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技术摘要:
一种除尘除焦一体化生物质气化炉,包括热出水口,排气口,夹套,隔热层,燃烧喉部,进风预热室,进风口,出灰口,爬梯,操作平台,投料口,燃烧室,灰尘收集箱,出灰口,加湿箱,电机,风扇,出水口,水槽,胶皮管,烟气管道,抽水装置,输水装置,喷头,除灰尘器,冷 全部
背景技术:
中国可用的固体生物质数量巨大,主要以农业废弃物和木材废物为主;生物质分 布分散,收集和运输困难,在中国目前的条件下,难以采用大规模燃烧技术,所以中小规模 的生物质气化发电技术(200—5000kW)在中国有独特的优势;由于中国电力供应紧张,而生 物质废弃物浪费严重,价格低廉,所以生物质气化发电的成本,约为0.2-0.3元/Kw.h,已接 近或优于常规发电,其单位投资仅约3500—4000元/Kw,为煤电的60%-70%,所以具备进入市 场竞争的条件;目前中国已具备建设MW级生物质气化发电项目的能力;但技术仍存在一些 问题,最突出的是对水的二次污染和对各种类型生物质适用性不强,而且系统发电效率较 低,热效率仅为15%左右。 生物质气炉制造的秸秆燃气,属于绿色新能源,具有强大的生命力;由于植物燃气 产生的原料为农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、牛羊畜粪及一切可燃性物质,是一种取 之不尽,用之不竭的再生资源;每个农户每天只需植物原料3-5公斤,方可解决全天生活用 能(炊事、取暖、淋浴),并且像液化气一样燃烧,完全可以改变我国农村烟熏火燎的生活方 式,完全可以取缔传统柴灶,替代液化气。 众所周知,在原理上,气化和燃烧都是有机物与氧发生反应,其区别在于,燃烧过 程中氧气是足量或者过量的,燃烧后的产物是二氧化碳和水等不可再燃的烟气,并放出大 量的反应热,即燃烧主要是将生物质的化学能转化为热能,而生物质气化是在一定的条件 下,只提供有限氧的情况下使生物质发生不完全燃烧,生成一氧化碳、氢气和低分子烃类等 可燃气体,即气化是将化学能的载体由固态转化为气态;相比燃烧,气化反应中放出的热量 小得多,气化获得的可燃气体再燃烧可进一步释放出其具有的化学能。 根据中国质量监督检验站对生物质燃气的检测得知:可燃气体中含氢15.27%、氧 3.12%、氮56.22%、甲烷1.57%、一氧化碳9.76%、二氧化碳13.75%、乙烯0.10%、乙烷0.13%、丙 烷0.03%、丙烯0.05%,合计100%。气化炉每小时可产生2.8m3燃烧气体,高效环保、节能,像液 化气一样燃烧。每户每天只需植物资源3-5公斤,即可解决全天生活用能(炊事、取暖、沐 浴);广泛用于取暖,沐浴,企业餐厅,路边排档等场所,在所有能源中,唯独生物质燃气最现 实最经济、最方便、最节能、最适用,它不仅使用安全,而且清洁卫生。 20世纪90年代初期在市场上曾经出现过户用生物质气化炉,一般采用下吸式气化 炉,燃料以锯末、散碎的树枝、秸秆、玉米芯等,优点是一次添料多次使用;但结构比较复杂, 有发生炉(料仓和气化室)、鼓风机、管道、阀门和灶具等,因此售价比较高。更主要的问题是 产生焦油没法解决,所以一直没能推广开;近些年来,有人在原有气化炉的基础上,增加了 过滤水洗装置,使焦油和水一起排出来,尽管外表制造得漂亮,但产生焦油的根本问题仍未 解决。 