一种烟草废弃物气化炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种烟草废弃物气化炉。烟草废弃物气化炉包括外炉体和内炉体，外炉体与内炉体之间形成燃烧室，燃烧室供通入其内的燃料燃烧以产生热量；外炉体的顶部设有烟气出口，烟气出口供燃料燃烧产生的烟气排出燃烧室；内炉体内的空间形成气化室，气化室顶部设有烟草废弃物加料口和可燃气体排出口；内炉体的底部设有水蒸气进口和气化室排渣口，水蒸气进口供作为气化剂的水蒸气进入气化室，气化室排渣口用于烟草废弃物气化后排渣；所述内炉体由导热材料制成，用于将燃烧室产生的热量传递到气化室中，为烟草废弃物的吸热气化提供热量。上述烟草废弃物气化炉能够适应烟草废弃物复杂的原料组分。

【技术实现步骤摘要】
一种烟草废弃物气化炉
本技术涉及一种烟草废弃物气化炉。
技术介绍
烟草废弃物是指未能用于制烟的烟草组成部分，包括烟茎、无法进行卷烟加工的低等级或者等外级烟叶、烟草植株的上部烟叶、烟花、烟种、叶脉、腋芽、卷烟企业积存的烟末、烟根、根出条等。据统计2012年我国烟草种植面积约为2118万亩，每年约有156.73万吨烟草废物产生，烟草废弃物既不适宜直接作燃料，也不适宜直接还田作肥料，大量烟杆被丢弃或焚烧掉，严重污染大气环境。如何及时合理的处理这些废弃物已经成为迫切需要研究解决的问题。烟草废弃物各组成部分化学组成随烟草种类不同有很大变动，典型的化学组成为综纤维素、木素、聚戊糖、果胶、苯-醇溶出物和灰分，综纤维素、木素、聚戊糖为主要组分，综纤维素含量最高。烟草废弃物己经检测出的化学物超过1000多类，主要包括各种烃、芳香烃、醛、醌、酯、生物碱、色素、类异戊二烯衍生物、氨基酸和蛋白类等十几大类物质。进一步细分，鉴定出包括植物碱、有机酸、蛋白质、淀粉、甘油三脂、果胶、纤维素等3000多种化合物。目前，烟草废弃物主要用于提取果胶、烟碱和烟酸等。复杂的化学组分使得目前的处理方式工艺繁琐、设备复杂，且对烟草废弃物很难做到全面综合利用，从而限制了技术的大规模应用。烟草废弃物本质上属于生物质资源的一种，主要有C、H、O、N元素及无机灰分等组成，因此现有的生物质热化学利用技术可以用于处理烟草废弃物。生物质气化是在一定的热力学条件下，将组成生物质的碳氢化合物转化为含一氧化碳和氢气等可燃气体的过程。将生物质气化技术用于烟草废弃物处理，在高温的条件下将烟草废弃物的主要元素转变为较方便使用的气态可燃物，可实现烟对草废弃物的综合利用。气化技术有多种分类，目前大体的分类有两种，一种是按气化剂分类，另一种是按设备运行方式分类。按气化剂不同可分为空气气化、氧气气化、水蒸气气化、氢气气化等。空气气化是以空气为气化剂的气化过程。空气中的氧与生物质的可燃组分发生不完全氧化反应，放出热量，为气化提供反应所需要的热量。由于空气的易获得性，所以空气气化是最简单、经济的一种气化形式。但是空气中含有大量的氮气不参与反应，稀释了生成气中可燃气体组分的含量，因而可燃气体的热值较低，属于低热值气体。氧气气化是以氧气为气化剂的气化过程。氧气气化的气化原理与空气气化相同，由于没有氮气存在，所以反应温度比较高，反应速率比较快，反应器所需要的容积也比较小，生成气属于中热值气体。但是，采用氧气气化需要制氧机，因此设备和运行成本较高。水蒸气气化是指水蒸气在高温下与生物质发生反应，它不仅包括水蒸气和碳的还原反应，也包含CO与水蒸气的变换反应和甲烷化反应等。采用水蒸气气化生成气中氢气和甲烷的含量比较高，属于中热值气体。但是，采用水蒸气气化的反应过程为吸热反应，因此需要热量的输入。氢气气化是使氢气同炽热的炭及水蒸气发生反应生成大量甲烷的过程，生成气属于高热值气体。但是，采用氢气气化反应条件苛刻，因此此项技术不常用。按设备运行方式可分为固定床气化、流化床气化两种。固定床气化炉最大的优点是制造简单、成本低、运动部件少操作简单，主要缺点是气化过程难于控制，物料在炉内容易搭桥并形成空腔。固定床可分为下吸式、上吸式、横吸式和开心式几种。流化床气化炉具有气、固接触混合均匀的优点，是唯一可在恒温床上反应的气化炉。流化介质一般选用惰性材料（如砂子）或非惰性材料（石灰或催化剂），可增加传热效率及促进气化反应。流化床气化炉可适合水分含量大、成分复杂、热值低、着火困难的生物质原料，原料适应性广，可大规模、高效利用。