一种固定床连续气化反应方法与流程

本发明涉及一种固定床连续气化反应方法。

背景技术：

1、当前生物质、煤炭固定床气化设备分为间歇式固定床气化炉、单管式连续气化炉两类主流结构：

2、间歇式固定床气化炉：单次装料后密闭气化，反应完成后停机排灰，无法连续进料、连续排渣；每批次生产均需要开炉门加料、清灰，炉内高温燃气大量外泄，能耗高、粉尘污染严重，人工操作强度大；

3、单管式连续气化装置：仅单根反应直管，原料处理量小，加热区段短，原料气化反应不充分；配套简单直筒进料、出料螺旋，无分段控温加热结构，气化效率低、燃气含碳粉尘杂质多。

4、间歇气化炉必须分批次启停，加料、排灰阶段破坏炉内密闭气化氛围，空气极易渗入，燃气燃烧损耗大，存在爆燃安全隐患；单管式气化设备产能低，无法适配规模化连续生产。

5、传统气化炉仅单一加热腔体，升温、热解、气化同步在同一区域完成，原料升温速率不可控，大块原料内部气化不充分，碳转化率低，残渣含碳量高，原料浪费严重。

6、排灰直接裸露排出，灰渣裹挟气化气直接排空，燃气损耗大；无独立灰箱缓冲结构，无法分离灰渣与残余气化气体，尾气直排污染环境。

7、气化剂仅单点通入反应管底部，气流向上分布不均匀，管内物料局部过热、局部反应停滞，气化气组分不稳定，后续净化、利用难度高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述存在的技术问题，提供一种固定床连续气化反应方法。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种固定床连续气化反应方法，该方法包括如下步骤：

4、（1）三段式管式电加热炉分段升温至设定工艺温度，从气化剂入口持续通入气化介质置换气化反应管内空气，建立惰性气化氛围；

5、（2）生物质颗粒/原煤颗粒原料投入进料料斗，进料驱动电机带动螺旋进料装置输送物料，通过控制电机频率可与出料螺旋配合控制气化反应管内料位高度；物料连续送入气化反应管顶部，隔绝燃气向上泄漏；

6、（3）物料在竖直气化反应管内依靠重力缓慢向下移动，通过控制出料电机频率可控制物料移动速度，物料依次经过三段式管式电加热炉的干燥段、热解段、高温气化段；物料与底部向上流动的气化剂逆流接触，逐步完成水分脱除、有机质热解、碳元素气化反应，生成可燃气化气；

7、（4）反应生成的气化气向上汇集，从气化气出口统一导出至净化、储存系统；

8、（5）气化反应后的灰渣落入底部出料料斗，出料驱动电机带动螺旋出料装置输送灰渣，出料螺旋螺距逐渐缩小，螺旋挤压灰渣形成下部锁气料封，阻止外界空气倒灌进入反应管；灰渣送入灰箱暂存；

9、（6）灰渣内裹挟的少量残余气化气向上聚集，通过灰箱出气口引出，并入主燃气管路统一回收，无废气粉尘直排。

10、所述的一种固定床连续气化反应方法，所述的气化反应管的进料端固定在所述的螺旋进料装置的出料口处，出料端固定在所述的螺旋出料装置的进料端，所述的气化反应管的外部环抱固定有加热器。

11、所述的一种固定床连续气化反应方法，所述的加热器包括两个半圆加热筒，两个所述的半圆加热筒通过铰链连接。

12、所述的一种固定床连续气化反应方法，所述的半圆加热筒为双腔结构，包括同心布置的内腔筒和外筒，所述的内腔筒内沿长度方向依次固定有多个半环内夹块，所述的内腔筒与所述的外筒之间的腔体内通过两个隔板分隔出三个独立腔室，每个腔室内都固定有加热丝。

13、所述的一种固定床连续气化反应方法，所述的气化反应管的底部具有气化剂入口，上部具有气化气出口。

14、所述的一种固定床连续气化反应方法，所述的螺旋出料装置包括螺旋输送器，所述的螺旋输送器尾部固定有灰箱。

15、有益效果

16、1.本发明上下配套双螺旋密封输送结构，可24h不间断连续进料、连续排灰，全程维持气化反应直管密闭，杜绝空气无组织渗入、燃气反窜泄漏等问题。

17、2.本发明加热器采用三段式管式电加热炉分区控温，沿物料下落方向梯度升温，依次完成原料干燥、热解、气化分段反应，提升碳转化率，降低残渣残碳含量，并探索工艺参数影响，实现做实验的目的。

18、3.本发明独立灰箱缓冲收集灰渣，配套灰箱出气口回收灰渣裹挟残余气化气，减少废气粉尘排放。

19、4. 本发明的气化反应管底部设置专用气化剂入口，均匀向反应直管供给气化介质，稳定管内气化反应工况，产出气化气组分均匀。

1.一种固定床连续气化反应方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种固定床连续气化反应方法，其特征是：所述的气化反应管的进料端固定在所述的螺旋进料装置的出料口处，出料端固定在所述的螺旋出料装置的进料端，所述的气化反应管的外部环抱固定有加热器。

3.根据权利要求2所述的一种固定床连续气化反应方法，其特征是：所述的加热器包括两个半圆加热筒，两个所述的半圆加热筒通过铰链连接。

4.根据权利要求3所述的一种固定床连续气化反应方法，其特征是：所述的半圆加热筒为双腔结构，包括同心布置的内腔筒和外筒，所述的内腔筒内沿长度方向依次固定有多个半环内夹块，所述的内腔筒与所述的外筒之间的腔体内通过两个隔板分隔出三个独立腔室，每个腔室内都固定有加热丝。

5.根据权利要求4所述的一种固定床连续气化反应方法，其特征是：所述的气化反应管的底部具有气化剂入口，上部具有气化气出口。

6.根据权利要求5所述的一种固定床连续气化反应方法，其特征是：所述的螺旋出料装置包括螺旋输送器，所述的螺旋输送器尾部固定有灰箱。