CN101338204B - 一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置，其技术方案的要点是，一体化生物质气化炉的催化裂解方法：生物质燃料从进料口通过螺旋输入装置进入燃烧室内进行燃烧，燃烧后的大量可燃气体上升到X型燃气缓冲室，再进入焦油催化裂解室，经过充分催化裂解和净化过滤后的可燃气体进入燃气净化室，从出气管排出，供用户使用。一体化生物质工业气化炉由炉体、燃气净化室、焦油催化裂解室、生物质气化炉催化剂、燃气缓冲室、螺旋输入装置、燃烧室、圆锥型反冲装置、储灰室和底座组成。一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置适用于给各种工矿企业和生物质发电厂提供热能。
Description
技术领域
本发明涉及气化炉，具体涉及一种一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置。
背景技术
生物质能源是一种可再生能源，近几年来对生物质能源的开发和利用发展的比较快，有利于缓解目前的能源危机和降低与能源相关的环境污染，促进经济社会的可持续发展。
目前生物质气化炉主要是家用的秸秆气化炉，而用于工业化生产和提供大量的可再生能源的一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置比较少，主要问题是生物质气化炉在运行过程中的焦油催化裂解技术还需要进一步的完善，才能有利于一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置的发展。
中国专利授权公告号CN 2765907，授权公告日为2006年3月22日，名称为“一种大型工业专用秸秆气化炉”，公开了“一种生物质气化炉，尤其是一种秸秆气化炉。它包括炉盖1、炉体2和炉架3，在壳体2的内侧设有冷却室4，冷却室4的上部设有聚气层10，输气管11穿过冷却室4与聚气层10相通，在炉盖1上设有排气管12和进料口15，进料口15上方设有料口盖16，操作杆13穿过炉盖1进入炉体2内，其下端固定有压板14，紧固装置20套装在操作杆13上，紧固装置20与炉盖1之间紧压的石棉21与操作杆13紧密接触，在炉体2外侧设有进水管17和出水管18，进水管17和出水管18与冷却室4相通，炉盖1与炉体2之间由压紧装置19固定密封。本实用新型具有结构简单，操作灵活，密封好，原料利用率高，造气充分的优点。”
上述专利的不足之处是气化炉虽然结构简单，但是没有焦油催化裂解装置，不利于气化炉的正常产气程序。
中国专利授权公告号CN 1098910，授权公告日为2003年1月15日，名称为“热裂解除焦生物质气化炉”，该发明“涉及农作物废弃物处理利用及由固态含碳物料生产燃气的设备制造。它包括现有固定床下吸式气化炉的炉体、炉排，上料口、配风口、排渣口、燃气出口等，其特征在于炉排下方设有设置有一个燃气气流迂回流道。也能够在炉底上增设裂解催化床，本发明强迫燃气流在流道中缓行，延长了燃气在高温环境中的停留时间，使燃气中的部分焦油被裂解。在设置催化床的情形下，其裂解反应更为充分，进一步提高了焦油裂解率、气化效率和燃气热值”。
上述专利的不足之处是颗粒催化剂是放置在气化炉炉体的最下部，燃气是从颗粒催化剂中将燃气抽吸出炉体，此时的燃气温度较低，并不利于提高焦油的裂解率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种产气量大和焦油裂解率高的一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置。
一体化生物质气化炉的催化裂解方法：生物质燃料从进料口通过螺旋输入装置进入燃烧室内进行燃烧，燃烧后的大量可燃气体上升到X型燃气缓冲室，再进入焦油催化裂解室，经过充分催化裂解和净化过滤后的可燃气体进入燃气净化室，从出气管排出，供用户使用。
一体化生物质工业气化炉由炉体、燃气净化室、焦油催化裂解室、生物质气化炉催化剂、燃气缓冲室、螺旋输入装置、燃烧室、圆锥型反冲装置、储灰室和底座组成。
本发明通过下述技术方案予以实现：