按气化炉结构和气化过程，可将流化床气化炉分为单流化床、循环流化床和双流化床几种。在现有的成型设备中，大多主要是利用空气做为气化剂，所产可燃气体为低热值燃气，这限制了生物质气化技术在一些需要更高热值燃气领域的应用。同时，大多数气化设备采用固定床气化设备，气化强度气化强度较低，生产规模较小，限制了气化技术的大规模应用。此外，现有气化技术中由于气化温度较低（约500-750℃）所产粗燃气中焦油含量较高，粗燃气降温后，焦油凝结为黏稠液态，不仅降低了气化效率，而且焦油极易和水、焦炭等结合，堵塞管道，严重影响气化设备运行，已经成为制约气化技术发展的瓶颈。目前对焦油的处理方式主要有两种，一是提高炉内气化温度，减少焦油产生，但对固定床而言，过高的温度极易因炉内温度分布不均而造成结渣；二是在气化炉后设置裂解炉，对焦油进行二次催化裂解，但会使得工艺复杂，运行成本高，且催化剂极易因表面积碳而失活，因此目前并无较好的焦油处理技术。同时，现有气化技术主要以品质较高的木质成型燃料或木片为原料，而烟草废弃物与木本原料相比结构组分要复杂的多，灰分含量也较高，直接利用现有技术进行气化势必会带来大量焦油和灰分产生，极易引起炉外管道堵塞，焦油净化废水无法处理和炉内结渣等严重影响设备运行的问题。现有技术中的一种气化装置如专利号为授权公告号为CN204714760U、申请号为201520398511.3的一种用于供热的生物质气化装置，主要有机架、气化炉、料仓、摇动炉排、灰仓、出渣门、均风室以及第一鼓风机组成，采用固定床的气化炉结构，气化剂为空气，所产可燃气体必然为低热值燃气，且气化炉的气化强度有限，虽然技术对现有的气化炉进行了改进，但是对气化所产焦油只是加以利用，未能从根本上减少焦油的产生，同样难以适应烟草废弃物复杂的原料组分。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种烟草废弃物气化炉，以适应烟草废弃物复杂的原料组分。本技术中一种烟草废弃物气化炉采用如下技术方案：一种烟草废弃物气化炉，包括外炉体和内炉体，内炉体设置在外炉体内部；外炉体与内炉体之间形成燃烧室，燃烧室供通入其内的燃料燃烧以产生热量；外炉体的顶部设有烟气出口，烟气出口供燃料燃烧产生的烟气排出燃烧室；内炉体内的空间形成气化室，气化室顶部设有烟草废弃物加料口和可燃气体排出口；烟草废弃物加料口供烟草废弃物加入内炉体中，可燃气体排出口供气化后产生的可燃气体排出；内炉体的底部设有水蒸气进口和气化室排渣口；水蒸气进口供作为气化剂的水蒸气进入气化室，气化室排渣口用于烟草废弃物气化后排渣；所述内炉体由导热材料制成，用于将燃烧室产生的热量传递到气化室中，为烟草废弃物的吸热气化提供热量。该技术方案的有益效果：外炉体与内炉体之间的空间能够形成燃烧室，供通入其内的燃料燃烧以产生热量，燃烧室上的烟气出口能够供燃料燃烧产生的烟气排出燃烧室；同时，内炉体由导热材料制成，燃烧室产生的热量能够传递到内炉体内，保证内炉体内的空间所形成气化室中的气化过程能够顺利进行；通过设置上述形式的外炉体和内炉体，能够将原本在一个炉体内进行的气化过程分别置于两个炉体内独立进行，从而能够实现复杂反应过程的分区式控制，通过控制外炉体的温度精确控制内炉体的温度，并且避免用于为燃料提供燃烧剂（例如空气）干扰烟草废弃物的气化，从而适应烟草废弃物复杂的原料组分。同时，通过控制外炉体的温度能够提高气化区内烟草废弃物与水蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟草废弃物气化炉，其特征在于，包括外炉体和内炉体，内炉体设置在外炉体内部；/n外炉体与内炉体之间形成燃烧室，燃烧室供通入其内的燃料燃烧以产生热量；/n外炉体的顶部设有烟气出口，烟气出口供燃料燃烧产生的烟气排出燃烧室；/n内炉体内的空间形成气化室，气化室顶部设有烟草废弃物加料口和可燃气体排出口；烟草废弃物加料口供烟草废弃物加入内炉体中，可燃气体排出口供气化后产生的可燃气体排出；/n内炉体的底部设有水蒸气进口和气化室排渣口；水蒸气进口供作为气化剂的水蒸气进入气化室，气化室排渣口用于烟草废弃物气化后排渣；/n所述内炉体由导热材料制成，用于将燃烧室产生的热量传递到气化室中，为烟草废弃物的吸热气化提供热量。/n

