阅读说明：本技术 分段式生物质气化设备 (Sectional type biomass gasification equipment ) 是由 茹斌 曾志伟 郭泗勇 宛政 程文丰 于 2020-07-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及生物质能技术领域,尤其是涉及一种分段式生物质气化设备。包括：热解器,沿所述热解器内物料输送的方向设有第一加热室和第二加热室；气化炉,所述气化炉与所述热解器的出料口连通,所述气化炉内设有燃烧区,所述燃烧区用于使经所述热解器内热解后物料燃烧,并进一步经过炉内炭层还原,以形成燃气,所述燃气经所述气化炉的气体出口与至少一个所述加热室的进口连通,第一加热室的进口用于和发电装置的排烟口连通,第二加热室的进口用于和气化炉的气体出口连接。本申请中的设备,其能够将热解器内热解后的物料通过燃烧区燃烧,且燃烧后的气化气进入到第二加热室内,以对热解器进行加热,不仅可降低能耗,还可提高焦油的去除效果。(The invention relates to the technical field of biomass energy, in particular to sectional biomass gasification equipment. The method comprises the following steps: the pyrolysis device is provided with a first heating chamber and a second heating chamber along the material conveying direction in the pyrolysis device; the gasification furnace is communicated with the discharge hole of the pyrolyzer, a combustion area is arranged in the gasification furnace, the combustion area is used for burning materials subjected to pyrolysis in the pyrolyzer and further reducing the materials through a carbon layer in the furnace to form fuel gas, the fuel gas is communicated with at least one inlet of the heating chamber through a gas outlet of the gasification furnace, an inlet of the first heating chamber is used for being communicated with a smoke exhaust port of the power generation device, and an inlet of the second heating chamber is used for being connected with a gas outlet of the gasification furnace. The equipment in this application, it can pass through the combustion area burning with the material after the pyrolysis in the pyrolyzer, and the gasification gas after the burning enters into the second heating chamber in to heat the pyrolyzer, not only can reduce the energy consumption, still can improve the effect of getting rid of tar.)

分段式生物质气化设备

技术领域

本发明涉及生物质能技术领域，尤其是涉及一种分段式生物质气化设备。

背景技术

制约当前生物质气化发电技术大规模应用的最主要瓶颈在于所生成气化气的焦油问题。依据气化形式和原料的不同，通常焦油含量从每立方米标气数克至数十克不等。焦油中占比最大的成分为酚类(苯酚和愈创木酚等)等含氧化合物，其次是含量小一个数量级的多环芳烃(PAH等)。此类物质极易在输送管道中冷凝，从而导致管路堵塞、阀门卡死、金属腐蚀、风机停转等一系列问题，导致系统停车。过高的焦油含量在内燃机中难以燃尽，形成碳黑等颗粒物，对气化气发电设备造成巨大伤害。

传统采用的生物质气化系统形式为借鉴煤气化方式，传统上分三大类，下吸式、上吸式和流化床(主要为鼓泡流化床)，其所产生的焦油含量分别可达到1000mg/Nm³、100000mg/Nm³和10000mg/Nm³，均远高于当前主流内燃机组50mg/Nm³的进气要求。因此传统气化系统均配备了复杂的气化气净化系统以除去气化气中的焦油，但是传统的系统能耗较高，且去除焦油的效果也较差。

发明内容

本申请提供了一种分段式生物质气化设备，其能够将热解器内热解后的物料通过燃烧区燃烧，且燃烧后的气化气进一步经过炉内炭层还原进入到第二加热室内，以对热解器进行加热，这样不仅可降低能耗，还可提高焦油的去除效果。

为了达到上述目的，本申请提供了一种分段式生物质气化设备，包括：

热解器，沿所述热解器内物料输送的方向设有第一加热室和第二加热室；

气化炉，所述气化炉与所述热解器的出料口连通，所述气化炉内设有燃烧区，所述燃烧区用于使经所述热解器内热解后物料燃烧，以形成燃气，所述燃气经所述气化炉的气体出口与至少一个所述加热室的进口连通；

