生物质燃气制备系统技术方案

本发明专利技术公开一种生物质燃气制备系统，其炉体的内部空间通过第一筛板分隔为气化反应区及进料排气综合区。其中，进料排气综合区通过料筒分隔为生物质进料通道及燃气收集排出通道。在进料排气综合区的外侧沿炉体的外壁围绕设置有风壳，用于回收利用进料排气综合区的炉壁热量以制备热空气。风壳的上部设有冷风入口，风壳的下部设有热空气出口，冷风入口通过管线连接至风机，热空气出口通过管线与炉体的底壁上的热空气入口连通。从而，冷空气在风壳内预热成热空气后经由热空气入口输送至炉体内与通过水蒸汽入口输送的水蒸汽一起使气化反应区内堆积的生物质料气化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种生物质燃气制备系统，其炉体的内部空间通过第一筛板分隔为气化反应区及进料排气综合区。其中，进料排气综合区通过料筒分隔为生物质进料通道及燃气收集排出通道。在进料排气综合区的外侧沿炉体的外壁围绕设置有风壳，用于回收利用进料排气综合区的炉壁热量以制备热空气。风壳的上部设有冷风入口，风壳的下部设有热空气出口，冷风入口通过管线连接至风机，热空气出口通过管线与炉体的底壁上的热空气入口连通。从而，冷空气在风壳内预热成热空气后经由热空气入口输送至炉体内与通过水蒸汽入口输送的水蒸汽一起使气化反应区内堆积的生物质料气化。【专利说明】生物质燃气制备系统
本专利技术涉及一种燃料生产系统，特别涉及一种生物质燃料生产系统。
技术介绍
众所周知，煤、石油、天然气等化石能源都是不可再生资源，在人类大规模的开采下已逐渐枯竭。另外，这些燃料在燃烧时会向空气中排放大量的有毒有害气体，造成大气严重污染。为此，能源领域专家正努力寻找可再生的清洁燃料来代替化石能源。 生物质燃料(简称BMF，比如农林废弃物，如秸杆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)具有以下几个特点:1、BMF的能量来自于其生长时对自然界0)2的吸收，因此BMF具有CO 2生态“零”排放的特点；2、BMF的燃烧以挥发份为主，其固定碳的含量为15%左右，是典型的低碳燃料；3、BMF的含硫量比柴油还低，仅为0.05%，不需设置脱硫装置就可实现SO2的排放；4、BMF的灰份仅为1.8%，是煤基燃料的1/10左右，设置简单的除尘装置就能实现粉尘排放达标；5、BMF含氮量低，氧含量高，燃烧时生成较少的NOx;6、BMF来源于农林废弃物，原料分布广泛多样，成本低，循环生长，取之不尽用之不竭，是典型的循环经济项目。 生物质燃料技术的研宄与开发己成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的直接燃烧在相当长的历史时期是我国生物质能利用的主要方式。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质气化、炭化、热解和液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质一沼气转换和生物质一乙醇转换等。 生物质气化是以生物质为原料，在气化剂作用下，通常以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作为气化剂(也称为气化质)，在高温条件下通过热化学反应，将生物质中可燃的部分转化为可燃气的过程。生物质气化时产生的气体成分主要包括h2、014和CO等，通常将这种可燃气体称为生物质燃气。 在生物质的气化过程中，气化效果与燃烧过程有着密不可分的关系，这是因为燃烧过程是生物质气化的基础，而气化则是部分燃烧或缺氧燃烧，生物质中碳的氧化燃烧过程为气化过程提供了热量。在气化反应中，其他过程的进行情况取决于碳燃烧阶段的放热情况。因此，从根本上说，生物质气化过程是为了增加可燃气的产量而在高温条件下发生的热裂解过程。 相对于其它的生物质利用技术而言，生物质气化技术是一种广泛使用的生物质能量转化方式。其特点主要包括能量转化效率高，设备简单，投资少，运行操作容易，不受地区、燃料种类和气候的限制。经过生物质气化炉产生的生物燃气可用于坎事、采暖和烘干谷物、木材等，还可作内燃机、热气机等动力装置的燃料，将其转化为电力或动力，提高生物质能源品位及其使用效率。 生物质的气化过程主要在气化炉中进行，由于气化炉的类型、气化反应条件、工艺流程、气化剂的种类、原料的性质和粉碎粒度等条件的不同，其气化反应过程也不尽相同。但生物质气化过程在不同条件下的基本包括:C+02= C02；C0 2+C = 2C0 ；H20+C = CO+H2等。 