠 實現(xiàn)生物質資源的能源化利用，特別是農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)廢棄物資源化、能源化利用領域，將 會減少原料浪費，同時避免秸稈等露天焚燒帶來的環(huán)境污染。生物質氣化系統(tǒng)是利用生物質熱解和氣化技術，原料在氣化爐內與空氣進行氧化 燃燒、還原和熱分解等反應，部分原料與空氣中的氧進行燃燒，提供還原和熱分解反應所需 要的能量，大部分原料在高溫缺氧狀態(tài)下進行熱分解。將固體低熱值生物質在氣化爐內轉 化為高品位的氣體燃料，氣體經(jīng)過除塵除焦油等凈化工藝后，成為清潔燃氣，可作為工業(yè)燃 氣鍋爐燃料。可廣泛應用于糧食谷殼、木材加工下角料、造紙廢料、煙葉復烤廠的煙筋煙桿 以及各種農(nóng)作物秸稈的廢物利用和處理，是節(jié)約能源、保護環(huán)境、降低生產(chǎn)成本、提高效益 的有效手段
實用新型內容
本實用新型涉及的固定床氣化鍋爐系統(tǒng)具有設備結構穩(wěn)定、加料比較方便等特 點，由于是微負壓運行，所以具有操作方便，運行安全可靠，工作穩(wěn)定性好等優(yōu)點。因為氣化 爐容量、燃料種類不同、運行狀態(tài)變化等因素的影響，生物質燃氣熱值約為4000 eoookj/ Nm3，氣化效率在60 75%之間。根據(jù)各種型號不同特點，固定床氣化鍋爐系統(tǒng)在大米加工 廠、木材廠及部分農(nóng)村地區(qū)秸稈處理等方面具有廣泛的應用前景，能夠產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效 益和環(huán)保效益。本實用新型主要特點有三方面(1)采用內外腔組合的的固定床生物質氣化爐， 充分利用了燃氣的余熱；(2)由錐體儲灰斗、螺旋輸送器、關風機和氣力輸送組成出炭系 統(tǒng)，實現(xiàn)炭灰的遠距離輸送，設備可以方便布置；(3)由文丘里除塵器、旋風除塵器和水膜 除焦器組成了燃氣凈化系統(tǒng)，將燃氣凈化到滿足鍋爐要求，實現(xiàn)了無污染排放。氣化爐外壁1和氣化爐內壁8之間夾層厚度為150 300mm之間，夾層內通水冷 卻內壁防止高溫變形和開裂。通過布料器3將加入氣化爐的生物質均勻分布，可升降的布 料器3的形狀為“S”形，其外沿距氣化爐內壁8距離為50 100mm，布料器的升降通過液壓 裝置控制。氣化爐本體按照功能分為儲料區(qū)和反應區(qū)，儲料區(qū)就是物料的預處理區(qū)處于氣化
3爐最上部，反應區(qū)是完成氣化反產(chǎn)區(qū)域，直接影響氣化效果。隨著氣化過程進行，反應區(qū)和 儲料區(qū)的高度自動調整。氣化劑的供給是靠引風機15的抽力實現(xiàn)，氣化爐運行在微負壓的 條件下。氣化爐設有防爆口 9，爐內一旦吸入空氣與可燃氣混合被點燃后引起氣體膨脹，爐 腔內由原來的負壓變成正壓，這時的氣體就會從防爆口逸出，從而避免把爐內帶火的燃料 噴出爐體，防爆口用水來密封。氣化爐齒輪漏灰盤4由耐熱合金鋼制作，排灰時開動爐底板驅動電機，通過齒輪 推動漏灰盤旋轉，達到出炭目的。氣化爐齒輪漏灰盤下面是一個錐體儲灰斗2，儲灰斗底部 設置了螺旋輸送機24的入料口。落入輸送機的碳灰由輸送器經(jīng)關風機19排出爐外，由氣力 輸送至炭房，經(jīng)旋風分離器18沉降落入料斗后打包，細小粉塵經(jīng)再次分離器23沉降排空。由文丘里除塵器、旋風分離器和水膜除塵器構成多級燃氣凈化系統(tǒng)，從氣化爐出 來的燃氣在文丘里除塵器12中冷卻以及除去部分灰塵和焦油，再經(jīng)過旋風分離器13進一 步除塵，最后通過水膜除塵器14做進一步冷卻和去除焦油，經(jīng)過凈化處理的燃氣進入鍋爐 16利用

圖1為本實用新型結構示意和流程圖，1、氣化爐外壁，2、儲灰斗，3、可升降布料器，4、齒輪漏灰盤，5、電機，6、操作臺，7、 提升機，8、氣化爐內壁，9、防爆口，10、冷卻水泵，11、電控箱，12、文丘里除塵器，13、旋風分 離器，14、水膜除塵器，15、引風機，16、鍋爐，17、關風器，18、旋風分離器，19、關風器，20、磅 秤，21、存灰斗，22、關風器，23、旋風分離器，24、螺旋輸送機。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施做詳細的介紹。氣化所需要的生物質原料通過斗式提升機7提到氣化爐上方，通過落料管進入氣 化爐內，氣化爐外壁1和氣化爐內壁8之間夾層厚度為150 300mm之間，夾層內通水冷卻 內壁防止高溫變形和開裂。通過布料器3將生物質均勻分布，可升降的布料器3的形狀為 “S”形，其外沿距氣化爐內壁8距離為50 100mm，布料器的升降通過液壓裝置控制。