一种生物质气化反应器以及气化净化装置的制作方法

1.本技术涉及生物质能源利用技术领域，尤其涉及一种生物质气化反应器以及气化净化装置。


背景技术：

2.随着农村居民生活质量的提高和生活方式的改变，农村的资源压力和环境问题开始凸显。在电力成本较高的情况下，在炊饮采暖等日常生活中，煤炭基本代替了秸秆树枝。但煤炭资源日益匮乏，而秸秆树枝等资源的堆积对农村生产造成了很大影响。农户通常采用田间焚烧的方式处理，这不仅对环境造成了很大污染，同时存在着很大的安全隐患。
3.针对农村凸显的这一严峻问题，考虑到农村树枝、秸秆、稻草及家畜粪便等都是重要的可再生生物质原料，适合农村使用的生物质气化及燃气净化装置应运而生。其中，生物质气化及燃气净化是指：在反应器中，在一定的温度下，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原等一系列反应后转化为一氧化碳、氢气和低分子烃类等可燃气体，然后通过净化器得到纯净燃气的过程。
4.但是，目前现有的反应器通常存在气化不稳定、效率低，原料利用率低的问题，此外对于整个气化净化体系而言存在焦油处理难度大的问题。


技术实现要素：

5.本技术所要解决的技术问题是提供一种气化稳定、效率高的生物质气化反应器。同时，相应提供一种气化净化装置。
6.为解决上述问题，本技术提供了一种生物质气化反应器，该反应器包括至上而下分布的加料口、燃气收集腔、原料气化腔和灰分收集腔；所述加料口贯穿所述燃气收集腔且底部伸入所述原料气化腔；所述原料气化腔在顶部与所述燃气收集腔连通，中下部沿周向均布有2
n
个供氧口，下部呈倒锥形且在底部末端开口处设有拨灰轮，用于使灰料定时定量平稳落入所述灰分收集腔，其中，n为正整数。
7.优选的，该反应器还包括焦油气化腔和将其与所述焦油气化腔连通的油气管；所述焦油气化腔设在所述原料气化腔底部与所述灰分收集腔之间并且具有输入焦油的焦油管道，所述原料气化腔的底部贯穿所述焦油气化腔并伸入所述灰分收集腔。
8.优选的，所述焦油气化腔下部设有焦油低液位观察口，上部设有焦油高液位观察口。
9.优选的，所述反应器外侧设有保温层。
10.优选的，所述原料气化腔内壁设有耐火层。
11.本技术还提供了一种生物质气化净化装置，包括反应器和净化器，反应器出气口与净化器进气口连接，其特征在于，所述反应器为所述的反应器。
12.优选的，本技术气化净化装置还包括与所述净化器连接的稳压罐，稳压罐进气口与净化器出气口连接。
13.优选的，本技术气化净化装置中，所述净化器具有焦油收集腔，所述焦油收集腔与所述焦油气化腔之间通过输送泵和输油管道实现连接。
14.本技术与现有技术相比具有以下优点：
15.本技术反应器中，原料气化腔的供氧孔采用2
n
(n为正整数)个均布的设计，方便供氧管道的同程布设，从而实现了每个供氧口的供氧量均匀，可以防止因供氧不均引起的原料偏烧，保证气化稳定高效；同时，原料气化腔底部倒锥形设计，配合拨灰轮的定时清灰，可以消除原料气化前后的体积差，实现原料平稳下落，从而保证气化稳定。反应器内进一步设有焦油气化腔，可以将来自净化器的焦油注入其中加入催化剂，实现焦油的气化，解决焦油难处理的问题。
16.本技术气化净化装置包含上述反应器和净化器，具有上述反应器的优点。净化器内设有焦油收集腔，与反应器中焦油气化腔联合使用，解决焦油难处理的问题。
附图说明
17.下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
18.图1为本技术实施例提供的反应器的剖视图。
19.图2为本技术实施例提供的反应器内燃气流向示意图。
20.图3为本技术实施例提供的拨灰轮的结构图。
21.图4为图3的右视图。
22.图5为本技术实施例提供的气化净化装置的局部剖视图。
23.图中：1
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反应器，101
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反应器顶盖，102
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加料盖，103
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反应器出气口，104
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焦油管道，105
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焦油高液位观察口，106
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供氧管道，107
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供氧风机，108
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点火孔，109
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焦油低液位观察口，110
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清灰口，111
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拨灰电机，112
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拨灰轮，113
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供氧口，114
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油气管，115
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顶盖保温层，116
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加料口，117
