专利名称：一种生物质气化燃烧锅炉装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于能源工程设备技术领域，涉及一种生物质气化燃烧锅炉装置，是对现有的生物质气化炉的结构改进，能使秸杆等生物质的气化气经过催化裂解除去焦油，适用于生活锅炉和工业锅炉场合，使生物质气化炉的炉具、管路中焦油堵塞问题得到改善。
技术背景随着经济和科技的不断发展，能源问题已成为最为重要的技术研究内容之一。生物质热解气化是一种热化学反应技术，是利用空气中的氧气、含氧的物质或水蒸汽作为气化剂，将生物质中的碳氧化成CO、H2, CH4及CmHn等可燃气体的过程。目前，在生物质热解气化技术方面，美国、欧洲等国家处于领先水平。美国已利用循环流化床进行生物质综合气 化，开发了燃气汽轮机发电系统(BIGCC)，为实现大规模发电提供了范例；瑞典等国家一直重视生物质能的开发利用技术，已生产出2. 5kW 25MW系列不等功率的下吸式生物质气化炉，其科研机构仍致力于循环流化床和加压气化发电系统等方面的研究；此外，德国、意大利、荷兰等国家也在生物质气化技术方面开展了大量的研究工作；总体上看，欧美发达国家研制的生物质气化装置一般规模较大，自动化程度高，工艺复杂，以发电和供热为主，造价较高；气化效率可达60 80%，可燃气热值为17000 25000kJ/m3 ;在小型生物质气化设备方面，马来西亚的固定床气化发电装置已投入运行，印度以稻壳和可可壳为原料，研制出
3.7 IOOkW多规格的上吸式气化炉。我国也有多种类型的小型化秸杆气化炉在民用、生活锅炉等方面推广应用，一般采用下吸式、固定床式气化方法，在现有这些技术和设备中至少95%的气化炉产品因难以克服燃气热值低、焦油含量高的两大突出难点而停炉，设备使用率过低，气化气中的焦油组分在300°C以下会凝结析出，随着温度逐渐降低，大量焦油和水蒸汽混合、凝结，最终堵塞管道，卡住阀门，腐蚀金属，并影响引风机、抽烟机等设备的正常工作；焦油处理成为生物质气化过程中一个最有必要和紧迫的问题。目前已经有大量的关于焦油去除或改进运行的研究成果，大致分为五种技术机械方法，如旋风、过滤器(挡板、面料、陶瓷)；热裂解方法；催化裂解方法，即利用催化剂进行焦油的催化裂解，焦油的能量得以利用；活性炭吸附法和等离子体方法等。对于中小型生物质气化炉的运行，经济、简单的焦油去除方法符合我国国情，具有研究意义。
发明内容本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种生物质气化燃烧锅炉装置，对下吸式中小型容量的生物质气化炉提供催化裂解效率高、经济性优越、操作简单的焦油去除方法，提高对生物质气化炉的结构优化及气化效率。为了实现上述目的，本实用新型的主体结构包括顶部的进料装置、气化室、热源室、灰室、燃料层、水冷壁管炉排固定床、煅烧白云石料层、孔板炉排、二次风管、卸灰管、气化气引出通道、燃烧炉膛、下集箱、水冷壁管、炉门和气化炉膛；气化炉膛由气化室、热源室和灰室上下排列组成；气化炉膛的上部制有顶部进料装置，顶部进料装置为皮带传送结构或机械提升机构，气化炉膛的顶端部即气化室的顶端部制有二次风管，气化炉膛的底端处或灰室底端处制有卸灰管，气化炉膛的内腔中下部处横向制有孔板炉排，孔板炉排的上侧铺有煅烧白云石料层，气化炉膛的内腔中间处横向制有水冷壁管炉排固定床，水冷壁管炉排固定床上侧面铺置燃料层，水冷壁管炉排固定