其中，所述第一加热室的进口用于和发电装置的排烟口连通，所述第二加热室的进口用于和所述气化炉的气体出口连接。

本申请中的分段式生物质气化设备，加热室沿热解器内物料输送的方向设置，以对热解器内的物料进行热解，经过热解的物料进入到气化炉，由于气化炉与热解器的连通处设有燃烧区，燃烧区可使进入到气化炉内并经过热解的物料燃烧，并进一步经过炉内炭层重整和还原,从而将物料热解后的焦油脱除；另外，进过热解的物料燃烧后会产生高温燃气，该高温燃气与第二加热室的进口连通，第二加热室使该加热室对应的热解器内物料的温度升高至400-600℃，以使热解器内的物料生成挥发分和半焦进入到气化炉中，由燃烧区进行反应；而第一加热室的进口可与发电装置的排烟口连通，发电装置的烟气为第一加热室提供热源，第一加热室使该加热室对应的热解器内物料的温度升高至超过250℃，这样，可以对发电装置产生的烟气得到进一步的利用，同样，气化炉产生的燃气由第二加热室的进口进入到第二加热室中，以使燃气中的热量得到进一步的利用，这种方式可使用于对热解器内物料热解的热量为重复利用的能源，这样，不需单独的为第一加热室和第二加热室提供热源，还使燃气中的显热得到了有效的利用，进而提高系统的整体热效率。

所述第一加热室的进口和所述第二加热室的进口均与所述气化炉的气体出口连通。

优选地，所述燃烧区包括有空气盘，所述空气盘设置于所述气化炉内靠近与所述热解器出料口的连接部。

优选地，还包括设置于外部气体进入空气盘路径上的预热器，所述预热器与所述气化炉的气体出口连接，且所述预热器的出气口与至少一个所述加热室的进口连通。

优选地，所述预热器的出气口与至少一个所述加热室的进口的路径上设有除尘器，所述除尘器用于对经过该路径上的燃气进行除尘。

优选地，还包括激冷塔，所述激冷塔与燃气经过的加热室的出口连接，以用于将该燃气的温度降至常温。

优选地，所述激冷塔包括主塔体及设置于所述主塔体内的除雾器及喷淋器，所述除雾器位于所述喷淋器的上方，所述主塔体的进气口位于所述喷淋器下方，所述主塔体的出气口位于所述除雾器的上方。

优选地，还包括循环装置，所述循环装置包括与所述激冷塔的出液口连接的空冷塔，与所述空冷塔连接的液体储存器，及用于将所述液体储存器内的液体供给所述喷淋器的喷淋泵。

优选地，还包括与所述主塔体的出气口连接的冷凝器，所述冷凝器用于将经所述激冷塔的燃气中的水分去除。

优选地，第一加热室的进气口用于与内燃机的排烟口连通，经所述冷凝器的燃气进入到所述内燃机内，为所述内燃机提供燃料。

优选地，还包括物料输送装置，所述物料输送装置包括料仓、为料仓提供物料的斗式提升机，及下料管，所述料仓与所述下料管之间通过物料输送器连接，且所述下料管上设有用于阻止热解器内的气体流向料仓的锁气器。

附图说明

图1为本申请实施例的一种分段式生物质气化设备的结构示意图；

图标：1-斗式提升机；2-料仓；3-下料管；4-热解器；5-气化炉；51-空气盘；6-螺旋输出器；7-除尘器；8-预热器；9-鼓风机；10-激冷塔；11-空冷塔；12-喷淋泵；13-冷凝器；14-第一加热室；15-第二加热室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，本申请实施例提供了一种分段式生物质气化设备，包括：

热解器4，沿所述热解器4内物料输送的方向设有第一加热室14和第二加热室15；

气化炉5，所述气化炉5与所述热解器4的出料口连通，所述气化炉5内设有燃烧区，所述燃烧区用于使经所述热解器4内热解后物料燃烧，以形成燃气，所述燃气经所述气化炉5的气体出口与至少一个所述加热室的进口连通；

