CN206538389U - 一种具有余热利用功能的下吸式固定床*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有余热利用功能的下吸式固定床***，包括依次连接的第一螺旋干燥装置、第二螺旋干燥装置、热解气化装置以及气化剂预热器；所述热解气化装置上部为热解区，下部为气化区；所述气化区下端一侧设有起始燃气出口；所述第一螺旋干燥装置内设有第一燃气通道，所述第二螺旋干燥装置内设有第二燃气通道，所述热解区内设有第三燃气通道；所述起始燃气出口、气化剂预热器、第三燃气通道、第二燃气通道、第一燃气通道依次连通。本实用新型有效地利用了高温燃气的余热，且提高了下吸式固定床***的对原料的适用范围。

Description

一种具有余热利用功能的下吸式固定床***

技术领域

本实用新型涉及生物质气化领域，特别是涉及一种具有余热利用功能的下吸式固定床***。

背景技术

随着常规能源逐渐枯竭，可再生能源具有储量丰富、可再生、零污染零排放等优点，越来越得到重视。生物质是重要的可再生能源，由于其易得性和易于利用性，是关注的重点。预计到22世纪中叶，生物质将替代燃气占全球总能耗的40％以上，有效补充常规能源的不足。

目前生物质气化技术分为固定床气化技术和流化床气化技术。固定床气化是将一定量的生物质原料投入气化装置内厌氧燃烧，最终生成可燃气体的一种生物质能转化技术。“固定”是指生物质物料在炉内不流动，在静止状态下气化。固定床气化技术主要分为上吸式气化技术和下吸式气化技术。其中下吸式气化技术具有焦油含量低的优点，但是下吸式气化技术生成的燃气温度高达800-900℃，总体热效率偏低；原料要求严苛，水分需要低于20％，否则会降低气化效率。在下吸式气化技术的应用过程中，必须考虑上述因素。

实用新型内容

为了克服上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种有效利用燃气余热的下吸式固定床***。

本实用新型采用的技术方案是：

提供一种具有余热利用功能的下吸式固定床***，包括第一螺旋干燥装置、第二螺旋干燥装置、热解气化装置和气化剂预热器，所述第一螺旋干燥装置的出料口与所述第二螺旋干燥装置的进料口连接，所述第二螺旋干燥装置的出料口与所述热解气化装置的进料口连接；所述热解气化装置上部为热解区，下部为气化区，中间设有可通入气化剂的风箱；所述气化区下端一侧设有起始燃气出口；所述第一螺旋干燥装置内设有可与第一螺旋干燥装置进行热交换的第一燃气通道，所述第二螺旋干燥装置内设有可与第二螺旋干燥装置进行热交换第二燃气通道，所述热解区内设有可与热解区进行热交换第三燃气通道；所述起始燃气出口与所述气化剂预热器连通，所述气化剂预热器与所述第三燃气通道连通，所述第三燃气通道与所述第二燃气通道连通，所述第二燃气通道与所述第一燃气通道连通，所述第一燃气通道末端设有最终燃气出口。

生物质原料在第一螺旋干燥装置内与高温燃气发生热传递，干燥生物质原料，然后在第二螺旋干燥装置内与高温燃气发生热传递，进一步干燥生物质原料，生物质原料水分降低至20％以下，水蒸气被排出。可以根据生物质原料的初始水分，调整螺旋干燥装置的转速和燃气的流速。

干燥后的生物质原料进入热解气化装置，通过调整燃气的流速，控制热解区的温度在400-600℃，热解后的生物质进入气化区，与200℃的空气气化剂反应，生成温度高达900℃的生物质燃气。

燃气经起始燃气出口进入气化剂热交换装置，与气化剂间接换热，气化剂的温度升至200℃，进入风箱，在气化区与生物质原料反应，随后燃气温度降至800℃。

离开预热器的燃气进入第三燃气通道与热解区内的生物质原料换热，燃气温度降至600℃。然后，燃气依次进入第二螺旋干燥装置及第一螺旋干燥装置的燃气通道，燃气温度降至350℃。最后燃气经最终燃气出口排出。

进一步地，所述第三燃气通道、第二燃气通道、第一燃气通道内的燃气流动方向与所述第一螺旋干燥装置、第二螺旋干燥装置、热解气化装置内原料输送方向相反。生物质原料与燃气逆向流动，能够更好地实现生物质原料与燃气的热交换。

进一步地，所述第一燃气管道和第二燃气管道分别位于第一螺旋干燥装置和第二螺旋干燥装置的轴向上。进一步地，所述第三燃气通道位于所述热解区的轴向上。以便于原料与燃气均匀地进行热交换。

进一步地，所述第三燃气通道为折管，折管与原料的接触面积增大，燃气的在热解区停留时间增长，有利于提高热交换效率。

本实用新型的有益效果是：

(1)下吸式固定床***产生的高温燃气依次与空气气化剂、生物质原料换热，有效的利用了高温燃气的余热，显著提高了下吸式固定床***的热效率；

(2)生物质原料在进入热解气化阶段前独立干燥，一方面提高了下吸式固定床***的对原料的适用范围，另一方面提高了本***的气化效率。

附图说明

附图1为本实用新型一种具有余热利用功能的下吸式固定床***的结构示意图。

图中，1-第一螺旋干燥装置，11-第一燃气管道，12-最终燃气出口；2-第二螺旋干燥装置，21-第二燃气管道；3-热解气化装置，31-热解区，311-第三燃气管道，32-气化区，33-风箱，331-进风管道，34-起始燃气出口，35-炉排，36-出渣口；4-预热器；5-气化风机。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如图1所示的一种具有余热利用功能的下吸式固定床***，包括第一螺旋干燥装置1、第二螺旋干燥装置2、热解气化装置3和气化剂预热器4，所述第一螺旋干燥装置1的出料口与所述第二螺旋干燥装置2的进料口连接，所述第二螺旋干燥装置2的出料口与所述热解气化装置3的进料口连接。