進入到氣化爐內的生物質原料最初在物料的最上層，即處于干燥區(qū)，由于受氣化 爐內已反應燃料和熱氣體的傳熱，生物質原料吸收熱量，蒸發(fā)出水分，變?yōu)楦晌锪?。隨著物 料的消耗，干物料向下移動進行熱解，干生物質逐漸分解為炭、不凝性揮發(fā)分(可燃氣)、可 凝性揮發(fā)分(焦油)等，生成的炭繼續(xù)下落到氧化區(qū)。炭與氣化劑中的氧發(fā)生燃燒反應生 成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量熱量，這些熱量保證了氣化全過程的順利進行。反應中 沒用消耗掉的炭繼續(xù)下移到還原區(qū)，與熱解區(qū)和氧化區(qū)生成的二氧化碳發(fā)生還原反應生成 一氧化碳，同時炭還與水蒸汽反應生成氫氣和一氧化碳。在下吸式氣化爐中，氣流是向下流 動的，并通過爐柵進入外腔，熱氣體中的焦油流經(jīng)氧化區(qū)時，由于氧化區(qū)的溫度高，焦油在 通過該區(qū)時發(fā)生裂解，變?yōu)榭扇細怏w。所以，下吸式固定床氣化爐產(chǎn)生的可燃氣體的熱值相 對較高，且焦油含量低。氣化爐出來的生物質燃氣經(jīng)過文丘里除塵器12、旋風分離器13和水膜除塵器14 組成的多級凈化系統(tǒng)進行降溫并除去焦油和灰塵，從凈化系統(tǒng)處理的凈化的燃氣進入鍋爐16使用。氣化爐齒輪漏灰盤4由耐熱鑄鐵鑄成，排灰時開動爐底板驅動電機，通過齒輪推動 漏灰盤旋轉，達到出炭目的。儲灰斗2在齒輪漏灰盤4下500mm，錐面傾角與水平面夾角為 40 60°，錐體下面是螺旋輸送機24的入料口。落入輸送機的碳灰由輸送器經(jīng)關風機19 排出爐外，螺旋輸送器軸與水平面夾角為30° 70°。炭灰通過氣力輸送至炭房，經(jīng)旋風 分離器18沉降落入料斗后打包，細小粉塵經(jīng)分離器23再次沉降后排空。
權利要求一種固定床生物質燃氣工業(yè)鍋爐系統(tǒng)，由氣化爐本體、加料系統(tǒng)、出炭系統(tǒng)、凈化系統(tǒng)和工業(yè)鍋爐(16)組成，其特征在于由氣化爐外壁(1)、氣化爐內壁(8)和齒輪漏灰盤(4)組成氣化爐本體；由斗式提升機(7)、落料管和可升降布料器(3)組成的加料系統(tǒng)；由儲灰斗(2)、螺旋輸送機(24)、關風機(17)、旋風分離器(18)、關風器(19)、磅秤(20)、存灰斗(21)、引風機(22)、旋風分離器(23)組成的出炭系統(tǒng)；由文丘里除塵器(12)、旋風除塵器(13)和水膜除焦器(14)組成的燃氣凈化系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述固定床生物質燃氣工業(yè)鍋爐系統(tǒng)，特征在于氣化爐外壁(1)和氣化爐內壁(8)之間夾層厚度為150 300mm之間，夾層內通水冷卻內壁防止高溫變形和開 m農(nóng)。
3.如權利要求1所述固定床生物質燃氣工業(yè)鍋爐系統(tǒng)，特征在于可升降的布料器(3) 的形狀為“S”形，其外沿距氣化爐內壁8距離為50 100mm，布料器的升降通過液壓裝置控 制。
4.如權利要求1所述固定床生物質燃氣工業(yè)鍋爐系統(tǒng)，特征在于儲灰斗(2)在齒輪漏 灰盤(4 )下500mm，錐面傾角與水平面夾角為40 60 °。
5.如權利要求1所述固定床生物質燃氣工業(yè)鍋爐系統(tǒng)，特征在于儲灰斗(2)下方接螺 旋輸送機(24)，螺旋輸送器軸與水平面夾角為30° 70°。
專利摘要本實用新型涉及一種固定床生物質燃氣工業(yè)鍋爐系統(tǒng)，屬于生物質鍋爐裝置領域，本實用新型采用由內外腔組成的固定床氣化爐作為燃氣生成系統(tǒng)，燃氣經(jīng)過由文丘里除塵器、旋風分離器和水膜除塵器組成多級凈化系統(tǒng)后送入鍋爐燃燒。由儲灰斗、螺旋輸送器和關風器組成出炭系統(tǒng)，實現(xiàn)生物質炭灰的輸運和收集，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效益；本實用新型具有設備結構穩(wěn)定、加料比較方便，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽參數(shù)穩(wěn)定，設備運行無污染等特點，可以處理多種生物質原料，例如稻殼、秸稈、木屑等。
文檔編號C10J3/20GK201756534SQ20102028801
公開日2011年3月9日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權日2010年8月4日
發(fā)明者張守軍, 趙成武, 魯萬寶 申請人:合肥德博生物能源科技有限公司