床将气化炉膛上部内腔分隔为气化室和热源室，热源室的下部空腔由孔板炉排分隔为灰室，热源室的侧壁上对应开制有炉门；燃烧炉膛的底侧壁为斜隔式结构，底侧壁上分别间隔排列制有2-5个二次风管，其结构与气化炉膛底部灰室底端的二次风管相同，燃烧炉膛的底端处制有与气化炉膛卸灰室相同结构的卸灰室，燃烧炉膛的侧壁内分别竖向制有水冷壁管，水冷壁管的下端处分别制有下集箱，由气化室、热源室和灰室构成的气化炉膛与燃烧炉膛在对应热源室处相通式制有气化气引出通道，将两个炉膛气体连通。本实用新型采用气化炉膛和燃烧炉膛两级炉膛结构；气化炉膛包括下吸式燃料气化室、热源室和灰室；燃料气化室、热源室和灰室分别由上下两层炉排分割开来，上层炉排采用水冷管排的固定床式结构，使供入的燃料不堆积，均匀布置，水冷管炉排为拱形结构；燃料层在拱形炉排管固定床上接受来自下面焦炭不完全燃烧热辐射而热解气化，气化气被下吸穿过炉排管进入热源室；热解后的焦炭因为破碎和重力作用自炉排管间落入热源室的 下层炉排；下层炉排为孔板固定床式结构，下部接有灰室，上面铺设一层煅烧后的大颗粒白云石，炽热焦炭和白云石层均具有捕捉焦油并裂解焦油的作用，下吸的气化气携带焦油流经白云石和焦炭层时，气化气中焦油被裂解，成为可燃小分子气体，随气化气自引出气通道进入第二炉膛燃烧室燃烧，其热值得以利用；灰室中接有二次风管，促进热源室中焦炭的燃烧，为气化提供热量；气化炉膛为保证气化和焦油裂解温度水平，不布置水冷壁；气化气通入燃烧炉膛的燃烧室，燃烧炉膛内布置水冷壁管，空间较大，气化气中携带的焦炭颗粒在重力作用下燃烧并沉积下来；气化气燃烧速度快，且上行烟气中的飞灰及残炭颗粒极少，烟气冲刷尾部受热面时，灰沉积的发生率降低，燃烧炉膛之后的烟道不会发生焦油堵塞的现象。本实用新型与现有技术相比，燃烧的秸杆、废弃木材等生物质燃料无需粉碎，根据炉膛大小进行尺寸筛分或破碎，其整体结构简单，原理可靠，燃烧气化效率好，环境友好，产热能力强，适应范围广。
图I是本实用新型的整体结构原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例本实施例的主体结构包括顶部的进料装置I、气化室2、热源室3、灰室4、燃料层5、水冷壁管炉排固定床6、煅烧白云石料层7、孔板炉排8、二次风管9、卸灰管10、气化气引出通道11、燃烧炉膛12、下集箱13、水冷壁管14、炉门15和气化炉膛；气化炉膛由气化室2、热源室3和灰室4上下排列组成；气化炉膛的上部制有顶部进料装置I，顶部进料装置I为皮带传送结构或机械提升机构，气化炉膛的顶端部即气化室2的顶端部制有二次风管9，气化炉膛的底端处或灰室4底端处制有卸灰管10，气化炉膛的内腔中下部处横向制有孔板炉排8，孔板炉排8的上侧铺有煅烧白云石料层7，气化炉膛的内腔中间处横向制有水冷壁管炉排固定床6，水冷壁管炉排固定床6上侧面铺置燃料层5，水冷壁管炉排固定床6将气化炉膛上部内腔分隔为气化室2和热源室3，热源室3的下部空腔由孔板炉排8分隔为灰室4，热源室3的侧壁上对应开制有炉门15 ;燃烧炉膛12的底侧壁为斜隔式结构，底侧壁上分别间隔排列制有2-5个二次风管9，其结构与气化炉膛底部灰室4底端的二次风管相同，燃烧炉膛12的底端处制有与气化炉膛卸灰室相同结构的卸灰室10，燃烧炉膛12的侧壁内分别竖向制有水冷壁管14，水冷壁管14的下端处分别制有下集箱13，由气化室2、热源室3和灰室4构成的气化炉膛与燃烧炉膛12在对应热源室3处相通式制有气化气引出通道11，将两个炉膛气体连通。