所述热解气化装置3上部为热解区31，下部为气化区32，中间设有可通入气化剂的风箱33；所述气化区32下端一侧设有起始燃气出口34。

所述第一螺旋干燥装置1内设有可与第一螺旋干燥装置1进行热交换的第一燃气通道11，所述第二螺旋干燥装置2内设有可与第二螺旋干燥装置2进行热交换第二燃气通道21，所述热解区31内设有可与热解区进行热交换第三燃气通道311。

所述起始燃气出口34与所述气化剂预热器4连通，所述气化剂预热器4与所述第三燃气通道311连通，所述第三燃气通道311与所述第二燃气通道21连通，所述第二燃气通道21与所述第一燃气通道11连通，所述第一燃气通道11末端设有最终燃气出口12。

所述第三燃气通道311、第二燃气通道21、第一燃气通道11内的燃气流动方向与所述第一螺旋干燥装置1、第二螺旋干燥装置2、热解气化装置3内原料输送方向相反。

所述第三燃气通道311位于所述热解区31的轴向上。所述第一燃气管道11和第二燃气管道12分别位于第一螺旋干燥装置1和第二螺旋干燥装置2的轴向上。所述第三燃气通道311为折管。

所述气化剂预热器4外侧环绕有气化剂输送管道，所述气化剂输送管道一端连接有气化风机5，另一端与所述风箱33相连。所述风箱33上设有进风管331。

所述第一螺旋干燥装置1和所述第二螺旋干燥装置2上均设有水蒸气出口。所述热解气化装置下端设有炉排35和出渣口36。

本实用新型工作时，生物质原料进入第一螺旋干燥装置1内与高温燃气发生热传递，生物质原料的水分蒸发并经水蒸气出口排出。生物质原料进入第二螺旋干燥装置2内与高温燃气进一步换热，生物质原料水分降低至20％以下。

经过第二螺旋输送装置2干燥后的生物质原料进入热解气化装置3，首先在热解区31内与燃气换热发生热解，挥发分析出。热解区31的温度在400-600℃。热解后的生物质进入气化区32，与200℃的空气气化剂反应，生成温度高达900℃的生物质燃气，炉渣经炉排35自排渣口36排出。

高温的燃气进入气化剂预热器4，与作为气化剂的空气间接换热，空气的温度升至200℃，进入热解气化装置的风箱33，在气化区32与生物质原料反应；燃气温度降至800℃。

离开气化剂预热器4的燃气进入第三燃气通道311，与热解区31内的生物质原料换热，燃气温度降至600℃。然后，燃气依次进入第二燃气通道和第三燃气通道，与生物质原料逆向换热，燃气温度降至350℃。

本实用新型有效地利用了高温燃气的余热，且提高了下吸式固定床***的对原料的适用范围。

显然，上述具体实施方式是为说明本实用新型的例子之一，但不局限于本实用新型实施方式，可以在上述说明的基础上做出其他形式上的变化或替代，而这些改变或者替代也将包含在本实用新型确定的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有余热利用功能的下吸式固定床***，其特征在于包括第一螺旋干燥装置(1)、第二螺旋干燥装置(2)、热解气化装置(3)和气化剂预热器(4)，所述第一螺旋干燥装置(1)的出料口与所述第二螺旋干燥装置(2)的进料口连接，所述第二螺旋干燥装置(2)的出料口与所述热解气化装置(3)的进料口连接；所述热解气化装置(3)上部为热解区(31)，下部为气化区(32)，中间设有可通入气化剂的风箱(33)；所述气化区(32)下端一侧设有起始燃气出口(34)；所述第一螺旋干燥装置(1)内设有可与第一螺旋干燥装置(1)进行热交换的第一燃气通道(11)，所述第二螺旋干燥装置(2)内设有可与第二螺旋干燥装置(2)进行热交换第二燃气通道(21)，所述热解区(31)内设有可与热解区进行热交换第三燃气通道(311)；所述起始燃气出口(34)与所述气化剂预热器(4)连通，所述气化剂预热器(4)与所述第三燃气通道(311)连通，所述第三燃气通道(311)与所述第二燃气通道(21)连通，所述第二燃气通道(21)与所述第一燃气通道(11)连通，所述第一燃气通道(11)末端设有最终燃气出口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种具有余热利用功能的下吸式固定床***，其特征在于所述第三燃气通道(311)、第二燃气通道(21)、第一燃气通道(11)内的燃气流动方向与所述第一螺旋干燥装置(1)、第二螺旋干燥装置(2)、热解气化装置(3)内原料输送方向相反。

3.根据权利要求1所述的一种具有余热利用功能的下吸式固定床***，其特征在于所述第一燃气管道和第二燃气管道分别位于第一螺旋干燥装置和第二螺旋干燥装置的轴向上。

4.根据权利要求1所述的一种具有余热利用功能的下吸式固定床***，其特征在于所述第三燃气通道(311)位于所述热解区(31)的轴向上。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种具有余热利用功能的下吸式固定床***，其特征在于所述第三燃气通道(311)为折管。