一种利用蓄热技术实现储能、自供热的稳定气化装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用蓄热技术实现储能、自供热的稳定气化装置和方法，稳定气化装置包括热解气化炉、蓄热系统和供风系统；蓄热系统包括位于热解气化炉底部的环形蓄热腔室，环形蓄热腔室内填充有蓄热材料；供风系统包括鼓风机和设置在环形蓄热腔室的供风盘管。本发明专利技术通过蓄热系统将热解气化炉内多余热量进行回收储存，在热解气化过程中温度过低时释放热量，调节热解气化炉内温度场，实现可燃固废连续稳定进行热转化反应；同时，通过供风盘管吸收热解气化炉内多余热量提高空气入炉温度，可减少能量浪费，综合提高可燃固废热解气化效率和燃气品质。气品质。气品质。

【技术实现步骤摘要】
一种利用蓄热技术实现储能、自供热的稳定气化装置和方法


[0001]本专利技术涉及可燃固废热处理领域，具体涉及一种利用蓄热技术实现储能、自供热的稳定气化装置和方法。

技术介绍

[0002]城市生活垃圾、一般工业固废、农林废弃物和市政污泥等可燃固废是储量巨大的“矿产资源”，具有较高的资源化和能源化利用价值。热解气化技术可将可燃固废转化成高品质生物质可燃气，有效减少化石能源的消耗和环境二次污染。但由于我国可燃固废具有高含水率、组分复杂和尺度不均等特点，热解气化过程中常存在炉内温度场分布不均等问题，造成热解气化反应过程中出现炉内温度忽高忽低，出现气化过程不连续和气化反应不完全等现象，导致气化效率较低和能量损失严重，气化气利用率低，影响热解气化反应整体效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决上述问题，并提供一套可提升热转化效率、减少炉内热量浪费、具备自我控温能力、仅依靠原料自身能量实现热解气化过程、经合理设计改善了炉内温度场分布的蓄热式热解气化装置和方法，达到提高能量综合利用率和热解气化效率的目的。
[0004]为实现以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0005]一种利用蓄热技术实现储能、自供热的稳定气化装置，包括热解气化炉、蓄热系统和供风系统；
[0006]热解气化炉形制为上吸式，从炉顶部至炉底部分为干燥区、热解区、还原区及氧化区，原料由顶部进入，气化剂由底部通入，产品气由顶部一侧的燃气出口排出，热解气化产生的灰渣及未燃尽物质由底部炉排排出；
[0007]蓄热系统包括位于热解气化炉下部的环形蓄热腔室，环形蓄热腔室内填充有蓄热材料，通过蓄热材料吸、放热过程调控热解气化炉温度；
[0008]供风系统包括鼓风机和设置在环形蓄热腔室的供风盘管，鼓风机的送风路径分为两条，一条经供风盘管与热解气化炉空气入口相连，通过供风盘管与蓄热材料的热交换，吸收蓄热材料多余热量，提高入炉空气温度；另一条不经过供风盘管而直接与热解气化炉空气入口相连，在炉温过高时启动此路径，通入未预热的冷空气来降低炉温。
[0009]进一步地，所述蓄热系统还包括温度计和蓄热材料进出管道；热解气化炉启动前或工作结束后，蓄热材料通过管道进行更换与填充，温度计用于监测环形蓄热腔室内蓄热材料的温度。
[0010]进一步地，所述供风系统还包括出风管、支管、风量调节阀一、风量调节阀二和进风管；
[0011]鼓风机出口经出风管与供风盘管进口相连，供风盘管出口经进风管与热解气化炉
空气入口相连；支管位于热解气化炉外部，并以与供风盘管并联的方式连接在出风管和进风管之间，风量调节阀一设置在支管与供风盘管之间的出风管上，风量调节阀二设置在支管上。
[0012]进一步地，所述热解气化炉包括上料斗、燃气出口、炉篦、灰室、温度计和压力计；
[0013]上料斗设置于炉体顶端，燃气出口设置于炉体顶部左侧，炉篦设置于炉体下方，灰室位于炉体底部，温度计和压力计设置于炉膛内，用来监测炉内温度和压力。
[0014]进一步地，所述热解气化炉还包括与灰室相连的螺旋排渣输送装置，用于将灰渣连续自动排出。
[0015]进一步地，所述热解气化炉膛壁采用耐火砖砌成，以保护气化炉壳体并使炉内形成高温反应空间。
[0016]进一步地，所述热解气化炉外表面敷设有保温棉，以减少气化炉热损失。
[0017]进一步地，所述保温棉的材质为硅酸铝纤维。
[0018]进一步地，所述蓄热材料为三元无机盐KNO3‑
NaNO2‑
NaNO3、Li2CO3‑
K2CO3‑
Na2CO3、MgCl2‑
NaCl
‑
KCl中的一种或几种，或是具有蓄热能力的钢球。
