[实用新型]生物质液态排渣气化炉

说明书

技术领域

本实用新型属于生物质燃料气化领域，具体地指一种生物质液态排渣气化炉。

背景技术

在能源转换利用过程中，将可燃物所含的化学能通过燃烧、气化等方式转化为蒸汽、燃气、电能等二次能源，是人类利用能源的一种主要形式。随着可利用一次资源的逐渐短缺以及对环保要求的提高，新的技术工艺不断涌现，一些低热值的燃料也逐步被利用，包括煤矸石、农林废弃物、城市垃圾等，特别是在生物质气化领域，当前，在生物质燃料的利用领域常用炉型有固定床、流化床两种炉型，这两种炉型都存在气化温度低、燃料转化率低和合成气焦油含量大等缺点。

目前国内外能有效利用的生物质气化工艺处于初步阶段，而成熟可行的生物质气化工艺为外部热源高温气化工艺，它具有炉内反应温度高、燃料转化率高、成分好、操作简单可控、稳定性好的显著特点，但同时由于生物质燃料特性复杂，且生物质燃料种类繁多，在常规外热源气化工艺过程中，不可避免的会存在操作过程中炉内温度波动，局部受热不均，操作调整不及时，会存在燃料结渣、熔渣凝固等事故，严重时直接影响停炉。该工艺由于外热源的存在需要进行液态排渣。

对于常规固定床或流化床生物质气化炉一般采用固态排渣方式，而对于具有外热源的高温气化工艺，气化反应温度高达1300℃以上，反应温度超过了大部分灰分的软化温度，灰渣则出现熔聚现象，固态排渣不易采用，为突破炉内高温气化的瓶颈，液态排渣是生物质高温气化炉排渣的必然趋势，而常规从侧面液态排高温渣的方式，存在劳动强度大、排渣工具在高温下消耗量大以及跑气、漏气、窜火、不易机械化的难题，因而具有经济性差及运行性差两方面缺点。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种生物质液态排渣气化炉，用于解决液态排渣气化炉排渣困难、跑气、漏气、窜火的难题，实现生物质燃料的高温气化及顺利排渣。

为实现上述目的，本实用新型所设计的生物质液态排渣气化炉，包括炉体，其特殊之处在于，所述炉体内腔自上而下依次分为炉体净空区、炉体气化区和炉体排渣区，所述炉体净空区顶部设置有合成气出口，所述炉体净空区侧壁设置有生物质给料口，所述炉体气化区侧壁设置有气化剂入口，所述炉体排渣区侧壁设置有外部热源接口，所述炉体排渣区底部设置有液态渣出口，所述液态渣出口上面设置有多孔底板，所述液态渣出口侧壁外接有高温喷枪，所述液态渣出口下面设置有激冷室，所述激冷室侧壁外接有进水管，所述激冷室底部形成有渣水池，所述渣水池下方设置有捞渣机。

作为优选方案，所述炉体排渣区底部呈倒锥形结构，其锥面与水平面的夹角为20～80°，其锥面上设置有紧急排渣通道，以保证排渣通畅。

作为优选方案，所述紧急排渣通道至少设置有4个，沿圆周方向均匀分布，每个紧急排渣通道的直径为20～80mm，实现紧急状况下生物质熔渣的顺利排出，实现气化炉快速顺行的目的，确保气化炉长期稳定运行。

进一步地，所述液态渣出口的直径为炉体的直径的1/10～2/5，便于生物质熔渣顺利流下。

进一步地，所述气化剂入口至少设置有2层，每层气化剂入口数量为8～16个，沿圆周方向均匀分布，且每个气化剂入口相对于水平面的倾斜角度为10～30°，这样有利于炉内物料流场分布，利于炉体内物料的充分反应。

进一步地，所述生物质给料口设置有1～4个，一个以上的生物质给料口沿圆周方向均匀分布，以保证进料均匀。

更进一步地，所述炉体为膜式水冷壁结构、耐火材料砌筑结构、带水冷套的嵌砖结构中的一种或其组合。这样可降低高温熔渣对炉体的侵蚀影响，延长使用寿命。

更进一步地，所述多孔底板为高强度耐火材料砌筑结构或水冷孔栅结构中的一种。这样可降低高温熔渣对多孔底板的侵蚀影响，延长使用寿命。

更进一步地，所述多孔底板的孔隙率为30～50%、孔径大小为10～30mm，从而避免生物质燃料堵塞孔隙以及孔隙太少排渣不及时的问题。

更进一步地，所述外部热源接口为等离子加热接口、微波加热接口、激光加热接口、太阳能聚焦接口中的一种，所述外部热源接口呈水平或倾斜向下布置，其与水平面的夹角为0～60°。通过外部热源接口接入等离子、微波、激光、太阳聚焦等能产生高温的热源，以保证底部温度不低于1300℃，这样在外部热源的高温作用可促使生物质熔渣由多孔底板流下，有利于炉内物料流场分布，利于气化炉顺行。另外外部热源通过外部热源接口进入炉体内，部分高温热能进入炉体排渣区，为炉体排渣区提供足够的反应热，生物质燃料可燃成分与残焦物质在炉体底部高温区进行剧烈反应，也生成部分高品质合成气。