[實用新型]轉耙移動床連續氣化炭化爐

有效

• 申請號: 201020291065.3
• 申請日: 2010-08-08
• 公開（公告）號: CN201834891U
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 胡福昌;王正郁
• 申請（專利權）人: 大興安嶺興森能源高科技有限責任公司
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60;C10J3/72;C10B53/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于生物質氣化發電以及生物質干餾炭化技術領域，是有關生物質熱解氣化制造燃料氣的設備。

背景技術

生物質能源作為可再生能源，正日益受到世界各國的重視。其中一個重要的方式是將生物質熱解氣化制造燃料氣，作為方便、潔凈能源使用，或者進一步用來發電。生物質氣化需通過氣化爐來實現。目前的氣化爐主要有二種類型，一是固定床，二是流化床，以前者為主，后者在近年雖然有了較大的發展，但僅適用于木屑、谷糠等細顆粒物料。固定床式氣化爐，結構簡單、原料適應性好，是當前最主要的實用爐型。操作時先將原料加入爐內，然后點火、送風(或引風)，使爐內的原料燃燒，爐子不斷升溫，達到一定溫度后，原料開始熱解，可燃氣體產生，此時調節進風量，控制爐溫在合理的范圍(通常700～900℃)，原料不斷被氣化，最后變成灰渣，分時從爐底部取出。只要定時從爐口添加原料，可以維持較長時間連續運行。但該爐存在二個主要缺點，一是灰分的堿性高溫腐蝕比較嚴重，對爐子產生較大的破壞性；二是制氣的同時不能制炭。為了在制氣的同時又能制炭，近年來有人進行了鏈條移動床爐的試驗。試驗在一個敞口的槽式爐中進行，鏈條采用“燃煤鏈條鍋爐”使用的那種形式，如圖1所示，爐體(1)呈矩形，截面積約12m²，鏈條(4)設置在槽下部的氣炭分離室(2)內，出氣口(3)位于該室兩側壁上且對應于鏈條回環圍成的空間的中心，制氣原料木片從敞口加入槽內，點火后開動羅茨風機抽氣，空氣從槽的敞口吸入，使部分原料迅速燃燒升溫，其余原料進行熱解，熱解過程中生成的熱解氣經降溫和凈化后作為燃料氣送入內燃機；生成的木炭通過鏈條爐排(4)和螺旋送料器(5)依次傳送緩緩地從槽內取出。試驗結果表明，該鏈條爐雖然可以實現規?；a，但鏈條經常出故障，要么卡住，要么掉鏈，不得不頻繁停爐修理；其次是該鏈條爐的火層(反應區)不穩定，往往造成火層局部下移至冷卻段，影響產氣的穩定性。鑒此，本設計人根據移動床的基本原理，提出了下述一套全新的技術方案，目的之一是在制氣的同時又制炭，且能長時間實現連續順利運轉；目的之二是提高反應區段的穩定性，使升溫、干燥、預炭化層與主炭化、還原層，各保持在一個合理的區間，不至于下移到木炭冷卻段。

發明內容

本設計人認為，鏈條爐運行過程中之所以會出現上述問題，主要原因是由于設備的結構不符合移動床的原理。該爐屬于一種重力移動床，靠物料本身的重力下移，但移到鏈條處卻被鏈條強制地改變運動方向，來一個90°大轉彎，從橫向送出。這樣做造成的結果是料層下降嚴重不均勻，雖然可以交替更變鏈條的運動方向，也難以克服料層經常被擾動帶來的麻煩。解決問題的根本辦法，只能是徹底改革爐的結構形式。

本實用新型的技術方案稱之為“轉耙移動床連續氣化炭化爐”，如圖2所示，在爐體(1)下部，分隔出數個并列且帶有水冷夾套(2)的四棱錐漏斗狀的爐內冷卻通道(4)，其下面連接有過渡炭斗(4)、氣、炭分離室(7)和下料冷卻管(6)，氣、炭分離室(7)的二側設有氣體出口(3)，下料冷卻管(6)的末端插入轉耙撥料器料槽(8)上部的進料口中，轉耙撥料器料槽(8)的中部敷設二個相向低速轉動的轉耙(9)，轉耙撥料器料槽(8)下部有出料口與螺旋送料器(10)的進料口相連，螺旋送料器(10)的出料口與星形出料器(11)上部的進料口相連，星形出料器(11)下部的出料口還可以連接任何物料輸送設備。根據下吸式生物質氣化和重力移動床的原理，本爐大體上可分為四個區段，在爐本體內有三個，自上而下分別是預熱干燥段、燃燒炭化段和還原制氣段，爐本體以下為氣炭冷卻分離段。

本爐在初次投產時，第一階段是烘爐，先從爐口加入木炭，加至爐體內腔深度一半左右的水平，然后加入少量原料，點火，開動風機，但抽風量先要小，再逐漸加大，待燃燒炭化段的溫度達到500℃左右時，開動出料轉耙撥料器、螺旋送料器和星形出料器慢速出料，并進一步加大風量，使爐溫以較快速度上升，最后該段的溫度穩定在850～900℃。出炭的速度可以根據對炭量的需求，通過調節轉耙撥料器的轉速來進行控制。