一体化生物质气化炉的催化裂解方法：生物质燃料从进料口通过螺旋输入装置进入燃烧室内，点燃生物质燃料开始燃烧，并从进风管补充空气，生物质燃料在燃烧室内产生的大量可燃气体，随着燃烧室内温度的不断升高，可燃气体上升到X型燃气缓冲室里作短暂的停留后进入焦油催化裂解室，焦油催化裂解室内的生物质气化炉催化剂，对可燃气体中的焦油进行充分的催化裂解和净化过滤，纯净的可燃气体进入燃气净化室，从出气管排出，供用户使用；在燃烧过程中，需要不定时的将压缩空气通入圆锥型反冲装置内，向炉排内进行反冲，把生物质燃料在燃烧过程中产生的灰烬结块冲散，冲散后的灰烬粉尘通过炉排落入储灰室内，从排灰管排出。
所述一体化生物质气化炉是一个立式圆柱型装置，炉体的上部设计一个圆弧型的上盖，在上盖的左上侧钻一个通孔，安装一个压力表，上盖的右上侧钻一个通孔，安装一个热电偶，在上盖的中心位置焊接一个可燃气体出气管，上盖的内侧浇筑耐火混凝土，上盖通过联接螺栓和联接法兰和炉体联接成一个整体，炉体的上部与上盖的内空腔组成一个燃气净化室；炉体内的上部设计一个焦油催化裂解室，焦油催化裂解室内的钢筋网焊接在炉体的内侧，钢筋网上放置生物质气化炉催化剂，生物质气化炉催化剂上平面低于炉体的联接法兰；炉体内中上部焊接一个敞口圆锥型钢板，敞口圆锥型钢板上面与炉体之间浇筑耐火混凝土，组成一个X型燃气缓冲室；炉体内中部为一个U型燃烧室，燃烧室与炉体之间浇筑耐火混凝土，生物质燃料在燃烧室内进行燃烧，螺旋输入装置安装在炉体的右外侧，进料口在螺旋输入装置的右上部；燃烧室下部的炉排焊接在炉体内中下部，炉排的下部设计一个储灰室，储灰室与炉排之间安装一个圆锥型反冲装置，反冲装置圆锥体的上面有24～48个通孔，压缩空气进气管焊接在炉体的右下侧，进风管焊接在炉体的左下侧，进风管与储灰室的左上部相联通，储灰室下面焊接一个排灰管，炉体下部的联接法兰通过联接螺栓与底座相联接。
所述焦油裂解室内的生物质气化炉催化剂，系采用本发明人于2005年2月25日申请的“生物质气化炉催化剂及生产方法”中的生物质气化炉催化剂，该项发明的中国专利授权公告号为CN 1301789，授权公告日为2007年2月28日，生物质气化炉催化剂由凹凸棒石粘土、高铝矾土、氧化铁、氧化镁、氧化钙和无烟煤组成，经配料、搅拌、磨粉、造粒、烘干、筛分检测和包装为成品。
上盖的压力表和热电偶，用于测量可燃气体的压力和温度，以确保一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置的正常工作；
X型燃气缓冲室是一个敞口圆锥型结构，可燃气体在通过X型燃气缓冲室的瞬间先是压力增加，然后又快速减压，有利于可燃气体在X型燃气缓冲室里作短暂的停留后均匀进入焦油催化裂解室内进行催化裂解；
催化裂解和净化过滤后的纯净可燃气体进入燃气净化室后作短暂的聚集，有利于保持一个稳定的供气压力。
压缩空气通过进气管进入圆锥型反冲装置，压缩空气从圆锥型反冲装置的通孔对炉排上面的炉灰进行间隙性反冲，有利于松散的炉灰从炉排下面进入储灰室。
一体化生物质气化炉可选用农作物的秸杆、树枝、木屑和果壳等可再生能源作为燃料，没有环境污染，有利于促进经济社会的可持续发展。
一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置集燃气、催化裂解和净化过滤为一体，结构简单，操作方便，生物质可燃气焦油裂解率达到95％以上，燃气热值可提高25％～35％。
一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置适用于给各种工矿企业和生物质发电厂提供热能。
附图说明：
图1是一体化生物质气化炉催化裂解方法及其装置的示意图。
如图所示：1是上盖，2是压力表，3是出气管，4是热电偶，5是燃气净化室，6是炉体，7是焦油催化裂解室，8是不锈钢钢筋网，9是燃气缓冲室，10敞口圆锥型钢板，11是进风管，12是联接螺栓，13是联接法兰，14是底座，15是生物质气化炉催化剂上平面，16是联接螺栓，17是联接法兰，18是生物质气化炉催化剂、19是进料口，20是螺旋输入装置，21是燃烧室，22是生物质燃料，23是耐火混凝土，24是炉排，25是圆锥型反冲装置，26是压缩空气进气管，27是储灰室，28是排灰管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