【技术特征摘要】
1.一种烟草废弃物气化炉，其特征在于，包括外炉体和内炉体，内炉体设置在外炉体内部；
外炉体与内炉体之间形成燃烧室，燃烧室供通入其内的燃料燃烧以产生热量；
外炉体的顶部设有烟气出口，烟气出口供燃料燃烧产生的烟气排出燃烧室；
内炉体内的空间形成气化室，气化室顶部设有烟草废弃物加料口和可燃气体排出口；烟草废弃物加料口供烟草废弃物加入内炉体中，可燃气体排出口供气化后产生的可燃气体排出；
内炉体的底部设有水蒸气进口和气化室排渣口；水蒸气进口供作为气化剂的水蒸气进入气化室，气化室排渣口用于烟草废弃物气化后排渣；
所述内炉体由导热材料制成，用于将燃烧室产生的热量传递到气化室中，为烟草废弃物的吸热气化提供热量。


2.根据权利要求1所述的烟草废弃物气化炉，其特征在于，
所述内炉体的底部设有封闭的水蒸气进气室；
水蒸气进气室的顶部分布有水蒸气布气孔，各水蒸气布气孔与气化室相通，形成水蒸气进口，供水蒸气分散地进入气化室内；
水蒸气进气室上设有水蒸气连通口，水蒸气连通口供水蒸气通入水蒸气进气室中。


3.根据权利要求2所述的烟草废弃物气化炉，其特征在于，
气化室底部连接有气化室排渣通道，气化室排渣通道从水蒸气进气室中向下穿出，所述气化室排渣口由气化室排渣通道的顶部开口形成。


4.根据权利要求2或3所述的烟草废弃物气化炉，其特征在于，
所述水蒸气进气室与气化室分体设置，气化室底部设有朝下的连接口，水蒸气进气室对接在连接口上。


5.根据权利要求1或2或3所述的烟草废弃物气化炉，其特征在于，
所述内炉体从下向上分为垂直段、扩展段...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小龙，沈建平，刘高峰，石德兴，李伟振，王岩，
申请(专利权)人：南平市烟草公司邵武分公司，
类型：新型
国别省市：福建;35