[0019]一种利用蓄热技术实现储能、自供热的稳定气化方法，采用上述的稳定气化装置实现：气化炉启动之前将蓄热材料填充至环形蓄热腔室内，在启动过程中控制蓄热材料吸收炉内高温而使其温度不断升温、初步蓄热；处于工作状态时，当炉内温度过高，蓄热材料吸收炉内多余热量，并向炉内通入未经预热的气化剂，达到炉内降温与蓄热材料升温的目的；当炉内温度过低，蓄热材料向炉内放热，同时供风盘管通入气化剂、对其进行预热并最终将经预热的高温气化剂通入炉膛，实现升高炉温的目标。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0021]1.本专利技术通过控制蓄热材料的吸放热过程调控气化炉内温度，实现了炉内温度的自我反馈与调节，解决了热解气化炉内温度不稳定与响应不及时的问题。
[0022]2.本专利技术气化炉的主体部分采用上吸式设计，由原料中的固定碳在炉底部氧化区燃烧为整个热解气化过程提供热量，利用蓄热材料储存燃烧产生的多余热量以作为持续反应的热源，无需外部热源，节省了能量，提高了热效率。
[0023]3.本专利技术通过在环形蓄热腔室内设置供风盘管，将蓄热系统与空气预热系统进行耦合，实现热量从气化炉——蓄热系统——空气预热系统的传递过程，解决气化过程中热量损失等问题。
[0024]4.本专利技术通过利用多种蓄热材料储热来实现可燃固废连续稳定的热解气化，产生可燃气品质高，具备燃气转化率高和产气容易等特点。
附图说明
[0025]图1为根据本专利技术的一实施例提供的稳定气化装置示意图；
[0026]附图标记说明：1
‑
上料斗；2
‑
炉膛；3
‑
燃气出口；4
‑
喉口；5
‑
保温层；6
‑
炉篦；7
‑
灰室；8
‑
螺旋排渣输送装置；9
‑
环形蓄热腔室；10
‑
蓄热材料进口管道；11
‑
蓄热材料出口管道；12
‑
蓄热材料；13
‑
鼓风机；14
‑
出风管；15
‑
供风盘管；16
‑
支管；17
‑
进风管；18
‑
风量调节阀一；19
‑
风量调节阀二。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0028]实施例：
[0029]如图1所示，一种利用蓄热技术实现储能、自供热的稳定气化装置，主要包括热解气化炉、蓄热系统、供风系统和自动排渣系统。
[0030]热解气化炉形制为上吸式，从炉顶部至炉底部可大致分为干燥区、热解区、还原区、及氧化区，原料由顶部进入，气化剂由底部通入，产品气由顶部一侧的燃气出口排出，热解气化产生的灰渣等未燃尽物质由底部炉排排出。
[0031]具体的，热解气化炉和自动排渣系统包括上料斗1、炉膛2、燃气出口3、喉口4、温度计、压力计、保温层5、炉篦6、灰室7和螺旋排渣输送装置8。炉膛2采用耐火砖砌成，以保护气化炉壳体和炉内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用蓄热技术实现储能、自供热的稳定气化装置，其特征在于：包括热解气化炉、蓄热系统和供风系统；热解气化炉形制为上吸式，从炉顶部至炉底部分为干燥区、热解区、还原区及氧化区，原料由顶部进入，气化剂由底部通入，产品气由顶部一侧的燃气出口排出，热解气化产生的灰渣及未燃尽物质由底部炉排排出；蓄热系统包括位于热解气化炉下部的环形蓄热腔室，环形蓄热腔室内填充有蓄热材料，通过蓄热材料吸、放热过程调控热解气化炉温度；供风系统包括鼓风机和设置在环形蓄热腔室的供风盘管，鼓风机的送风路径分为两条，一条经供风盘管与热解气化炉空气入口相连，通过供风盘管与蓄热材料的热交换，吸收蓄热材料多余热量，提高入炉空气温度；另一条不经过供风盘管而直接与热解气化炉空气入口相连，在炉温过高时启动此路径，通入未预热的冷空气来降低炉温。2.根据权利要求1所述的稳定气化装置，其特征在于：所述蓄热系统还包括温度计和蓄热材料进出管道；热解气化炉启动前或工作结束后，蓄热材料通过管道进行更换与填充，温度计用于监测环形蓄热腔室内蓄热材料的温度。3.根据权利要求1所述的稳定气化装置，其特征在于：所述供风系统还包括出风管、支管、风量调节阀一、风量调节阀二和进风管；鼓风机出口经出风管与供风盘管进口相连，供风盘管出口经进风管与热解气化炉空气入口相连；支管位于热解气化炉外部，并以与供风盘管并联的方式连接在出风管和进风管之间，风量调节阀一设置在支管与供风盘管之间的出风管上，风量调节阀二设置在支管上。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的稳定气化装置，其特征在于：所述热解气化炉包括上料斗、燃气出口、炉篦、灰室、温度计和压力计...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁浩然，顾菁，胡双清，陆强，陈勇，
申请(专利权)人：南方海洋科学与工程广东省实验室广州，
类型：发明
国别省市：