脈沖式循環(huán)流化床氣化爐及使用該氣化爐的氣化系統(tǒng)及方法技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種脈沖式循環(huán)流化床氣化爐，包括下端封閉的爐座，其特征在于：還包括交錯相聯(lián)的兩個以上的氣化加速管和兩個以上的氣化脈沖管，氣化加速管與爐座固聯(lián)，氣化加速管的內(nèi)徑小于氣化脈沖管的內(nèi)徑；在爐座上設(shè)有氣化劑進管和排渣管，排渣管上設(shè)有排渣閥；爐座通過進風管與風機相連，在最下方的氣化加速管上設(shè)有點火器，在氣化脈沖管上設(shè)有給料機，在最上方的氣化脈沖管上設(shè)有等離子槍和排氣管。本發(fā)明專利技術(shù)還公開一種脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)及使用方法；本發(fā)明專利技術(shù)不僅氣化效率高，可大幅提高燃氣的熱值和純度，且不易停爐、保證設(shè)備長時間的正常運行，還可有效裂解燃氣中的焦油及二噁英，確保后續(xù)設(shè)備的正常工作及保護環(huán)境。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
脈沖式循環(huán)流化床氣化爐及使用該氣化爐的氣化系統(tǒng)及方法
本專利技術(shù)涉及一種用于生物質(zhì)顆粒燃料的氣化爐及使用該氣化爐的氣化系統(tǒng)和方法。
技術(shù)介紹
生物質(zhì)資源因來源充足、環(huán)境友好而得到廣泛應(yīng)用；通過對生物質(zhì)資源進行氣化得到燃氣是其中較為高效的利用方式；現(xiàn)有對生物質(zhì)顆粒燃料進行氣化主要有固定床和流化床氣化爐兩種裝置，前者不能連續(xù)工作，傳熱、傳質(zhì)也不均勻、不易大型化，難以實現(xiàn)工業(yè)化、規(guī)模化的應(yīng)用；后者通過在爐內(nèi)下部設(shè)置布風板以形成燃燒時的流化態(tài)，與空氣進行氧化燃燒、還原和熱分解等反應(yīng)，部分原料與空氣中的氧進行燃燒，提供還原和熱分解反應(yīng)所需要的能量，大部分原料在高溫缺氧狀態(tài)下進行熱分解，以獲得氣化燃氣；但由于生物質(zhì)顆粒燃料的粒度不均勻，大顆粒燃料難以吹起，該方式不能完全氣化；加上如氣化溫度過低，則熱解效率偏低，所獲燃氣的熱值和純度難以滿足要求，造成資源浪費；如氣化溫度過高，則超過灰熔點，在爐內(nèi)形成較多粘附物，易堵塞布風板及排灰口，造成停爐，影響生產(chǎn)效率；且氣化燃氣中含有較多的焦油，該燃氣如用于內(nèi)燃機組發(fā)電，其中的焦油會嚴重影響發(fā)電機組的運行，現(xiàn)多采用專用設(shè)備如靜電捕焦器出去焦油，導(dǎo)致成本增加；對于采用垃圾衍生物制作的生物質(zhì)顆粒燃料，在氣化時還會生成強致癌物二噁英，該方式無法對其進行分解，嚴重污染環(huán)境，使得使用受到限制。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種脈沖式循環(huán)流化床氣化爐及使用該氣化爐的氣化系統(tǒng)和方法，它不僅氣化效率高，可大幅提高燃氣的熱值和純度，且不易停爐、保證設(shè)備長時間的正常運行，還可有效裂解燃氣中的焦油及二噁英，確保后續(xù)設(shè)備的正常工作及保護環(huán)境。為了達到上述目的，本專利技術(shù)的脈沖式循環(huán)流化床氣化爐，包括下端封閉的爐座，其特征在于：還包括交錯相聯(lián)的兩個以上的氣化加速管和兩個以上的氣化脈沖管，氣化加速管與爐座固聯(lián)，氣化加速管的內(nèi)徑小于氣化脈沖管的內(nèi)徑；在爐座上設(shè)有氣化劑進管和排渣管，排渣管上設(shè)有排渣閥；爐座通過進風管與風機相連，在最下方的氣化加速管上設(shè)有點火器，在氣化脈沖管上設(shè)有給料機，在最上方的氣化脈沖管上設(shè)有等離子槍和排氣管；作為對本專利技術(shù)脈沖式循環(huán)流化床氣化爐的進一步改進，爐座內(nèi)通過轉(zhuǎn)軸設(shè)有排渣葉輪，轉(zhuǎn)軸與爐座外的減速電機相聯(lián)；便于排出爐座內(nèi)的干灰；本專利技術(shù)使用上述脈沖式循環(huán)流化床氣化爐的氣化系統(tǒng)，所述排氣管通過一個以上的旋風分離器與燃氣凈化裝置相連，旋風分離器的回料管與其中一氣化加速管相連，燃氣凈化裝置與系統(tǒng)風機相連；系統(tǒng)風機工作，將爐內(nèi)燃氣經(jīng)排氣管抽入旋風分離器，分離出的未氣化完全的灰渣被返回氣化加速管內(nèi)繼續(xù)氣化，其余氣化燃氣則經(jīng)過燃氣凈化裝置、除去粉塵后由系統(tǒng)風機送入后系統(tǒng)；作為對本專利技術(shù)脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)的進一步改進，旋風分離器通過高溫脫焦裝置與燃氣凈化裝置相連，高溫脫焦裝置包括兩個蓄熱體、置于每個蓄熱體中的數(shù)根陶瓷管，兩個蓄熱體的一端通過各自的連接管與同一高溫煙氣進管及旋風分離器的出風管相連，兩個蓄熱體的另一端通過各自的連接管與同一高溫煙氣出管及燃氣凈化裝置的進氣管相連，在旋風分離器出風管與兩個蓄熱體的連接管的連接處、高溫煙氣進管與兩個蓄熱體的連接管的連接處、高溫煙氣出管與兩個蓄熱體的連接管的連接處、燃氣凈化裝置進氣管與兩個蓄熱體的連接管的連接處均設(shè)有氣體換向閥；使用時，燃氣通過兩個蓄熱體有效裂解其中的焦油等；作為對本專利技術(shù)脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)的進一步改進，所述數(shù)根陶瓷管均為鎳基陶瓷管；鎳基陶瓷管對焦油的裂解可起到催化作用；本專利技術(shù)使用上述脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)的方法，包括以下步驟：1）啟動系統(tǒng)風機，將生物質(zhì)顆粒燃料由給料機送入氣化脈沖管內(nèi)、在其下方通入壓力風及作為氣化劑的蒸汽并點火，控制爐內(nèi)過量空氣系數(shù)范圍為0.2～0.5；2）部分生物質(zhì)顆粒燃料燃燒，此時爐內(nèi)溫度低于800℃；其余生物質(zhì)顆粒燃料受風壓作用、被向上吹起，而氣化加速管中的風速快于氣化脈沖管中的風速，部分顆粒燃料反復(fù)上升、下落，形成流化態(tài)，可被充分氣化，產(chǎn)生氣化燃氣；3）有氣化燃氣產(chǎn)生時，啟動等離子槍、產(chǎn)生高溫電弧，在最上方的氣化脈沖管內(nèi)采用等離子體加熱，使得該氣化脈沖管內(nèi)的區(qū)域溫度達1150℃以上，使得燃料進行高溫熱解氣化，也將氣化燃氣中的焦油裂解為燃氣；4）氣化燃氣進入旋風分離器，分離出的未氣化完全的灰渣被返回氣化加速管內(nèi)繼續(xù)氣化，其余氣化燃氣則經(jīng)過凈化后由系統(tǒng)風機送入后系統(tǒng)。本專利技術(shù)通過控制爐內(nèi)過量空氣系數(shù)范圍為0.2～0.5，處于微氧狀態(tài)，生物質(zhì)顆粒燃料不能完全燃燒，爐內(nèi)溫度控制在800℃以下，低于灰熔點，不會堵塞排渣管及排渣閥，防止停爐、保證設(shè)備長時間的正常運行；不同粒徑的顆粒燃料進入氣化脈沖管內(nèi)，小粒徑的顆粒燃料易被吹起，完全氣化，大粒徑的顆粒燃料和沒完全氣化的顆粒因重量較重，受氣化加速管和氣化脈沖管中不同氣流速度作用，會在爐內(nèi)反復(fù)上升、下落，形成流化態(tài)，被充分熱解氣化，可提高物料的氣化效率和產(chǎn)氣量，可大幅提高燃氣的熱值和純度；啟動等離子槍、產(chǎn)生高溫電弧，使得該氣化脈沖管內(nèi)的區(qū)域溫度達1150℃以上，使得燃料被完全熱解氣化，也將氣化燃氣中的焦油裂解為燃氣，可提高燃氣的熱值和降低焦油含量，為后續(xù)設(shè)備的正常工作提供條件，也進一步提高燃氣純度；作為氣化劑的蒸汽，可提高顆粒燃料與煙氣的換熱效率，同時抑制爐內(nèi)溫度的上升過高；作為對本專利技術(shù)脈沖式循環(huán)流化床氣化方法的進一步改進，通過控制氣體換向閥由高溫煙氣對兩個蓄熱體內(nèi)的數(shù)根鎳基陶瓷管進行交替加熱，使其溫度達到1250℃-1350℃，從旋風分離器出來的氣化燃氣經(jīng)過被加熱后的鎳基陶瓷管后再被凈化；氣化燃氣不間斷地分批被兩個蓄熱體內(nèi)的鎳基陶瓷管加熱到更高溫度，其中的焦油被二次高溫裂解，如有二噁英在此溫度也被分解，可較徹底地裂解焦油，并保護環(huán)境。綜上所述，本專利技術(shù)不僅氣化效率高，可大幅提高燃氣的熱值和純度，且不易停爐、保證設(shè)備長時間的正常運行，還可有效裂解燃氣中的焦油及二噁英，確保后續(xù)設(shè)備的正常工作及保護環(huán)境。附圖說明圖1為本專利技術(shù)脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)實施例的主視圖。