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燃气收集腔，118
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保温层，119
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耐火层，120
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原料气化腔，121
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焦油气化腔，122
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灰分收集腔，123
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燃气通道；
[0024]2‑
净化器，201
‑
净化器进气口，205
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净化器出气口，212
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出液口；
[0025]3‑
稳压罐，301
‑
引风机，302
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稳压罐进气口，303
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用气接头，304
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排污口。
具体实施方式
[0026]
参考图1至图4，本技术实施例提供了一种生物质气化反应器，其主要包括至上而下分布的加料口116、燃气收集腔117、原料气化腔120和灰分收集腔122。
[0027]
加料口116设置在反应器顶盖101中部，其上部装有加料盖102（加料完成后扣紧加料盖102），主体结构向下贯穿燃气收集腔117，底部伸入原料气化腔120；加料口116下部采用锥形设计，防止在加料过程中原料进入燃气收集腔117。反应器顶盖101通过法兰连接，方便进行反应器1内部清理。反应器顶盖101内侧为顶盖保温层115，反应器1外侧装有保温层118，防止反应器1内部热量大量散失，保证气化所需温度。
[0028]
原料气化腔120在顶部通过燃气通道123与燃气收集腔117连通，内壁装有耐火层119，中下部沿周向均布有2
n
（n为正整数）个供氧口113和点火孔108，方便同程布置供氧管道106，实现供氧均匀，防止出现偏烧；供氧风机107通过供氧管道106为每个供氧口113供氧。
[0029]
原料气化腔120下部呈倒锥形且在底部末端开口处设有拨灰轮112，拨灰轮112由拨灰电机111驱动实现定时定量出灰，消除气化前后原料与灰分的体积差，使原料在原料气化腔120平稳下落，再加上均匀供氧，不会造成偏烧影响气化稳定性，气化所得燃气通过燃气通道123进入燃气收集腔117。
[0030]
为解决焦油难处理的问题（焦油在燃气净化过程中产生），本技术反应器还包括焦油气化腔121和将其与焦油气化腔121连通的油气管114；n根油气管114均布于焦油气化腔121顶部，贯穿耐火层119至燃气收集腔117，焦油气化所得油气可通过油气管114进入燃气收集腔117。
[0031]
焦油气化腔121位于反应器1的中下部，具体设在原料气化腔120底部与灰分收集腔122之间，原料气化腔120的底部贯穿焦油气化腔121并伸入灰分收集腔122。灰分收集腔122设有清灰口110，可以随时进行灰分清理。
[0032]
焦油气化腔121下部设有焦油低液位观察口109，上部设有焦油高液位观察口105和焦油管道104，焦油管道104用于向焦油气化腔121输入来自净化过程的焦油。焦油高液位观察口105和焦油低液位观察口109一方面用于实现液位观察控制，另一方面，通过焦油高液位观察口105可进行焦油气化所需的催化剂（比如白云石粉）的添加，通过焦油低液位观察口109可进行焦油气化腔121的清洗排污。
[0033]
工作原理：从加料口116向原料气化腔120加满原料，通过点火孔108进行点火，同时供氧风机107向供氧口113均匀供氧，待点火完成后封闭点火孔108，使燃料欠氧燃烧为气化提供所需温度，气化所得的燃气通过燃气通道123进入燃气收集腔122。往焦油气化腔121中注入来自净化过程的焦油混合液，在催化剂白云石粉末的作用下焦油进行气化，所得的燃气通过油气管114进入燃气收集腔122。最终所得燃气从反应器出气口103流出。气化后的灰分通过拨灰轮112进入灰分收集腔122。
[0034]
参考图5，本技术实施例还提供了一种生物质气化净化装置，包括上述实施例公开的反应器1和净化器2，反应器出气口103与净化器进气口201通过法兰连接。
[0035]
其中，净化器2可以为常规净化器，不过考虑到本技术反应器1具有焦油气化腔121，净化器2可以集成设置焦油收集腔，焦油收集腔的出液口212与焦油气化腔121的焦油管道104之间通过输送泵和输油管道连接，待净化器2中焦油收集腔216内焦油混合液的焦油含量达到一定浓度后输送到焦油气化腔121，加入焦油气化所需催化剂进行焦油气化，可以解决焦油难处理的问题。
[0036]
进一步地，本技术生物质气化净化装置还包括与净化器2连接的稳压罐3，稳压罐进气口302与净化器出气口205之间通过引风机301连接，从而组成生物质气化、净化、稳压输出的系统。稳压罐进气口302设在稳压罐3顶部，进气管道伸至稳压罐3下部，稳压罐3底部设有排污口304，上部设有用气接头303。通过净化器2净化后的高纯度燃气通过引风机301进入稳压罐3，最后通过用气接头303平稳地提供给末端使用设备。
[0037]
以上对本技术所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的结构及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。