所述第一加热室14的进口用于和发电装置的排烟口连通，所述第二加热室15的进口用于和所述气化炉5的气体出口连接。

本申请中的分段式生物质气化设备，加热室沿热解器4内物料输送的方向设置，以对热解器4内的物料进行热解，经过热解的物料进入到气化炉5，由于气化炉5与热解器4的连通处设有燃烧区，燃烧区可使进入到气化炉5内并经过热解的物料燃烧，从而将物料热解后的焦油脱除；另外，由于，第一加热室14的进口与发电装置的排烟口连接，对热解器4的物料进行热解时，发电装置的产生的烟气为第一加热室14提供热源，第一加热室14使该加热室对应的热解器4内物料的温度升高至超过250℃，第二加热室15的进口与并经过热解的物料燃烧产生的高温燃气连接，第二加热室15使该加热室对应的热解器4内物料的温度升高至400-600℃，以使热解器4内的物料生成挥发分和半焦进入到气化炉5中，由燃烧区进行反应；因第一加热室14的进口可与发电装置的排烟口连通，可以对发电装置产生的烟气得到进一步的利用，同样，气化炉5产生的燃气由第二加热室15的进口进入到第二加热室15中，以使燃气中的热量得到进一步的利用，这种方式可使用于对热解器4内物料热解的热量为重复利用的能源，这样，不需单独的为第一加热室14和第二加热室15提供热源，还使燃气中的显热得到了有效的利用，进而提高系统的整体热效率。需要说明的是，加热室的数量可为两个、三个或者是四个等等，具体的需要根据使用进行调整，只要其满足沿解热器内的物料传输的方向上，热解器4内的物料的温度能够逐渐提升即可。

其中，上述的高温燃气的温度一般在750℃左右。

作为一种可选方式，所述燃烧区包括有空气盘51，所述空气盘51设置于所述气化炉5内靠近与所述热解器4出料口的连接部。其中，空气盘51包括有盘管及并在盘管上设有多个喷口，且盘管上还设有用于与外部气体连通的进气口，以使空气或者氧气进入，以使盘管所在的位置形成燃烧区，经过热解后的物料部分在燃烧区处反应，使部分的焦油的脱除。

需要说明的是，在气化炉5内还设有炉排、灰仓及螺旋输出器6，其中，炉排、灰仓和螺旋输出器6依次设置于空气盘51的下方，经过空气盘51未反应的物料堆积于炉排上，并在炉排上形成炭还原反应层后，在保证炭层堆积高度和压差稳定前提下，物料由炉排进入到灰仓，并由螺旋输出器6排出。

作为一种可选方式，还包括设置于外部气体进入空气盘51路径上的预热器8，所述预热器8与所述气化炉5的气体出口连接，且所述预热器8的出气口与至少一个所述加热室的进口连通。此种方式中，预热器8位于空气进入到空气盘51的路径上，且燃气在进入到至少一个加热室的进口时，经过预热器8，进而将经过预热器8的空气进行加热，使经过预热器8的空气达到350-500℃，使燃烧区反应更加剧烈的同时，还使燃气的温度降低至550-650℃。

需要说明的是，预热器8的一侧设有鼓风机9，鼓风机9与预设器连通，用于为空气盘51提供外部空气。

作为一种可选方式，所述预热器8的出气口与至少一个所述加热室的进口的路径上设有除尘器7，所述除尘器7用于对经过该路径上的燃气进行除尘。其中，除尘器7为旋风除尘器7，旋风除尘器7用于将燃气内的灰尘去除，使燃气的纯净度更高，以形成气化气。

需要说明的是，根据物料中的含灰量，除尘器7可选用单级旋风或双级旋风。

作为一种可选方式，还包括激冷塔10，所述激冷塔10与燃气经过的加热室的出口连接，以用于将该燃气的温度降至常温。

作为一种可选方式，所述激冷塔10包括主塔体及设置于所述主塔体内的除雾器及喷淋器，所述除雾器位于所述喷淋器的上方，所述主塔体的进气口位于所述喷淋器下方，所述主塔体的出气口位于所述除雾器的上方。其中，喷淋器为多个，多个喷淋器沿激冷塔10的高度方向依次设置，而因进气口位于喷淋器下方，气化气的沿激冷塔10的高度方向向上运动，喷淋器喷出的冷却水沿激冷塔10的高度方向向下运动，以对气化气进行冷却，而除雾器的设置，可以吸收因喷淋器对气化气降温产生蒸汽进行冷凝收集。