本实施例根据产量所需控制皮带或提升设备调整进料装置I入炉燃料尺寸和入炉速度，调整下炉排上的白云石层的颗粒量；将二次风管9打开，将白云石煅烧后的大颗粒平铺在孔板炉排8上；启动时，上下层炉排上均铺上燃料层，小开度打开二次风机和炉尾引 风机，点燃燃料进行烘炉，当气化炉膛的炉温提高到500°C以上后，加大引风机开度，连续稳定的供入燃料，则上层燃料层在较高的温度环境中，因吸入的空气量不足以燃烧而主要发生热解气化，部分烟气和含焦油气化气下吸流经炽热焦炭和白云石层，焦油被裂解的同时，部分二氧化碳被还原为一氧化碳，部分水蒸汽遇碳生成甲烷和一氧化碳，气化气品质得以提升，自气化气引出通道11进入燃烧炉膛12，因炉膛底部二次风的供入，气体燃料充分燃烧，带入的少量焦炭颗粒因气体流速的突然降低而沉积并燃烧，灰落入灰斗，燃烧放热的烟气冲刷尾部受热面后自烟 排出。本实施例的白云石层起到蓄热作用和催化裂解焦油的功能，为保证气化炉膛中气化顺利进行，炉温的保持是必要的，因此，处于中层热源室3容积小，因二次风的供入，焦炭层会有部分燃烧，放出的热量除加热热源室3和流经气化气，促进裂解反应的进行，并保证了对上层炉排及其上燃料层的辐射加热。
权利要求1 一种生物质气化燃烧锅炉装置，其特征在于包括顶部的进料装置、气化室、热源室、灰室、燃料层、水冷壁管炉排固定床、煅烧白云石料层、孔板炉排、二次风管、卸灰管、气化气引出通道、燃烧炉膛、下集箱、水冷壁管、炉门和气化炉膛；气化炉膛由气化室、热源室和灰室上下排列组成；气化炉膛的上部制有顶部进料装置，顶部进料装置为皮带传送结构或机械提升机构，气化室顶端部制有二次风管，灰室底端处制有卸灰管，气化炉膛的内腔下部处横向制有孔板炉排，孔板炉排的上侧铺有煅烧白云石料层，气化炉膛的内腔中间处横向制有水冷壁管炉排固定床，水冷壁管炉排固定床上侧面铺置燃料层，水冷壁管炉排固定床将气化炉膛上部内腔分隔为气化室和热源室，热源室的下部空腔由孔板炉排分隔为灰室，热源室的侧壁上对应开制有炉门；燃烧炉膛的底侧壁为斜隔式结构，底侧壁上分别间隔排列制有2-5个二次风管，其结构与气化炉膛底部灰室底端的二次风管相同，燃烧炉膛的底端处制有与气化炉膛卸灰室相同结构的卸灰室，燃烧炉膛的侧壁内分别竖向制有水冷壁管，水冷壁管的下端处分别制有下集箱，由气化室、热源室和灰室构成的气化炉膛与燃烧炉膛在对应热源室处相通式制有气化气引出通道将两个炉膛气体连通。
专利摘要本实用新型属于能源工程设备技术领域，涉及一种生物质气化燃烧锅炉装置，气化炉膛上部制有顶部进料装置，气化室顶端部制有二次风管，灰室底端处制有卸灰管，气化炉膛内腔下部处横向制有孔板炉排，上侧铺有煅烧白云石料层，气化炉膛的内腔中间处横向制有水冷壁管炉排固定床，上侧面铺置燃料层，炉排固定床将气化炉膛上部内腔分隔为气化室和热源室，热源室的下部空腔由孔板炉排分隔为灰室，热源室侧壁上对应开制有炉门；燃烧炉膛底侧壁上分别间隔排列制有二次风管，燃烧炉膛的底端处制有卸灰室，侧壁内分别竖向制有水冷壁管，下端处分别制有下集箱，气化气引出通道将两个炉膛气体连通；其结构简单，原理可靠，气化效率好，环境友好，适应范围广。
文档编号F23B90/06GK202532454SQ20122013330
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者崔万晶, 焦雯 申请人:青岛多蒙特环保科技有限公司