一种焦油二次裂解式生物质气化炉的制作方法

本实用新型涉及废物处理装置领域，具体涉及一种焦油二次裂解式生物质气化炉。

背景技术：

固定床气化炉也被称为移动床或填充床反应器，是指设备内的固体颗粒物料反应层位置基本静止不动，而原料本身会随着反应的进行缓慢移动进入不同的反应层进行不同的反应。气化炉通常自上而下分为干燥层、干馏（热解）层、氧化层、还原层和灰层。生物质原料从顶部加入，然后依靠重力逐渐由顶部移动到底部，气化剂（如空气）由顶部吸入，向下经过各反应层，燃气由反应层底部吸出，灰渣从底部排出。

在固定床下吸式生物质气化炉中，焦油主要是在干馏（热解）层产生的，焦油会随挥发分一起向下进入氧化层和还原层。由于氧化层的温度在1000℃-1200℃左右，还原层的温度在800-900℃左右，而焦油在700℃以上的温度环境下，将发生焦油氧化和裂解反应，因此在可燃气体中，焦油含量会比固定床上吸式生物质气化炉低许多。

虽然固定床下吸式生物质气化炉因其自身的工作原理，热解产生的焦油在经过氧化层与还原层时能够裂解掉一部分，但是因为焦油在氧化层与还原层经过（停留）的时间并不长，所以裂解掉的焦油量比较少，在生物质燃气中还存有一定量的焦油。在输送燃气的过程中，燃气中的焦油会吸附凝结在管道内壁上，时间过长之后，积存的焦油会堵塞管道阀门甚至堵塞燃气燃烧器，需要经常定期清理，从而增加设备的运行成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决上述问题，从而提供一种焦油二次裂解式生物质气化炉，通过增加焦油二次裂解通道，使固定床下吸式生物质气化炉内产生的生物质燃气需要先经过焦油二次裂解通道，将燃气中焦油进一步裂解。

本实用新型采用的技术方案为：一种焦油二次裂解式生物质气化炉，包括上部炉体、下部炉体和气化炉支腿，上下炉体之间通过连接法兰相连，并设有二次气化剂进气口；所述上部炉体的炉壁内设有水冷夹套，所述水冷夹套的顶部连接软化水出水口，底部连接软化水进水口；所述下部炉体内设有焦油二次裂解通道，所述焦油二次裂解通道与生物质燃气缓存气箱相连，所述生物质燃气缓存气箱上设有生物质燃气出气口；所述下部炉体中部设有塔式炉栅，所述塔式炉栅下方为集炭室，所述塔式炉栅由炉栅传动装置驱动；所述下部炉体由气化炉支腿支撑。

进一步，所述焦油二次裂解通道由耐高温材料浇筑并包裹25根弯曲的管道构成。

进一步，靠近所述二次气化剂分散室的炉体内侧设有耐高温布风板，所述耐高温布风板与炉体之间设有耐高温阻料板，所述耐高温阻料板与耐高温布风板呈交错设置。

进一步，所述焦油二次裂解通道的进气口位置高于塔式炉栅底面。

进一步，所述下部炉体上设有安全水封装置。

进一步，所述集炭室底部设有出炭口。

进一步，所述上部炉体处设有检修孔。

本实用新型产生的有益效果是：

（1）焦油二次裂解通道利用气化炉氧化层与还原层提供所需温度，无需额外提供热源；相比于原有固定床下吸式生物质气化炉，生物质燃气在700℃以上的环境中停留的时间足够长，燃气中焦油裂解的更加充分；

（2）采用耐高温材料浇筑包裹焦油二次裂解通道，对气化炉的外形、体积改变小，方便气化炉运输安装；

（3）增加二次气化剂分散层，提高对低含水量生物质原料的气化质量；

（4）在气化炉下部设置安全水封装置，避免气化炉内燃气集聚引起压力过高带来一定的危险。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为截面a-a的结构示意图；

