[發明專利]一種生物質氣化爐及其氣化操作方法

有效

• 申請號: 201711468713.0
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108192667B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 齊永鋒;王妹婷
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/06;C10J3/72
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

一種生物質氣化爐及其氣化操作方法，屬于能源轉化設備技術領域，反應爐體內從上至下依次設有干燥區、裂解區、氧化區、還原區和灰室；氧化區內設有Y型裂解氣隔離分流裝置，Y型裂解氣隔離分流裝置內設有氧化區圓形切向送風裝置，Y型裂解氣隔離分流裝置底部設有上活動爐排，還原區底部設有下活動爐排，還原區頂部設有還原區圓形切向送風裝置；灰室由三層耐熱鋼板卷制而成后與上下法蘭形成焊接，可使氣化反應可控性更強、調節更加靈活，可有效改善氣化工況，氣化反應更加均勻充分，可避免因氣化爐反應溫度過高而造成的熱量浪費問題，提高反應爐的熱效率，提高氣化效率，降低了燃氣中焦油含量，提高了燃氣品質。

技術領域

本發明屬于能源轉化設備技術領域，涉及一種氣化爐及氣化操作方法，特別涉及一種生物質氣化爐及其氣化操作方法。

背景技術

能源與環境問題的嚴峻現實正迫使人類努力尋找一條人口、經濟、社會、資源與環境相互協調的可持續發展道路，其中，開發新能源和可再生能源已成為當務之急。生物質包括動物、植物、微生物及其派生、排泄、代謝的有機質，生物質能是太陽能直接或間接通過光合作用以化學能貯存在生物中一種能量形式，是唯一一種可儲存并運輸的可再生資源。生物質可在較短周期內重新生成，全球每年生成生物質總量1460億噸左右，等于目前世界總能耗的10倍。目前，全球生物質能源中只有10%被利用，以傳統爐灶直接燃燒為主，熱效率僅為10%～15%，且產生的煙塵會污染環境。其余大量生物質多以露天焚燒等方式被處理掉，造成的環境問題和能源浪費問題日益嚴重。

現代生物質能利用指借助生化、物化轉化手段，通過一系列先進轉換技術，產出固、液、氣等高品位能源來代替化石燃料，為生產、生活提供電力、交通燃料、熱能、燃氣等優質清潔能源產品。其中，生物質氣化技術相對生物質制油等其他轉化技術用途更廣泛、系統相對簡單、成本相對較低。但已有的生物質氣化爐普遍存在如下問題：能源轉化、利用效率較低；系統運行不穩定；產氣品質較差；特別是氣體中固體顆粒與焦油含量高造成后處理系統復雜與環境二次污染。總之，目前生物質氣化爐設計及運行技術、工藝尚不成熟。

針對氣化燃氣中焦油的處理問題，目前有采用水或化學溶劑的洗滌分離方法、靜電除焦法、過濾法和機械法等，但燃氣中焦油的能量一般占總能量的10%～15%，上述除焦技術中這部分能量都被浪費掉了，甚至有的技術造成了二次污染。如果把焦油轉化為燃氣，既可提高氣化效率、燃氣品質，又可避免二次污染，對發展和推廣氣化技術具有重要意義。催化裂解技術可將焦油轉化為可燃氣，既提高能量利用率，又徹底減少二次污染；高溫裂解技術在1100℃以上時也能獲得較高的焦油轉化效率，但在獲取高溫的同時如何保證系統能源總體利用效率是一項技術難題。

因此，圍繞目前生物質氣化爐設計及運行出現的共性問題，進行氣化爐的精確設計已成為當務之急。

發明內容

本發明的目的是針對現有生物質氣化爐普遍存在能源轉化、利用效率較低，系統運行不穩定，產氣品質較差，特別是氣體中固體顆粒與焦油含量高造成后處理系統復雜與環境二次污染等不足，提出一種生物質氣化爐及其氣化操作方法，可使氣化反應可控性更強、調節更加靈活，可有效改善氣化工況，氣化反應更加均勻充分，可避免因氣化爐反應溫度過高而造成的熱量浪費問題，提高反應爐的熱效率和氣化效率，降低燃氣中焦油含量，提高燃氣品質。