[发明专利]固体生物质气化裂解炉

说明书

技术领域

本发明涉及固体生物质能开发利用技术领域，更具体地说，涉及一种固体生物质气化裂解炉。

背景技术

随着能源和环境问题的日益突出，生物质能逐渐被开发利用。生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体。生物质是一种可再生能源资源，通过一定的能源转换技术，可将生物质转换为人类可直接利用的能源。目前，大多利用固体生物质，将其转换为人类可直接利用的能源，例如秸秆等农林固体废弃物、城镇固体生活垃圾及污水处理脱水污泥等通过一系列工艺可转换为能够直接利用的燃气。目前，使固体生物质气化的装置主要为干馏炉和热解炉，即固体生物质气化形式主要为干馏气化和热解气化。

但是，干馏炉和热解炉直接对固体生物质进行气化的过程中会产生焦油，且焦油以气溶胶形态弥散在气化得到的燃气之中。由于固体生物质中含有较多的水分，使得干馏气化和热解气化温度较低(干馏气化温度在400-800℃之间，热解气化氧化温度在800-900℃之间、还原温度在700℃左右)，而气体中的焦油只有当气化温度稳定在900℃以上时才能大部分裂解成可燃气体，所以干馏炉和热解炉不能将焦油裂解，导致固体生物质经干馏气化或者热解气化转换成的燃气携带较多焦油。由于燃气中焦油不能直接燃烧，大大地降低了固体生物质的再利用率；同时，焦油不能直接燃烧，会对环境造成二次污染。

目前，大型煤气化企业为了充分利用资源和防治环境污染应用了专门的焦油裂解装置，但是，在分散的小型不连续运行的固体生物质气化项目至今还没有研发出相匹配的焦油裂解装置。

综上所述，如何将固体生物质在气化过程中产生的焦油转换为可直接燃烧的气体，提高固体生物质的再利用率，避免焦油对环境造成二次污染，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种固体生物质气化裂解炉，可将固体生物质在气化过程中产生的焦油转换为可直接燃烧的气体，提高了固体生物质的再利用率，避免了焦油对环境造成二次污染。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种固体生物质气化裂解炉，包括：自顶端至底端依次相连通分布的流化床气化段和固定床裂解段；

所述流化床气化段顶端设置有烟气入口、气化物料的入口和点火孔，所述气化物料通过所述气化物料的入口进入所述流化床气化段中燃烧以提供温度大于900℃的高温环境，所述流化床气化段底端侧壁设置有气化剂入口、和用于喷射所述气化剂且与所述气化剂入口相连通的喷嘴；

所述固定床裂解段设置有：自所述固定床裂解段的外侧插入所述固定床裂解段的内侧的炉排，设置于所述炉排上并用于催化裂解所述固体生物质气化所产生的焦油的固定床，位于所述炉排底端的燃气出口和与所述燃气出口相连的燃气引风机。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉中，所述固定床为冶金焦炭。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉，还包括：与所述气化剂入口相连的鼓风机和与所述喷嘴相连的静压箱。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉中，所述固定床裂解段的轴线沿竖直方向延伸，所述流化床气化段相对于所述固定床裂解段倾斜设置；所述气化物料的入口的中心线与所述固定床裂解段的轴线相平行。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉中，所述炉排相对于所述固定床裂解段的轴线倾斜设置。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉，还包括位于所述固定床裂解段的外侧，用于调节所述炉排插入所述固定床裂解段深度的调节装置。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉，还包括与所述燃气引风机通过管道相连的示火器，所述燃气引风机与所述示火器之间设置有旁通阀。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉，还包括与所述固定床裂解段相连通的集灰段，所述集灰段的底端设置有出渣口；所述集灰段自其顶端至其底端为渐缩段。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉，还包括位于所述集灰段底端的出渣器。

优选的，上述固体生物质气化裂解炉中，所述出渣器为螺旋出渣器。

本发明提供的固体生物质气化裂解炉的工作过程如下：