[實(shí)用新型]生物質(zhì)液態(tài)排渣氣化爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420105875.3
• 申請(qǐng)日: 2014-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN203999518U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張巖豐;張亮;夏明貴;劉文焱;林文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢凱迪工程技術(shù)研究總院有限公司
• 主分類號(hào): C10J3/20
• 分類號(hào): C10J3/20;C10J3/08;C10J3/56
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于生物質(zhì)燃料氣化領(lǐng)域，具體地指一種生物質(zhì)液態(tài)排渣氣化爐。

背景技術(shù)

在能源轉(zhuǎn)換利用過程中，將可燃物所含的化學(xué)能通過燃燒、氣化等方式轉(zhuǎn)化為蒸汽、燃?xì)狻㈦娔艿榷文茉矗侨祟惱媚茉吹囊环N主要形式。隨著可利用一次資源的逐漸短缺以及對(duì)環(huán)保要求的提高，新的技術(shù)工藝不斷涌現(xiàn)，一些低熱值的燃料也逐步被利用，包括煤矸石、農(nóng)林廢棄物、城市垃圾等，特別是在生物質(zhì)氣化領(lǐng)域，當(dāng)前，在生物質(zhì)燃料的利用領(lǐng)域常用爐型有固定床、流化床兩種爐型，這兩種爐型都存在氣化溫度低、燃料轉(zhuǎn)化率低和合成氣焦油含量大等缺點(diǎn)。

目前國(guó)內(nèi)外能有效利用的生物質(zhì)氣化工藝處于初步階段，而成熟可行的生物質(zhì)氣化工藝為外部熱源高溫氣化工藝，它具有爐內(nèi)反應(yīng)溫度高、燃料轉(zhuǎn)化率高、成分好、操作簡(jiǎn)單可控、穩(wěn)定性好的顯著特點(diǎn)，但同時(shí)由于生物質(zhì)燃料特性復(fù)雜，且生物質(zhì)燃料種類繁多，在常規(guī)外熱源氣化工藝過程中，不可避免的會(huì)存在操作過程中爐內(nèi)溫度波動(dòng)，局部受熱不均，操作調(diào)整不及時(shí)，會(huì)存在燃料結(jié)渣、熔渣凝固等事故，嚴(yán)重時(shí)直接影響停爐。該工藝由于外熱源的存在需要進(jìn)行液態(tài)排渣。

對(duì)于常規(guī)固定床或流化床生物質(zhì)氣化爐一般采用固態(tài)排渣方式，而對(duì)于具有外熱源的高溫氣化工藝，氣化反應(yīng)溫度高達(dá)1300℃以上，反應(yīng)溫度超過了大部分灰分的軟化溫度，灰渣則出現(xiàn)熔聚現(xiàn)象，固態(tài)排渣不易采用，為突破爐內(nèi)高溫氣化的瓶頸，液態(tài)排渣是生物質(zhì)高溫氣化爐排渣的必然趨勢(shì)，而常規(guī)從側(cè)面液態(tài)排高溫渣的方式，存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、排渣工具在高溫下消耗量大以及跑氣、漏氣、竄火、不易機(jī)械化的難題，因而具有經(jīng)濟(jì)性差及運(yùn)行性差兩方面缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是要提供一種生物質(zhì)液態(tài)排渣氣化爐，用于解決液態(tài)排渣氣化爐排渣困難、跑氣、漏氣、竄火的難題，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃料的高溫氣化及順利排渣。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的生物質(zhì)液態(tài)排渣氣化爐，包括爐體，其特殊之處在于，所述爐體內(nèi)腔自上而下依次分為爐體凈空區(qū)、爐體氣化區(qū)和爐體排渣區(qū)，所述爐體凈空區(qū)頂部設(shè)置有合成氣出口，所述爐體凈空區(qū)側(cè)壁設(shè)置有生物質(zhì)給料口，所述爐體氣化區(qū)側(cè)壁設(shè)置有氣化劑入口，所述爐體排渣區(qū)側(cè)壁設(shè)置有外部熱源接口，所述爐體排渣區(qū)底部設(shè)置有液態(tài)渣出口，所述液態(tài)渣出口上面設(shè)置有多孔底板，所述液態(tài)渣出口側(cè)壁外接有高溫噴槍，所述液態(tài)渣出口下面設(shè)置有激冷室，所述激冷室側(cè)壁外接有進(jìn)水管，所述激冷室底部形成有渣水池，所述渣水池下方設(shè)置有撈渣機(jī)。

作為優(yōu)選方案，所述爐體排渣區(qū)底部呈倒錐形結(jié)構(gòu)，其錐面與水平面的夾角為20～80°，其錐面上設(shè)置有緊急排渣通道，以保證排渣通暢。

作為優(yōu)選方案，所述緊急排渣通道至少設(shè)置有4個(gè)，沿圓周方向均勻分布，每個(gè)緊急排渣通道的直徑為20～80mm，實(shí)現(xiàn)緊急狀況下生物質(zhì)熔渣的順利排出，實(shí)現(xiàn)氣化爐快速順行的目的，確保氣化爐長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

進(jìn)一步地，所述液態(tài)渣出口的直徑為爐體的直徑的1/10～2/5，便于生物質(zhì)熔渣順利流下。

進(jìn)一步地，所述氣化劑入口至少設(shè)置有2層，每層氣化劑入口數(shù)量為8～16個(gè)，沿圓周方向均勻分布，且每個(gè)氣化劑入口相對(duì)于水平面的傾斜角度為10～30°，這樣有利于爐內(nèi)物料流場(chǎng)分布，利于爐體內(nèi)物料的充分反應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述生物質(zhì)給料口設(shè)置有1～4個(gè)，一個(gè)以上的生物質(zhì)給料口沿圓周方向均勻分布，以保證進(jìn)料均勻。

更進(jìn)一步地，所述爐體為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)、耐火材料砌筑結(jié)構(gòu)、帶水冷套的嵌磚結(jié)構(gòu)中的一種或其組合。這樣可降低高溫熔渣對(duì)爐體的侵蝕影響，延長(zhǎng)使用壽命。

更進(jìn)一步地，所述多孔底板為高強(qiáng)度耐火材料砌筑結(jié)構(gòu)或水冷孔柵結(jié)構(gòu)中的一種。這樣可降低高溫熔渣對(duì)多孔底板的侵蝕影響，延長(zhǎng)使用壽命。

更進(jìn)一步地，所述多孔底板的孔隙率為30～50%、孔徑大小為10～30mm，從而避免生物質(zhì)燃料堵塞孔隙以及孔隙太少排渣不及時(shí)的問題。

更進(jìn)一步地，所述外部熱源接口為等離子加熱接口、微波加熱接口、激光加熱接口、太陽(yáng)能聚焦接口中的一種，所述外部熱源接口呈水平或傾斜向下布置，其與水平面的夾角為0～60°。通過外部熱源接口接入等離子、微波、激光、太陽(yáng)聚焦等能產(chǎn)生高溫的熱源，以保證底部溫度不低于1300℃，這樣在外部熱源的高溫作用可促使生物質(zhì)熔渣由多孔底板流下，有利于爐內(nèi)物料流場(chǎng)分布，利于氣化爐順行。另外外部熱源通過外部熱源接口進(jìn)入爐體內(nèi)，部分高溫?zé)崮苓M(jìn)入爐體排渣區(qū)，為爐體排渣區(qū)提供足夠的反應(yīng)熱，生物質(zhì)燃料可燃成分與殘焦物質(zhì)在爐體底部高溫區(qū)進(jìn)行劇烈反應(yīng)，也生成部分高品質(zhì)合成氣。