一般而言，生物质的实际反应过程主要包括四个部分:(1)、干燥层，其中生物质从气化炉顶部进入气化器，被加热至大约200?300°C左右后，生物质原料中的水分首先受热蒸发，最终产物为干物料；(2)、热解层，其中生物质干物料从干燥层向下移动进入热解层，在高温作用下，生物质中挥发分将会大量地析出，其作用温度在500?600°C左右，挥发分析出后，生物质只剩下残余的木炭，其中热分解反应析出的挥发分主要包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油和其它碳氢化合物等；(3)、氧化层(也叫燃烧层)，其中生物质经热解层后仅剩下木炭，此时在氧化层中与被引入的空气发生剧烈反应，同时释放出大量的热量，为其它区域的反应提供热量，在氧化层中，其特点是反应速率快，层高较低，温度可以高达1000?1200°C左右，同时挥发分参与燃烧后进一步降解；(4)、还原层，还原层中没有氧气存在，氧化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中木炭发生还原反应，生物氢气和一氧化碳，这些气体与挥发分等形成了可燃气体，完成固体生物质向气体燃料的转化过程，由于还原反应是吸热反应，此时的温度降低到700?900°C左右，而其所需热量主要来源于氧化层O 生物质气化反应主要在气化炉中进行，因此气化炉是生物质气化的主要的设备，根据气化炉的运行方式不同可以分为流化床气化炉和固定床气化炉。其中，在流化床气化炉中，粉碎的生物质原料被投入气化炉中，气化剂由鼓风机从炉栅底部向上吹入气化炉内，燃料的气化反应是在“沸腾”状态完成的。其中，固定床气化炉是将切碎的生物质原料由炉子顶部加料口投入到固定床气化炉中，物料在炉内基本上按层次地进行气化反应，反应产生的气体在炉内的流动要靠动力装备风机来实现。 在上吸式固定床气化炉中，生物质原料从气化炉顶部送入，气化剂由炉体底部的进气口进入炉内参与反应，反应产生的气体自下向上流动，最后由气化炉上部的燃气出口排出。其中，生物质的反应过程从上到下依次包括干燥层、热解层、还原层、氧化层。其优点主要是:燃气在经过热分解区和干燥区时，将其本身所携带的热量传给生物质原料，用于原料的干燥和热分解，同时降低燃气的温度，提高气化炉的热效率；由于生物质原料从炉子上部加入，因此生物燃气由上部出来时经过物料层，对燃气有一定的过滤作用，减少生物燃气中的灰分含量。 如中国专利申请公开第101737795A号所揭示的一种以空气水蒸汽为气化剂的生物质气化锅炉，包括炉体、炉排、燃料均分器和预热管，炉体由内炉壁和套在内炉壁上的外炉壁构成，炉体的上部空腔的外形呈圆柱形，炉体的上部空腔为气化燃烧室，炉体的下部空腔的外形呈倒锥形，炉体的下部空腔为落灰室，炉排位于落灰室的上方且设置在气化燃烧室的下端内，预热管设置气化燃烧室内的上端且与安装在炉体的上端壁的燃料均分器连通；生物质气化锅炉还包括进水管、雾化喷嘴、空气进入管、隔板、热空气水蒸汽混合管路、喉管、二次风管组和连接管；热空气水蒸汽混合管路设置在炉排的下方，炉排由多个水平设置的炉排管纵横交织在一起构成，每个炉排管的下半部管壁开有多个一次风通孔；位于炉排上方的圆柱形炉体的外侧壁上设有密闭环形雾化腔，密闭环形雾化腔直接通过内炉壁与气化燃烧室进行热交换，隔板设置在密闭的环形雾化腔内，空气进入管与隔板一侧的密闭环形雾化腔连通，进水管通过雾化喷嘴与隔板另一侧的密闭环形雾化腔连通，热空气水蒸汽混合管路的出口和隔板与雾化喷嘴之间的密闭环形雾化腔连通，各个炉排管通过热空气水蒸汽混合管路与密闭环形雾化腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质燃气制备系统，包括：上吸式固定床气化炉，所述上吸式固定床气化炉包括炉体，所述炉体的内部空间通过第一筛板分隔为位于中下部的用于堆积生物质料层的气化反应区以及位于所述气化反应区上方的进料排气综合区，其中，所述炉体的顶壁设有生物质进料口，所述炉体的底壁设有水蒸汽入口和热空气入口，所述第一筛板设有生物质出料口；其特征在于：所述进料排气综合区通过料筒分隔为位于中央的生物质进料通道以及围绕所述生物质进料通道设置的燃气收集排出通道，并且在所述炉体的顶壁上于所述燃气收集排出通道的顶部设有燃气出口；所述生物质进料通道的一端与所述炉体顶壁上的所述生物质进料口连通，所述生物质进料通道的另一端与所述第一筛板上的所述生物质出料口连通，所述燃气收集排出通道位于所述第一筛板的上表面、所述料筒的外表面以及所述炉体的内表面围成的空间内；并且在所述进料排气综合区的外侧沿所述炉体的外壁围绕设置有风壳用于回收利用进料排气综合区的炉壁热量以制备热空气，其中，所述风壳的上部设有冷风入口，所述风壳的下部设有热空气出口，所述冷风入口通过管线连接至风机，所述热空气出口通过管线与所述炉体的底壁上的所述热空气入口连通，从而冷空气在所述风壳内预热成热空气后经由所述热空气入口输送至所述炉体内与通过所述水蒸汽入口输送的水蒸汽一起使所述气化反应区内堆积的生物质料气化。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘效洲，马培碧，
申请(专利权)人：广州环渝能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44