一体化生物质气化炉催化裂解方法：生物质燃料(22)从进料口(19)通过螺旋输入装置(20)进入燃烧室(21)内，点燃生物质燃料(22)开始燃烧，并从进风管(11)补充空气，燃烧的生物质燃料(22)在燃烧室(21)内产生的大量可燃气体，随着燃烧室(21)内温度的不断升高，可燃气体上升到X型燃气缓冲室(9)里作短暂的停留后进入焦油催化裂解室(7)，焦油催化裂解室(7)内的生物质气化炉催化剂(18)，对可燃气体中的焦油进行充分的催化裂解和净化过滤，纯净的可燃气体进入燃气净化室(5)，从出气管(3)排出，供用户使用；在燃烧过程中，需要不定时的将压缩空气通入圆锥型反冲装置(25)内，向炉排(24)内进行反冲，把生物质燃料(22)在燃烧过程中产生的灰烬结块冲散，冲散后的灰烬粉尘通过炉排(24)落入储灰室(27)内，从排灰管(28)排出。
所述一体化生物质气化炉是一个立式圆柱型装置，炉体(6)的上部设计一个圆弧型的上盖(1)，在上盖(1)的左上侧钻一个通孔，安装一个压力表(2)，上盖(1)的右上侧钻一个通孔，安装一个热电偶(4)，在上盖(1)的中心位置焊接一个可燃气体出气管(3)，上盖(1)的内侧浇筑耐火混凝土(23)，上盖(1)通过联接螺栓(16)和联接法兰(17)和炉体(6)联接成一个整体；炉体(6)的上部与上盖(1)的内空腔组成一个燃气净化室(5)；炉体(6)的上部设计一个焦油催化裂解室(7)，焦油催化裂解室(7)内的钢筋网(8)焊接在炉体(6)的内侧，钢筋网(8)上放置生物质气化炉催化剂(18)，生物质气化炉催化剂上平面(15)低于炉体(6)的联接法兰(17)；炉体(6)内中上部焊接一个敞口圆锥型钢板(10)，敞口圆锥型钢板(10)上面与炉体(6)之间浇筑耐火混凝土(23)，组成一个X型燃气缓冲室(9)；炉体(6)内中部为一个U型燃烧室(21)，燃烧室(21)与炉体(6)之间浇筑耐火混凝土(23)，生物质燃料(22)在燃烧室(21)内进行燃烧，螺旋输入装置(20)安装在炉体(6)的右外侧，进料口(19)在螺旋输入装置(20)的右上部；燃烧室(21)下部的炉排(24)焊接在炉体(6)内中下部，炉排(24)的下部设计一个储灰室(27)，储灰室(27)与炉排(24)之间安装一个圆锥型反冲装置(25)，反冲装置圆锥体(25)的上面有24个通孔，压缩空气进气管(26)焊接在炉体(6)的右下侧，进风管(11)焊接在炉体(6)的左下侧，进风管(11)与储灰室(27)的左上部相联通，储灰室(27)下面焊接一个排灰管(28)，炉体(6)下部的联接法兰(13)通过联接螺栓(12)与底座(14)相联接。
Claims (1)
1.一种一体化生物质气化炉催化裂解方法，其特征在于，一体化生物质气化炉的催化裂解方法：生物质燃料从进料口通过螺旋输入装置进入燃烧室内，点燃生物质燃料开始燃烧，并从进风管补充空气，生物质燃料在燃烧室内产生的大量可燃气体，随着燃烧室内温度的不断升高，可燃气体上升到X型燃气缓冲室里作短暂的停留后进入焦油催化裂解室，焦油催化裂解室内的生物质气化炉催化剂，对可燃气体中的焦油进行充分的催化裂解和净化过滤，纯净的可燃气体进入燃气净化室，从出气管排出，供用户使用；在燃烧过程中，需要不定时的将压缩空气通入圆锥型反冲装置内，向炉排内进行反冲，把生物质燃料在燃烧过程中产生的灰烬结块冲散，冲散后的灰烬粉尘通过炉排落入储灰室内，从排灰管排出；
所述一体化生物质气化炉是一个立式圆柱型装置，炉体的上部设计一个圆弧型的上盖，在上盖的左上侧钻一个通孔，安装一个压力表，上盖的右上侧钻一个通孔，安装一个热电偶，在上盖的中心位置焊接一个可燃气体出气管，上盖的内侧浇筑耐火混凝土，上盖通过联接螺栓和联接法兰和炉体联接成一个整体，炉体的上部与上盖的内空腔组成一个燃气净化室；炉体内的上部设计一个焦油催化裂解室，焦油催化裂解室内的钢筋网焊接在炉体的内侧，钢筋网上放置生物质气化炉催化剂，生物质气化炉催化剂上平面低于炉体的联接法兰；炉体内中上部焊接一个敞口圆锥型钢板，敞口圆锥型钢板上面与炉体之间浇筑耐火混凝土，组成一个X型燃气缓冲室；炉体内中部为一个U型燃烧室，燃烧室与炉体之间浇筑耐火混凝土，生物质燃料在燃烧室内进行燃烧，螺旋输入装置安装在炉体的右外侧，进料口在螺旋输入装置的右上部；燃烧室下部的炉排焊接在炉体内中下部，炉排的下部设计一个储灰室，储灰室与炉排之间安装一个圆锥型反冲装置，反冲装置圆锥体的上面有24～48个通孔，压缩空气进气管焊接在炉体的右下侧，进风管焊接在炉体的左下侧，进风管与储灰室的左上部相联通，储灰室下面焊接一个排灰管，炉体下部的联接法兰通过联接螺栓与底座相联接。
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