专利名称：清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是生物质反火干法式燃气高效净化气化炉尤其是在同一炉内既能生产生物质燃气、又能通过循环和旋流新工艺装置高效净化燃气的下吸式气化炉。
背景技术：
生物质是一种具有木质素、千维素和半千维素的碳化物料。生物质利用则主要是指将各类农作物和农林有机残余物转化为高效、高品质的燃气资源。目前，生物质气化炉生产燃气后都是采用水冲洗来净化燃气，每台每小时气化率在300m3的气化炉，要排放I. 5吨的净化燃气的污水，给农村环境带来了严重的污染。
发明内容
本发明提出的是一种清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉，旨在解决因生物质气化净化后的焦油污水给农村环境带来了二次污染问题。实现将生物质秸杆、树枝、稻壳、果壳等农林废弃物在同一炉内即能生成生物质燃气，又能在炉内设置特别循环装置使生物质燃气在高温中的焦油得到进一步裂解，转化为永久性可燃气体。本发明的技术解决方案其特征是进料装置与炉体相连，使物料速送到炉内；炉顶观察口设在炉体顶部；在炉内高度120cm处设有高温锥体反应区、锥形喇叭口燃烧区，当将进风系数控制在20%-25%之间，促使下吸空气与物料燃烧产生的气体有足够的滞留时间，促使气流运动与生成的炭进一步发生反应，进而生成二氧化碳又转化成一氧化碳与水，使氧化区反应更加剧烈，将物料生成大量分解混合气体中的焦油在300-350°C高温时完全裂解，在0、4一0、6秒的时间内转化为永久性气体；蜂窝状排渣炉排设在炉体内的底部高120cm处，与炉体连接，在气化炉的底部高80cm处设循环气流装置和8个下吸通风口与炉体连接，使物料生成大量分解混合气体在快速循环700— 800度高温区焦油得到进一步裂解，在300-350°C高温时完全裂解，方便快开炉门、燃气输道管、碰撞过滤旋流除尘器与炉体连接。本发明的优点1)、燃气热值高，本工艺采用多次裂解焦油的新技术，让燃气的焦油(焦油转化为气体发热量可达到15 MJ/m3)转化为气 体，再加上无须水冲洗，提高了燃气的热值，比其它的各种“热解气化炉”所生产的生物质燃气的热值高20%左右；2)、环保清洁型，采用干法，无须用水来冲洗来净化燃气，无污水排放，比其它生物质制气设备用水洗冲后的水中夹带有大量焦油，包括酚、萘、苯、苯乙烯等污水染物，因目前农村又无条件进行净化处理，只得自然排放池内或自然渗透到土壤中、造成了二次新的环境污染问题；3)、操作方便，设备结构简单，凡需要经常打开的装置都设置了快开门，方便焦油过滤清洗；凡需要经常拆修的地方，如炉排、焦油清洗塔等处都设置了抽屉式的快开门，方便焦油过滤清洗和维修，便于操作，很适合乡村工作人员的使用；4)、使用范围广，本(设备)机组可根据乡村户数多少而定，可适合100-1000户以上农户供气使用，同时，还可以用来发电或自用，与此同时，该机组适用各种物料，尤其是麦秸、稻草和油菜秸杆等也可适用，真正解决了农林废弃物资源再利用问题；实现了将生物质秸杆、树枝、稻壳、果壳等农林废弃物在同一炉内即能生成生物质燃气，又能在炉内设置特别循环装置使生物质燃气在高温中的焦油得到进一步裂解，转化为永久性可燃气体；促使燃气的热值达到5500-6000kj/m3，比现有的各种秸杆热解气化炉所产生的生物质燃气热值(4000-5000kj/m3)提高了 20%左右，是一种理想的生物质高效净化燃气气化炉，成功地解决了因生物质气化净化后的焦油污水给农村环境带来了二次污染问题。
附图I是清洁生产生物质干法式燃气高效净化气化炉结构示意图。图中的I是进料装置、2是炉顶观察口、3是炉体、4是高温锥体反应区、5是蜂窝状排渣炉排、6循环气流集气装置、7是方便快开炉门、8是燃气输道管、9是碰撞过滤和旋流净化装置、10是快开门。
具体实施例方式对照附图1，其结构包括进料装置I、炉顶观察口 2、炉体3、高温锥体反应区4、蜂窝状排渣炉排5、循环气流集气装置6、方便快开炉门7、燃气输道管8、碰撞过滤和旋流净化装置9、快开门10。其中
进料装置I与炉体3相连，使物料速送到炉内；
炉顶观察口 2，设在炉体顶部；炉体3是气化炉的主体设备，它支撑着整体气化炉和其他各个部分联接；