图3为截面b-b的结构示意图；

图中：1-软化水出水口、2-水冷夹套、3-耐高温布风板、4-软化水进水口、5-二次气化剂分散室、6-二次气化剂进气口、7-焦油二次裂解通道、8-耐高温材料、9-塔式炉栅、10-集炭室、11-出炭口、12-炉栅传动装置、13-气化炉支腿、14-还原层、15-生物质燃气出气口、16-生物质燃气缓存气箱、17-连接法兰、18-耐高温阻料板、19-氧化层、20-热解层、21-检修孔、22-干燥层、23-生物质原料保持高度、24-安全水封装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1-图3所示，本实用新型是一种焦油二次裂解式生物质气化炉，包括上部炉体、下部炉体和气化炉支腿13，其中上部炉体和下部炉体之间通过连接法兰17相连，并自上而下在气化炉中形成干燥层22、热解层20、氧化层19和还原层14。在上部炉体的炉壁内设有水冷夹套2，水冷夹套2的顶部连接软化水出水口1，底部连接软化水进水口4。上部炉体处设有检修孔21。上部炉体与下部炉体之间的氧化层19处设有二次气化剂分散室5，其与炉体外侧的二次气化剂进气口6相连，用于提高对低含水量生物质原料的气化质量。靠近二次气化剂分散室5的炉体内侧设有耐高温布风板3，耐高温布风板3与炉体之间设有耐高温阻料板18，耐高温阻料板18用于阻挡生物质原料，防止生物质原料填满耐高温布风板3后的空腔，甚至进入二次气化剂分散室5。耐高温阻料板18与耐高温布风板3呈交错设置，既可以阻挡生物质原料，同时保证二次气化剂的顺利流通。位于下部炉体内氧化层19与还原层14处设有焦油二次裂解通道7，该焦油二次裂解通道7由耐高温材料8浇筑并包裹25根弯曲的管道构成，且焦油二次裂解通道7的进气口位置高于塔式炉栅9底面。在本实用新型中，耐高温材料8能够承受氧化层19与还原层14的高温，同时将氧化层19与还原层14的温度传导至焦油二次裂解通道7中，使气化炉在工作过程中，焦油二次裂解通道7中的温度达到700℃以上，生物质燃气在通过弯曲的焦油二次裂解通道7时会进一步裂解，从而降低生物质燃气中的焦油含量。焦油二次裂解通道7内的温度由氧化层19与还原层14的反应温度提供，无需额外提供热源。焦油二次裂解通道7与气化炉外侧的生物质燃气缓存气箱16相连，在气化炉内产生的生物质燃气需要先经过焦油二次裂解通道7，将燃气中焦油进一步裂解，然后进入生物质燃气缓存气箱16，最后通过生物质燃气出口15引出。下部炉体中部设有塔式炉栅9，塔式炉栅下方为集炭室10，集炭室10底部设有出炭口11。塔式炉栅9由炉栅传动装置12驱动。下部炉体上设有安全水封装置24，避免气化炉内燃气集聚引起压力过高带来一定的危险。

本实用新型的工作过程为：首先启动循环水泵，使软化水进入气化炉水冷夹套2内循环，然后将生物质原料输送进气化炉内，当生物质原料高度到达检修孔21附近处，打开气化炉检修孔21，引燃生物质原料；在生物质原料燃烧旺盛后，关闭气化炉检修孔21，继续向气化炉内输送生物质原料，同时输送二次气化剂，生物质原料输送至生物质原料保持高度23，然后将生物质原料的输送调整为自动上料模式。开启生物质燃气出气口15后的引风机，并调整二次气化剂进气量，配比一次气化剂与二次气化剂的输入量，测试生物质燃气的燃烧状态，当气化炉内达到设定温度，且生物质燃气燃烧稳定后，启动炉栅传动装置12，气化炉进入稳定工作状态。

通过延长生物质燃气在在700℃以上环境中的停留时间，进一步降低生物质燃气中的焦油含量，从气化炉引出的成品燃气中焦油含量极低，避免出现焦油堵塞管道，燃烧器的现象，同时有效防止焦油对环境带来的二次污染。