[发明专利]一种恒密度生物质气化炉

说明书

本发明提供一种恒密度生物质气化炉，包括炉体和活动炉盖以及自旋转喷嘴，活动炉盖上设置有压料机构，其中，所述压料机构包括驱动装置和压料盘，所述压料盘用于在驱动装置的驱动下，向炉体中的生物质燃料提供向下的恒定压力；由此可见，本发明通过在活动炉盖上设置的压料机构，给炉内储料区的生物质燃料一个持续的自上而下的压力或断续的冲击击打作用，使得燃料层平稳下降并提高料层的密实度，消除了料层架桥现象；同时，本发明的自旋转喷嘴，使得气化剂从中心方向均匀进入反应区，使氧化层、还原层稳定均衡，消除了烧穿现象；此外，本发明除装填生物质原料和排生物炭外，其余操作过程易实现自动控制，极大降低了运行成本，经济适用性更好。

技术领域

本发明属于生物质气化炉技术领域，尤其涉及一种恒密度生物质气化炉。

背景技术

众所周知，生物质是一种可持续获得的绿色资源，是我国能源结构转型、治理大气污染、减少CO2排放可依赖的资源获取渠道。但由于生物质资源分散，堆密度较小，收集运输困难，大部分生物质未得到妥善使用。目前在我国，农业随意焚烧或丢弃秸秆，化肥过量、低效使用，均造成了严重的环境污染，并耗费了地方政府很大精力。要彻底解决上述难题，急需一种可大规模推广的生物质高值化处理技术-生物质气化技术。

生物质气化是以生物质为原料，以氧气(空气、富氧性气体或纯氧等)、水蒸气或氢气等气体为气化剂，在高温条件下通过热化学反应将生物质中可燃烧的物质转化成可燃烧气体的过程。气化技术与直燃技术最根本的区别在于气化过程中需要限量供应上述几种气化剂。生物质气化产生可燃气的主要可燃成分为CO，H2，CH4，还有极少量的CnHm(n1)。生物质气化除了产生可燃气外，还会产生一定量的副产物，如生物炭、焦油等。它可将低品位的固体生物质转化成高品位的可燃气体，从而可广泛应用于工农业生产的各个领域，尤其适用于乡村冬季取暖和中小企业用热能。

生物质燃气可直接送入锅炉等用能设备燃烧利用，或冷却净化后送入内燃发电机组发电。

生物炭由于富含大量微孔和中孔，与氮磷钾等一起制成炭基肥，可以实现肥料缓释和土壤保水以及污染土壤的修复，与高分子材料制成的缓释剂相比，生物炭价格较低，且完全来自于生物质自身，不会对土壤带来任何危害，长期施用，会显著改善土壤状态，提高土壤肥力。

生物质气化利用可包括气化供气技术、气化供热技术、气化发电技术和气化制氢技术等。目前生物质气化技术发展较快，主要以气化供气和供热为主向气化发电、冷热电多联产等大型生物质气化装置方向发展。中小型生物质气化装置发展缓慢。

生物质气化利用虽然较广阔，但生物质气化还不能大量推广，主要影响生物质气化发展的因素有：

(一)燃料因素：

生物质原料多种多样，有木质和草本类，城市有机垃圾和动物粪便等。虽然中国可利用的生物质资源较丰富，但是燃料分布广泛且不均匀，大型生物质气化装置需花费较高的生物质存储和运输成本，大大增加了生物质气化过程的燃料成本，同时因农民获利不大，积极性不高，造成燃料供应不足也制约着大型生物质气化的发展。现有中小型生物质气化装置虽然可就地取材，但是还没有一种原料适应性强，运行稳定可靠的气化炉型；现有生物质气化炉型多以成型燃料等高能量密度的燃料为原料，成型燃料的加工过程也存在耗能高、存储和运输成本较高，最后燃料成本大大增加，限制了中小型家用气化装置的大量推广。

(二)可燃气净化因素：

目前大型生物质气化装置的气化产气，均需要净化工艺处理，生物质气化技术的净化分为干式和湿式，干式主要去除其中的粉尘和颗粒，湿式主要去除焦油和少量的微细颗粒。目前气体净化技术还不成熟，气化效果不明显，焦油去除难度较大，容易引起二次污染，净化的成本还相对较高。中小型生物质气化装置采用净化处理成本高，经济实用性差；一些炉型采用简易净化处理，焦油的二次污染严重，实用性差。