圖2為圖1中高溫脫焦裝置的放大圖。圖3為圖2中蓄熱體的剖視圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖，對本專利技術(shù)作進一步詳細的說明。如圖1所示，本專利技術(shù)實施例的脈沖式循環(huán)流化床氣化爐，包括下端封閉的爐座1、交錯相聯(lián)的三個氣化加速管2和三個氣化脈沖管3，最下方的氣化加速管3與爐座1焊接固聯(lián)，氣化加速管3的內(nèi)徑小于氣化脈沖管3的內(nèi)徑，氣化脈沖管3的下部均設(shè)有錐段作為過渡，利于流化態(tài)的形成；在爐座1上設(shè)有氣化劑進管4和排渣管5，排渣管5上設(shè)有排渣閥6，爐座1內(nèi)通過轉(zhuǎn)軸設(shè)有排渣葉輪7，轉(zhuǎn)軸與爐座1外的減速電機相聯(lián)（未示出）；爐座1通過進風管與風機8相連，在最下方的氣化加速管2上設(shè)有電子點火器9，在最下方的氣化脈沖管3上設(shè)有螺旋給料機10，在最上方的氣化脈沖管3上設(shè)有等離子槍11和排氣管12；如圖1至圖3所示，本專利技術(shù)實施例的脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，除包括上述氣化爐，所述排氣管12通過兩個串聯(lián)的旋風分離器13、14與高溫脫焦裝置15、燃氣凈化裝置16、系統(tǒng)風機17依次相連，兩旋風分離器13、14的回料管與中部的氣化加速管2相連；高溫脫焦裝置15包括兩個蓄熱體20、21、置于每個蓄熱體中的數(shù)根鎳基陶瓷管22，兩個蓄熱體20、2本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種脈沖式循環(huán)流化床氣化爐，包括下端封閉的爐座，其特征在于：還包括交錯相聯(lián)的兩個以上的氣化加速管和兩個以上的氣化脈沖管，氣化加速管與爐座固聯(lián)，氣化加速管的內(nèi)徑小于氣化脈沖管的內(nèi)徑；在爐座上設(shè)有氣化劑進管和排渣管，排渣管上設(shè)有排渣閥；爐座通過進風管與風機相連，在最下方的氣化加速管上設(shè)有點火器，在氣化脈沖管上設(shè)有給料機，在最上方的氣化脈沖管上設(shè)有等離子槍和排氣管。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種脈沖式循環(huán)流化床氣化爐，包括下端封閉的爐座，其特征在于：還包括交錯相聯(lián)的兩個以上的氣化加速管和兩個以上的氣化脈沖管，氣化加速管與爐座固聯(lián)，氣化加速管的內(nèi)徑小于氣化脈沖管的內(nèi)徑；在爐座上設(shè)有氣化劑進管和排渣管，排渣管上設(shè)有排渣閥；爐座通過進風管與風機相連，在最下方的氣化加速管上設(shè)有點火器，在氣化脈沖管上設(shè)有給料機，在最上方的氣化脈沖管上設(shè)有等離子槍和排氣管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖式循環(huán)流化床氣化爐，其特征在于：爐座內(nèi)通過轉(zhuǎn)軸設(shè)有排渣葉輪，轉(zhuǎn)軸與爐座外的減速電機相聯(lián)。3.使用如權(quán)利要求1或2所述脈沖式循環(huán)流化床氣化爐的氣化系統(tǒng)，其特征在于：排氣管通過一個以上的旋風分離器與燃氣凈化裝置相連，旋風分離器的回料管與其中一氣化加速管相連，燃氣凈化裝置與系統(tǒng)風機相連。4.如權(quán)利要求3所述的脈沖式循環(huán)流化床氣化系統(tǒng)，其特征在于：旋風分離器通過高溫脫焦裝置與燃氣凈化裝置相連，高溫脫焦裝置包括兩個蓄熱體、置于每個蓄熱體中的數(shù)根陶瓷管，兩個蓄熱體的一端通過各自的連接管與同一高溫煙氣進管及旋風分離器的出風管相連，兩個蓄熱體的另一端通過各自的連接管與同一高溫煙氣出管及燃氣凈化裝置的進氣管相連，在旋風分離器出風管與兩個蓄熱體的連接管的連接處、高溫煙氣進管與兩個蓄熱體的連接管的連接處、高溫煙氣出管與兩個蓄熱體的連接管的連接處、燃氣...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：雷建國，雷豐源，
申請(專利權(quán))人：四川雷鳴環(huán)保裝備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：四川,51