[发明专利]下吸式生物质气化反应室及其气化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生物质气化装置及工艺，生产燃气发电等新能源相关技术，尤其涉及一种生物质气化反应室及其气化工艺。

背景技术

能源与环保是当今世界亟待解决的两大问题，现时绝大多数能源供应仍然依赖化石燃料，然而其燃烧时排放的各类污染物却让环保问题雪上加霜。而事实是，我们所使用的化石燃料，却来源于生物质，而生物质其实是一种100％可再生的清洁能源。

广义上，生物质包括所有的植物，微生物，动物，以及它们产生的废弃物。生物质资源非常丰富，诸如城市固体垃圾(MSW)，林木，农业废弃物和其他富碳有机材料都是优良的生物质资源。每年地球上都因基于叶绿素的光合作用生成1400-1800亿吨生物质。储藏在这些生物质里面的化学能源是世界总能源消耗量的三倍以上，但是我们目前的利用率不足总量的3％。

现有生物质气化反应室利用厌氧燃烧产生可燃气体，但是由于其结构简陋，设计不合理，存在诸多缺陷，如：产气不稳定，排渣进料无法连续操作，气化反应不可控，点火系统原始简陋，无法重复使用，产气焦油含量高造成输气管线阻塞，或者损害腐蚀终端应用设备。因此无法长期连续使用，不便于储存运输或者大面积推广应用，从而无法应用于现有燃气发电机组连续稳定发电。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述问题，本发明旨在公开一种设计更为合理的生物质气化反应室及其气化工艺，其气化效率高，产气稳定可控，尤其实现了不间断连续气化。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种下吸式生物质气化反应室，包括上料装置、气化区、炉蓖、点火装置、排渣装置及炉内压力调节系统、炉温监测系统、炉内料位监测系统、进出口气体温度监测系统、进出口压力监测系统和火焰监测系统，其特征在于：

还包括自动整平装置；

所述上料装置为自动上料装置，位于气化反应室的顶部，包括两级球阀、一个料仓以及一个高低位料位监测器，所述料仓位于两级球阀之间，高低位料位检测器位于其料仓内部；

所述气化区由一体式的初级气化区和二次气化区组成，所述初级所化区在上，二次气化区在下，两者之间设置炉蓖；两套所述炉内压力调节系统分别位于所述初级气化区顶部和二次气化区顶部；

所述炉蓖为振动炉蓖，是上下两层分体结构；下层炉蓖是固定炉蓖，由多个梯型不锈钢齿条呈正梯型放置并通过其两端固定连接于下层炉蓖圈内侧形成，所述固定炉蓖固定于所述气化反应室的耐火材料壁上；上层炉蓖是活动炉蓖，由多个梯型不锈钢齿条呈倒梯型放置并通过其两端固定连接于上层炉蓖圈内侧形成，所述上层炉蓖与液压动力装置连接并连动；所述下层炉蓖的齿条与上层炉蓖的齿条对应咬合，并设定相邻的上下两层炉蓖的齿条咬合处的横向间隙为5-80mm；通过PLC自动控制系统控制所述液压动力装置带动所述上层炉蓖以不大于200次/分钟的频率振动；

所述自动整平装置包括动力部分和整平器；所述动力部分位于初级气化区的顶部，由液压推动装置和减速电机组成；所述整平器位于初级气化区内部，包括套装固定于中心轴上的整平转臂；所述液压推动装置的缸头与减速电机相连接，减速电机的输出端与中心轴相连接，所述中心轴、减速电机的输出轴及缸头的中心线与所述气化区的中心线重合；

所述点火装置为自动点火装置，位于所述初级气化区下端的反应室侧壁处，包括油枪、点火器和推进系统；

所述排渣装置为自动排渣装置，与所述二次气化区底部的排渣通道相连接，包括两级球阀、一个料仓以及一个高低位料位监测器，所述料仓位于两级球阀之间，高低位料位检测器位于其料仓内部；

二次气化区的混合气体出气管路经输气管路连接至蒸汽换热器的进气管路；

所述气化区的进气管路分别经蒸汽缓冲罐和空气缓冲罐连接蒸汽换热器和空气预热装置的出气管路。

进一步的，所述初级气化区和二次气化区的耐火层均由硅酸铝耐火混凝土浇筑形成，保温层由陶瓷纤维包裹而成，初级气化区的进气口位于初级气化区顶部；二次气化区的进气口位于二次气化区的上部，其混合气体出气口位于二级气化区中部。

进一步的，所述振动炉蓖的不锈钢齿条的上底宽约10-100mm，上底与下底的宽度为1∶2-2∶3，厚度为20-150mm。

进一步的，自动整平装置的所述液压推动装置的行程为50-500mm，所述减速电机的转速为5-20rpm。

进一步的，所述炉温监测系统包括4-16个热电偶，均匀分布于所述初级气化区内。