具有裂解室的生物质气化炉

摘要

本发明公开了一种具有裂解室的生物质气化炉，包括：炉体，其包括气化室、燃烧室和集气室；裂解室，其由两层环形隔板分隔成从内向外依次设置的一级裂解腔、二级裂解腔和三级裂解腔，每个环形隔板上设置有一个通气口，从而使相邻两级裂解腔彼此连通，一级裂解腔设置有进气口；多个进气管，进气管的一端沿燃烧室的切线方向伸入至燃烧室内部，进气管的另一端连通至设置在炉体外部的助燃气体供给装置，进气管的管口为扁口状，且进气管的管口的长度方向与燃烧室的轴向平行，管口的宽度为0.3～0.5cm；导气管，其设置在炉体的外部，一端连通至集气室，另一端连通一级裂解腔的进气口。本发明降低了可燃气体的焦油含量，提高了可燃气体的质量。

权利要求

1.一种具有裂解室的生物质气化炉，包括：

竖直设置的炉体，其包括气化室、燃烧室和集气室，所述燃烧室设置在所述气化室的下方，与所述气化室相通，所述集气室设置在所述气化室的上方，与所述气化室相通；

裂解室，其环绕设置在所述燃烧室的外部；

导气管，其设置在所述炉体的外部，一端连通至所述集气室，另一端连通所述裂解室；

其特征在于，还包括：

所述裂解室装满焦油裂解催化剂，所述裂解室由两层环形隔板分隔成从内向外依次设置的一级裂解腔、二级裂解腔和三级裂解腔，每个环形隔板上设置有一个通气口，从而使相邻两级裂解腔彼此连通，且两个通气孔相对于所述燃烧室的轴线呈180°分布，所述一级裂解腔设置有进气口，所述进气口与设置于一级裂解腔和二级裂解腔之间的通气口也相对于所述燃烧室的轴线呈180°分布；

多个进气管，所述进气管的一端沿所述燃烧室的切线方向伸入至所述燃烧室内部，所述进气管的另一端连通至设置在炉体外部的助燃气体供给装置，且多个进气管相对于所述燃烧室均匀设置，所述进气管的管口为扁口状，且所述进气管的管口的长度方向与所述燃烧室的轴向平行，所述管口的宽度为0.3 0.5cm；

~

所述导气管的另一端连通所述一级裂解腔的进气口。

2.如权利要求1所述的具有裂解室的生物质气化炉，其特征在于，所述焦油裂解催化剂为石灰石和碳酸镁。

3.如权利要求1所述的具有裂解室的生物质气化炉，其特征在于，所述多个进气管沿着所述燃烧室的轴向分布成多层，每层进气管包括若干个进气管，相邻两层进气管间隔2~

3cm。

说明书

具有裂解室的生物质气化炉

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有裂解室的生物质气化炉。

背景技术

[0002] 生物质包括自然界的植物、粪便以及城乡有机废物，是一种非化石可再生能源。与生物质直接燃烧的能源利用方式相比，把生物质热解气化后进行利用具有扩展用途、减少污染、清洁高效的优点。但是我国生物质热解气化技术相对落后，目前生物质热解气化处理设备主要采用固定床气化炉和常压流化床气化炉，其中固定床气化炉由于生产过程中会产生大量酚水，焦油含量高，次生污染较严重，单炉产气量小，产出的可燃气热值低，已被限制使用；常压流化床气化炉的炉内温度波动范围大，生产工艺控制困难，运行可靠性差，热损耗大，排渣含炭量高，制取的可燃气体中含氮气量多，热值低，燃气含尘浓度高净化困难等不足，因此至今未能得到广泛使用。并且，由于生物的木质素中含有焦油，生物质燃烧后生成的可燃气体中焦油的含量也较高，导致生成的可燃气体有异味，使用时污染环境，也不利于输送和储存。生物质热解气化技术的落后，阻碍了我国生物质能源的清洁高效利用。