3 CN 111718758 A 说 明 书 2/3 页 目前我国生物质气化炉产生燃气存在的显著问题:1)由于气化炉和灶具直接相 连,产生的可燃气没有经过任何处理,因而灶具连接管及气化炉都有焦油渗出,卫生条件很 差,且易堵塞管道和灶具;2)由于户用气化炉比较小,气化条件不易控制,产生气体中的可 燃气成分质量不稳,并且不连续,影响燃用甚至有安全问题;3)特别是新炉子,或者是隔了 一段时间未使用的炉子,从点火到产气需要一定的起火时间,增加了劳动时间,而且这段时 间内烟气污染物排放很高;4)更重要的问题是焦油和含焦油的水无序排放,用户随意泼洒 在土地和水沟中,造成土地和地下水的污染;5)在燃烧过程中,厨房弥漫着大量的秸秆的气 味,其中含有大量的有害气体成分,特别是CO气体大量超标,农户长期在这种环境下使用, 对人体会造成极大的损害。
技术实现要素:
为针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种除尘除焦一体化生物质 气化炉。 本发明的的原理:不同生物质的反应过程也有差异,常见反应可分为氧化层、还原 层、裂解层和干燥层:1、氧化反应:生物质在氧化层中的主要反应为氧化反应,气化剂由炉 栅的下部导入,经灰渣层吸热后进入氧化层,在这里通过高温的碳发生燃烧反应,生成大量 的二氧化碳,同时放出热量,温度可达1000~1300摄氏度,在氧化层进行的燃烧均为放热反 应,这部分反应热为还原层的还原反应,物料的裂解及干燥提供了热源。2、还原反应;在氧 化层中生成的二氧化碳和碳与水蒸气发生还原反应。3、裂解反应区;氧化区及还原区生成 的热气体在上行过程中经裂解区,将生物质加热,使在裂解区的生物质进行裂解反应。4、干 燥区;经氧化层、还原层及裂解反应区的气体产物上升至该区,加热生物质原料,使原料中 的水分蒸发,吸收热量,并降低产生温度,生物质气化炉的出口温度一般为100~300℃,氧化 区及还原区总称气化区,气化反应主要在这里进行;裂解区和干燥区总称为燃料准备区;本 发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种除尘除焦一体化生物质气化炉,包括热出水 口,排气口,夹套,隔热层,燃烧喉部,进风预热室,进风口,出灰口,爬梯,操作平台,投料口, 燃烧室,灰尘收集箱,出灰口,加湿箱,电机,风扇,出水口,水槽,胶皮管,烟气管道,抽水装 置,输水装置,喷头,除灰尘器,冷凝装置。 所述的操作平台和燃烧炉连接并靠近燃烧炉右边,燃烧炉的右边设有投料口,其 内部分为两层,上层为燃烧室,下层为灰尘收集箱,灰尘收集仓底部侧边设置有一个出灰 口,灰尘收集仓的中部侧方和加湿箱连接,燃烧炉的下面设置有一个电机,电机通过燃烧炉 下层中心处的主轴和风扇连接,所述的风扇设置在燃烧室的最底层。 所述的冷凝器内部竖 直设置有多个冷凝管,本技术采用二次配风,炉压在500-700㎜水柱以保证射流区正常流 化;可以连续生产,火焰稳定,高温段温度可达1300℃。 所述燃烧室的构成:自动供料装置、储料斗、燃烧膛、自动点火装置、供氧风机、排 灰口、观火口、排烟引风机等组件构成。 本发明的有益效果:与现有技术生物质气化炉相比,本发明除尘除焦一体化生物 质气化炉的优点在于:本发明所述的除尘除焦一体化生物质气化炉在结构内设置有风扇, 并设置在燃烧室的最底层,这样能有效避免炉外处理产生的环境污染问题。 4 CN 111718758 A 说 明 书 3/3 页 附图说明 图1是改造前气化炉的结构示意图。 图2是改造后气化炉的部分结构示意图。 图3是改造后气化炉的进风口结构示意图。 图4是本发明气化炉改进后的整体示意图。 其中:1、爬梯,2、操作平台,3、燃烧炉,31、燃烧室,32、灰尘收集箱,33、电机,34、主 轴,35、风扇,36、出灰口,37、投料口,4、加湿箱,41、出水口,5、水槽,51、胶皮管,6、烟气管 道,7、抽水装置,71、输水装置,72、喷头,8、除灰尘器,9、冷凝装置,10、风机。