[发明专利]一种卧式的双循环生物质流化床的气化方法与装置

说明书

一种卧式的双循环生物质流化床的气化方法与装置，涉及生物质燃料气化处理领域，它包括主燃室、副燃室、燃尽室、一级旋风分离器、二级旋风分离器、三级旋风分离器、进料器、筛分装置、回送装置、返料装置、回送管路系统，主燃室布置高温辐射过热器，炉壁布置可旋转的喷嘴式供风装置，筛分装置设置在三级旋风分离器的排渣管下方，筛分装置分别连接飞灰收集装置和回送管路，筛分装置下方的回送管路与燃尽室相连接，本发明中双循环系统设计合理，延长了生物质燃料在炉膛内停留时间的同时，进一步提高了生物质燃料的利用效率和能源转化的效率，同时减少了排渣损失。

技术领域

本发明涉及一种卧式的双循环生物质流化床的气化方法与装置，属于生物质燃料气化领域，具体的说是一种生物质低灰分燃料的气化方法与装置。

背景技术

能源问题在世界经济中具有重要的战略意义。煤炭、石油和天然气等化石燃料的长期使用，造成了严重的环境污染和温室效应。此外，化石燃料为不可再生能源，从长远看液体燃料短缺将是困扰人类发展的大问题。

生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气部分（或者氧气）、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。生物质气化是把生物质原料转化为可燃气体，可用于供热、发电、供气及化学品的合成，生物质气化炉是生物质能利用的重要技术之一。目前生物质气化装置通常采用固定床、单循环流化床、双循环流化床等方式，其中固定床气化炉、单循环流化床气化炉装置简单，但产生的燃气热值低，效率较低。

申请公布号 CN 102537943 A的专利公开了一种带有水平旋风分离器的卧式循环流化床锅炉，它由主燃室、副燃室、燃尽室和尾部烟道构成，燃尽室内布置有水平旋风分离器。本发明改变了立式循环流化床的单级、立式循环结构 ；能有效减小锅炉高度，降低对厂房建设高度的要求 ；同时在燃尽室内集成布置水平旋风分离器，使结构更加紧凑 ；有利于循环床锅炉的小型化，能有效降低成本。但是此发明中过滤分离的方法分离效率不高，处理量也较小，尚不能满足实际生产的需要。

现有的生物质气化装置中，生物质的燃烧、气化在同一炉膛内进行，生物质气化之后的含碳物料残留多，含碳物料的能量不能得到充分的利用。

发明内容

鉴于上述技术存在的缺点和不足，本发明提供一种卧式的双循环生物质流化床的气化方法与装置，一方面减少含碳物料的残留，使得生物质物料得到循环利用，同时生成高品质的高热值清洁气体。

本发明所提供的技术方案为：

一种卧式的双循环生物质流化床的气化方法与装置，它包括依次连接的主燃室、副燃室、燃尽室、一级旋风分离器、二级旋风分离器、三级旋风分离器、进料器、筛分装置、回送装置、返料装置、回送管路系统，主燃室布置压力传感器，主燃室侧壁布置可旋转的喷嘴式供风装置，筛分装置设置在三级旋风分离器的排渣管下方，回送装置通过回送管路与筛分装置连接。

本发明的技术特征还在于：

主燃室外连接进料系统，进料系统由料斗、给料器及斜55度放置的螺旋进料器组成，所选螺旋进料器位于流化床气化炉总体高度的20-30%处；主燃室的运行温度为1000-1200℃，副燃室的运行温度为1100-1300℃；一级旋风分离器和二级旋风分离器下方的回料管路设置了缓冲装置，解决了生物质灰分密度较小，回料困难，容易堵塞管路的问题；筛分装置内设有物料分离器，左下方的排渣管与飞灰收集装置相连；所有的旋风分离器均采用旋流型旋风分离器。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：与传统的卧式循环流化床气化装置相比，进一步降低了飞灰残留量，提高了生物质燃气的利用效率，生产清洁燃气；主燃室侧壁设置了可旋转的喷嘴式供风装置，延长了生物质燃料在炉内的反应时间以及生物质与气化介质各向融合的程度，提高了生物质的转化率以及气化炉的热效率；剩余的飞灰可以直接当做建材使用，更有效利用生物质含碳燃料。