在炉内高度I 20cm处设有高温锥体反应区4，在炉内高度120cm处设有锥形喇叭口燃烧区，该喇叭口燃烧区的直径小于炉膛直径的20%，距炉排间高0、8cm的空间，当将进风系数控制在20%-25%之间，促使下吸空气与物料燃烧产生的气体有足够的滞留时间，促使气流运动与生成的炭进一步发生反应，进而生成二氧化碳又转化成一氧化碳CO与水,使氧化区反应更加剧烈，将物料生成大量分解混合气体中的焦油在300-350°C高温时完全裂解，很短时间内(0、4一0、6秒)转化为永久性气体，提高了生物质燃气的热值，又降低了燃气中的焦油含量；
蜂窝状排渣炉排5，设在炉体内的底部高120cm处，与主体炉体3连接，强化焦油裂解区形成炭区空间，使燃气中的焦油在炭区过滤、裂解，转化为永久性气体；
矩形20 X IOcm循环气流装置和8个下吸通风口 6，与主体炉体3连接，设在气化炉的底部高80cm处，使物料生成大量分解混合气体在快速循环约700— 800度高温区焦油得到进一步裂解，(在300-350°C高温时完全裂解)，这样，提高了生物质燃气的热值，又降低了燃气中的焦油含量；
方便快开炉门7，与主体炉3连接，形成快速派碴和快速维修的目的，达到排灰碴和快修的目的；
燃气输道管8，与燃气出口炉体3连接，将气流集中输送到高速旋流除尘内；
碰撞过滤旋流除尘器9，与8和3连接，让燃气气流体快速通过拆流板碰撞和高速旋流流动，进而使气体中的焦油和灰尘与气体分离，从根本上减少了燃气中焦油含量，进一步达到燃气高效净化的目的；快开门10，与9和3连环，方便开关和方便排灰渣。工作过程
清洁生产型生物质干法燃气净化气化炉，采用常压固定反火生物质气化炉，以农作物秸杆等生物质废弃物作原料，以过热空气和蒸汽作气化剂，通过缺氧不完全燃烧，生成一氧化碳、氢气、甲烷、氮气等混合气体，在微负压电机的运行下，釆用干发式新工艺和新枝术净化为高品位的秸杆燃气即在炉内还原层设有锥形喇叭口燃烧高温反应区、矩形循环气流净化装置及高效碰撞过滤和 旋流净化燃气装置等三处新技术，让生物质燃气在高温循环烈解中使焦油和灰尘转化为永久性气体，提高了燃气热值，通过炉排向下流动被吸出，再经过高效旋流净化燃气装置的除尘、降温、脱焦、过滤，无需水冲洗过滤净化，产出高品位的可燃气体，由集中供气系统贮气柜、燃气输配管网、户内用气设备，把优质燃气送入用户，既可作为炊事用气，实现农村的炊事燃气化，也可作为洗浴、取暖、烘干、发电，具有工艺过程合理、装置结构简单、操作安全可靠、无二次污染。实施例I :
实施条件融气化燃烧炉内径为I. 2m,炉高为3. 5m，炉床面积为O. 95m2，物料为500公斤稻壳，稻壳含水量15%，气化剂为C+02，二次进风量26%-30%左右，燃烧时间为I小时。实施结果熔融燃烧温度，干燥区温度为250-300°C ;热解区温度为400-800°C ;氧化区温度为800-1300°C ;还原区温度为700-900°C ;气化率为75% ;气化量为1200m3 ；2011年12月2日经江苏省检测中心检测结果，H2为21. 2 ；02为I. 4 ；N2为40 ；CH4为3. 2 ；C0为
12.8 ；C02为14 ；CnHm为I. 2 ;焦油和灰尘为2. 62mg/m3，比国家标准20 mg/m3低了 17. 38mg/m3 ;高位热值为5. 640 mg/m3,低位热值为5. 099 mg/m3,比其它热解炉提高35%左右。实施例2:
实施条件融气化燃烧炉内径为O. 8m,炉高为3. 2m，炉床面积为O. 70m2，物料为350公斤稻壳，稻壳含水量15%，气化剂为C+02，二次进风量26%-30%左右，燃烧时间为I小时。实施结果熔融燃烧温度，干燥区温度为250_300°C ;热解区温度为400-800°C ;氧化区温度为800-1300°C ;还原区温度为700-900°C ;气化率为75% ;气化量为1500m3 ；2012年3月5日经江苏省检测中心检测结果，H2为26. 4 ；02为2. O ；N2为43 ；CH4为3. 2 ；C0为