发明内容

[0003] 本发明设计开发了一种可减低可燃气体中焦油含量的具有裂解室的生物质气化炉。

[0004] 本发明提供的技术方案为：

[0005] 一种具有裂解室的生物质气化炉，包括：

[0006] 竖直设置的炉体，其包括气化室、燃烧室和集气室，所述燃烧室设置在所述气化室的下方，与所述气化室相通，所述集气室设置在所述气化室的上方，与所述气化室相通；

[0007] 裂解室，其环绕设置在所述燃烧室的外部，所述裂解室装满焦油裂解催化剂，所述裂解室由两层环形隔板分隔成从内向外依次设置的一级裂解腔、二级裂解腔和三级裂解腔，每个环形隔板上设置有一个通气口，从而使相邻两级裂解腔彼此连通，且两个通气孔相对于所述燃烧室的轴线呈180°分布，所述一级裂解腔设置有进气口，所述进气口与设置于一级裂解腔和二级裂解腔之间的通气口也相对于所述燃烧室的轴线呈180°分布；

[0008] 多个进气管，所述进气管的一端沿所述燃烧室的切线方向伸入至所述燃烧室内部，所述进气管的另一端连通至设置在炉体外部的助燃气体供给装置，且多个进气管相对于所述燃烧室均匀设置，所述进气管的管口为扁口状，且所述进气管的管口的长度方向与所述燃烧室的轴向平行，所述管口的宽度为0.3～0.5cm；

[0009] 导气管，其设置在所述炉体的外部，一端连通至所述集气室，另一端连通所述一级裂解腔的进气口。

[0010] 优选的是，所述的具有裂解室的生物质气化炉中，所述焦油裂解催化剂为石灰石和碳酸镁。

[0011] 优选的是，所述的具有裂解室的生物质气化炉中，所述多个进气管沿着所述燃烧室的轴向分布成多层，每层进气管包括若干个进气管，相邻两层进气管间隔2～3cm。

[0012] 本发明所述的具有裂解室的生物质气化炉提供了一个裂解室，裂解室环绕设置在燃烧室的外部，在燃烧室内设置了多个进气管，且进气管的一端是沿着燃烧室的切线方向伸入至燃烧室内部的，且进气管的管口为扁口状，管口的宽度设计为0.3～0.5cm，从而在燃烧室的内壁附近的温度显著高于燃烧室内部，使可燃气体中的焦油在裂解室内更充分地发生裂解反应。并且，裂解室由两层环形隔板分隔成从内向外的多级裂解腔，含焦油可燃气体可以依次经过多级裂解腔并使其中的焦油成分被裂解，本发明延长了含焦油可燃气体的流动路径，有助于提高对焦油的脱除效率。本发明降低了可燃气体的焦油含量，提高了可燃气体的质量。

附图说明

[0013] 图1为本发明所述的具有裂解室的生物质气化炉的结构示意图。

具体实施方式

[0014] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0015] 如图1所示，本发明提供一种具有裂解室的生物质气化炉，包括：竖直设置的炉体1，其包括气化室8、燃烧室3和集气室2，所述燃烧室3设置在所述气化室的下方，与所述气化室相通，所述集气室设置在所述气化室的上方，与所述气化室相通；裂解室，其环绕设置在所述燃烧室3的外部，所述裂解室5装满焦油裂解催化剂，所述裂解室5由两层环形隔板分隔成从内向外依次设置的一级裂解腔9、二级裂解腔10和三级裂解腔11，每个环形隔板上设置有一个通气口，从而使相邻两级裂解腔彼此连通，且两个通气孔13，14相对于所述燃烧室的轴线呈180°分布，所述一级裂解腔设置有进气口12，所述进气口与设置于一级裂解腔和二级裂解腔之间的通气口也相对于所述燃烧室的轴线呈180°分布；多个进气管6，所述进气管的一端沿所述燃烧室的切线方向伸入至所述燃烧室内部，所述进气管的另一端连通至设置在炉体外部的助燃气体供给装置，且多个进气管相对于所述燃烧室均匀设置，所述进气管的管口7为扁口状，且所述进气管的管口的长度方向与所述燃烧室的轴向平行，所述管口的宽度为0.3～0.5cm；导气管4，其设置在所述炉体的外部，一端连通至所述集气室，另一端连通所述一级裂解腔的进气口。