作为一种可选方式，还包括循环装置，所述循环装置包括与所述激冷塔10的出液口连接的空冷塔11，与所述空冷塔11连接的液体储存器，及用于将所述液体储存器内的液体供给所述喷淋器的喷淋泵12。在激冷塔10对气化气进行降温后，喷淋器喷出的水进入到空冷塔11中，空冷塔11对进入到其中的水进行冷却，冷却后的水进入到液体储存器中，通过喷淋泵12再将液体储存器中液体输入到喷淋器中，使液体循环的利用。

作为一种可选方式，还包括与所述主塔体的出气口连接的冷凝器13，所述冷凝器13用于将经所述激冷塔10的燃气中的水分去除。其中，因气化气经过了降温的过程，在气化气中含有的水分较高，气化气进入到冷凝器13，冷凝器13可以去除气化气中的水滴，且冷凝器13的冷源可为风冷或循环水冷。

作为一种可选方式，第一加热室14的进气口用于与内燃机的排烟口连通，经所述冷凝器13的燃气进入到所述内燃机内，为所述内燃机提供燃料。此种的设置方式，内燃机的燃料由冷凝器13冷凝后的气化气，且内燃机产生的烟气为第一加热室14的热源，以使热量得到最高的利用。

作为一种可选方式，还包括物料输送装置，所述物料输送装置包括料仓2、为料仓2提供物料的斗式提升机1，及下料管3，所述料仓2与所述下料管3之间通过物料输送器连接，且所述下料管3上设有用于阻止热解器4内的气体流向料仓2的锁气器。其中，锁气器的设置可以防止热解器4内物料热解后产生的气体回流到料仓2中。

在具体的实施过程中，斗式提升机1将物料输送至料仓2中，料仓2中的物料通过物料输送器输送到热解器4中，沿热解器4内物料的输送方向上设有第一加热室14和第二加热室15，并且第一加热室14和第二加热室15相邻的设置，第一加热室14用于将热解器4内的物料加热至250℃以上，第二加热室15用于将热解器4内的物料加热至400-600℃，经过加热的物料先进入到气化炉5的燃烧区，燃烧区将热解后的物料中的焦油部分的脱除，并产生粗燃气，而未反应的半焦则堆积在气化炉5下部的炉排上，形成炭还原反应层，在炉排通过连续的机械动作将反应完后的炭送至气化炉5下部灰仓，并经底部的出灰螺旋输出器6排至炉外。

从气化炉5下部出口生成的粗燃气的温度约为750℃，经过a管道进入到除尘器7中，进行除尘，经过除尘后的气化气经过管道b进入到预热器8中，以对由d管道进入到预热器8由e管道进入到空气盘51的空气进行加热，对空气进行加热后的气化气由c管道进入到第二加热室15，并由f管道进入到激冷塔10，激冷塔10设置多层喷淋器，上部设置除雾器，将气化气温度降至常温，激冷塔10内的水经过i管道进入到空冷塔11，空冷塔11对进入到水进行冷却，冷却后的水进入到液体储存器中，且喷淋泵12设置于喷淋器与液体储存器之间的管道h上，使液体进行循环，激冷塔10通过管道g与冷凝器13连通，经过降温的气化气由管道g进入到冷凝器13中，冷凝器13将气化气中的液滴去除，使气化气满足为内燃机供给燃料的要求，且，内燃机燃烧后的烟气由j管道进入到第一加热室14中，以对热解器4内的物料进行热解，第一加热室14的出烟口k排出的烟气可为物料进行烘干。

需要说明的是，由a管道排出的燃气可直接的与c管道和j管道为第二加热室15和第一加热室14提供热源。

另外，物料可以以建筑废料杂木为原料，尺寸为2*2cm，原料含水20％的情况下热值为3500kCal/kg。经过反应后，由冷凝器13的出口排出的气化气焦油含量通过-20℃的异丙醇充分冷却测试，焦油含量为50mg/Nm³。由a管道排出的粗燃气温度为750℃，燃气平均热值为5.5MJ/Nm³，系统热效率为83％，冷煤气效率为75％。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。