10.4 ；C02 为 14. 6 ；CnHm 为 O. 4 ;焦油和灰尘为 3. 57mg/m3 ;比国家标准 20 mg/m3 低了 16. 43mg/m3 ;高位热值为6. 206mg/m3,低位热值为5. 547 mg/m3,比其它热解炉提高35%左右。本清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉其关键枝木是首先，打破了传统的下吸直洞式气化炉燃烧工艺，在炉内高度120cm处设有结构为锥形喇叭口高温锥体反应区，让气体在这锥形间有足够的滞留时间，一方面，让下吸空气与物料发生强烈反应，形成高温区，提高燃烧强度和燃气热值；另一方面，促使物料产生的气体中爽带的焦油在高温区得到进一步裂解。其次，打破了传统的烈解焦油净化工艺，在炉体底部高80cm处设有矩形循环集气装置和8个下吸通风口，将气流在高温循环系数运动中让焦油得到进一步烈解。其三，打破了传统的用水来冲洗过滤净化燃气工艺，在物料产生气体后在出口进入高速碰撞过滤和旋流装置中，促使燃气气体在强烈的相互碰撞和高速旋流中将灰尘和焦油得到进一步捕捉下来，产生出高品位的可燃气体。
权利要求
1.清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉，其特征是进料装置与炉体相连，使物料速送到炉内；炉顶观察口设在炉体顶部；在炉内高度120cm处设有高温锥体反应区、锥形喇叭口燃烧区，当将进风系数控制在20%-25%之间，促使下吸空气与物料燃烧产生的气体有足够的滞留时间，促使气流运动与生成的炭进一步发生反应，进而生成二氧化碳又转化成一氧化碳与水，使氧化区反应更加剧烈，将物料生成大量分解混合气体中的焦油在300-350°C高温时完全裂解，在0、4一0、6秒的时间内转化为 永久性气体；蜂窝状排渣炉排设在炉体内的底部高120cm处，与炉体连接，在气化炉的底部高80cm处设循环气流装置和8个下吸通风口与炉体连接，使物料生成大量分解混合气体在快速循环700— 800度高温区焦油得到进一步裂解，在300-350°C高温时完全裂解，方便快开炉门、燃气输道管、碰撞过滤旋流除尘器与炉体连接。
2.根据权利要求I所述的清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉,其特征是碰撞过滤旋流除尘器、炉体与快开门连环，方便开关和方便排灰渣。
3.根据权利要求I所述的清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉，其特征是喇叭口燃烧区的直径小于炉膛直径的20%，距炉排间高0、8cm。
4.根据权利要求I所述的清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉,其特征是循环气流装置20 X IOcm呈矩形。
5.根据权利要求I所述的清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉，其特征是方便快开炉门与炉体连接。
6.根据权利要求I所述的清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉，其特征是燃气输道管与炉体燃气出口连接。
全文摘要
本发明是清洁生产生物质干法式燃气净化气化炉，包括进料装置、炉顶观察口、炉体、高温锥体反应区、蜂窝状排渣炉排、循环气流集气装置、方便快开炉门、燃气输道管、碰撞过滤和旋流净化装置、快开门等系统。优点燃气热值高，比其它各种“热解气化炉”所生产的生物质燃气的热值高20%左右；环保清洁型，采用干法式无须用水来冲洗来净化燃气，无污水排放；操作方便，设备结构简单；真正解决了农林废弃物资源再利用问题；实现了将生物质秸秆、树枝、稻壳、果壳等农林废弃物在同一炉内即能生成生物质燃气，又能在炉内设置特别循环装置使生物质燃气在高温中的焦油得到进一步裂解，转化为永久性可燃气体；促使燃气的热值达到5500-6000kj/m3。
文档编号C10J3/66GK102634377SQ20121013900
公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者史琳, 史诗长, 林楫, 王斌 申请人:南京万物新能源科技有限公司