[0016] 本发明中，含焦油可燃气体进入集气室，并通过导气管进入裂解室内。裂解室环绕设置在燃烧室的外部，其内装满焦油裂解催化剂。含焦油可燃气体在裂解室内，受到燃烧室内的热量的加热，在焦油裂解催化剂的催化作用下发生裂解反应，从而减少焦油含量。

[0017] 尤其是为了充分利用燃烧室内的热量，本发明设置了多个进气管，进气管的一端是沿着燃烧室的切线方向伸入至燃烧室内的，进气管的另一端连通到设置在炉体外部的助燃气体供给装置上，这样，进气管将沿着切线方向向燃烧室供给助燃气体。并且由于进气管的管径很小，仅有0.3～0.5cm，会在燃烧室的内壁形成一个助燃气体的气膜。由于气膜的存在，燃烧室的内壁附近的燃烧情况会更好，更充分，进而使燃烧室的内壁附近的温度更高，从而使裂解室内的温度也更高，促使裂解室内的含焦油可燃气体充分反应。

[0018] 为了促使在燃烧室的内部形成均匀的助燃气体气膜，将进气管的管口设计成扁口状，且管口的宽度设计为0.3～0.5cm。均匀的助燃气体气膜可以保证在燃烧室内壁附近的燃烧更均匀，即燃烧室内壁附近的温度也更均匀，进而保证裂解室内的裂解反应也均匀发生。

[0019] 本发明的裂解室由从内向外的多层裂解腔构成，相邻两个裂解腔之间通过通气口连通。含焦油可燃气体先通过进气口进入至一级裂解腔9内，被一级裂解腔中的焦油裂解催化剂部分地裂解，一直流动到设置在一级裂解腔和二级裂解腔之间的通气口14的位置，进入至二级裂解腔10内，再一直流动到二级裂解腔和三级裂解腔之间的通气口13，进入至三级裂解腔11，含焦油可燃气体的焦油成分逐渐减少。即含焦油可燃气体依次经过一级裂解腔、二级裂解腔和三级裂解腔，其流动路径大大延长，从而保证焦油更充分地裂解；另外，进入二级裂解腔和三级裂解腔内的含焦油可燃气体可以充分利用燃烧室所发散出来的热量，而发生裂解反应；而且由于绝大部分地裂解都将发生在一级裂解腔内，二级裂解腔和三级裂解腔内的含焦油可燃气体还可以起到对一级裂解腔保温的作用，从而提高焦油在一级裂解腔内的裂解效率。

[0020] 进气口与设置在一级裂解腔和二级裂解腔之间的通气口相对于燃烧室轴线呈180°分布，而两个通气口也相对于燃烧室轴线呈180°分布，这样，可以保证含焦油可燃气体在一级裂解腔内经过最长的路径才可以进入到二级裂解腔内，同理，也需要经过最长的路径才可以从二级裂解腔进入至三级裂解腔内，从而保证焦油被充分地裂解。

[0021] 本发明充分利用了已有的热源，提高了对能源的利用效率。基于对燃烧室内热量的充分利用，当气化炉停止工作时，燃烧室可以直接停止燃烧，而裂解室内仍能够保持较高的温度，将燃烧室停止燃烧后气化炉排出的这一部分含焦油可燃气体中的焦油全部除去。

[0022] 优选的是，所述的具有裂解室的生物质气化炉中，所述焦油裂解催化剂为石灰石和碳酸镁。在该实施例中，燃烧室内温度可以选择800～1000℃。

[0023] 优选的是，所述的具有裂解室的生物质气化炉中，所述多个进气管沿着所述燃烧室的轴向分布成多层，每层进气管包括若干个进气管，相邻两层进气管间隔2～3cm。该实施例更有助于在燃烧室内壁的附近形成助燃气体的均匀气膜，提高气膜的均匀性，从而使在燃烧室内壁附近的燃烧也更均匀，进而使燃烧室内壁附近的温度更均匀，裂解室内的受热温度也更均匀。

[0024] 优本发明含焦油可燃气体的焦油脱除率可以达到99.99％。

[0025] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。