生物質氣化系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及生物質氣化領域，尤其設及一種生物質氣化系統。
【背景技術】
[0002] 隨著能源的短缺，將可再生的生物質轉化生產燃料已受到人們的關注。生物質通 常包含植物來源的材料，如木材，草，農業和農業廢料，糞便，廢紙，稻草或稻殼，玉米店，玉 米穗軸，高梁枯桿，家禽廢棄物，甘庶渣，花生殼，挪子殼，碎樹皮，食品廢棄物，城市垃圾和 生活垃圾等。
[0003] 利用生物質作為燃料來源，有助于維持在自然的碳循環，生物質的燃燒一般通過 氣化爐，現有的氣化爐對生物質的氣化一般只進行一級處理，對氣化后的焦油及碳未作進 一步處理，該會造成資源浪費，不利于資源的循環利用。 【實用新型內容】
[0004] 為了實現上述目的，本實用新型的一個目的是提供一種生物質氣化系統，W解決 上述問題。
[0005] 本實用新型提供了一種生物質氣化系統，包括用于對廢物進行第一階段氣化反應 生成生物質流的第一氣化爐，第一氣化爐包括干燥區、熱解區、氣化區及燃燒區；和用于吸 收第一階段氣化反應后的焦油、碳進行第二階段氣化反應的第二氣化爐，第二氣化爐與第 一氣化爐連接。
[0006] 進一步，該系統還包括進料料斗，進料料斗與所述第一氣化爐連接。
[0007] 進一步，該第一氣化爐內設有用于為干燥區、熱解區、氣化區及燃燒區提供反應氣 體及催化劑的第一氣體分布器。
[000引進一步，該第二氣化爐內設有用于提供反應氣體機催化劑的第二氣體分布器。
[0009] 進一步，該系統還包括排灰裝置，排灰裝置與第一氣化爐連接。
[0010] 與現有技術相比本實用新型的有益效果是：通過設置第二氣化爐用于對第一階段 氣化反應后的焦油、碳進行第二階段氣化反應，使資源得到了循環利用，節約了資源。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本實用新型生物質氣化系統一種實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面通過具體的實施例子并結合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0013] 參圖1所示，圖1是本實用新型生物質氣化系統一種實施例的結構示意圖。
[0014] 本實施例提供了一種生物質氣化系統5,包括用于對廢物進行第一階段氣化反應 生成生物質流的第一氣化爐20,第一氣化爐20包括干燥區50、熱解區60、氣化區70及燃燒 區80 ;和，用于吸收第一階段氣化反應后的焦油、碳進行第二階段氣化反應的第二氣化爐 90,第二氣化爐90與第一氣化爐20連接
[0015] 本實施例通過設置第二氣化爐90用于對第一階段氣化反應后的焦油、碳進行第 二階段氣化反應，使資源得到了循環利用，節約了資源。
[0016] 在本實施例中，該系統還包括進料料斗10,進料料斗10與第一氣化爐20連接。
[0017] 在本實施例中，第一氣化爐20內設有用于為干燥區50、熱解區60、氣化區70及燃 燒區80提供反應氣體及催化劑的第一氣體分布器30。
[001引在本實施例中，第二氣化爐90內設有用于提供反應氣體機催化劑的第二氣體分 布器100。
[0019] 在本實施例中，該系統還包括排灰裝置40,排灰裝置40與第一氣化爐20連接。
[0020] 下面進一步詳細描述本系統。
[0021] 第一階段氣化
[0022] 第一氣化爐20可W采取回轉畜反應器。不同類型的生物質，可W通過進料料斗10 進料，進料料斗10可W配備螺旋加料器。氧氣和反應氣體，蒸汽，二氧化碳可W通過第一氣 體分布器30在第一氣化爐20內進行分布。第一氣體分配器30可W包括由固定端板支支 撐持的一個或多個固定式管道。在本實施例中，第一氣體分配器30可W是任何尺寸和形狀 的，只要能沿第一氣化爐的長度進行氣體分布即可。第一氣體分配器30用于遞送不同量的 反應氣體及氧氣到不同的區域，該些區域可W包括干燥區域50,熱解區60,氣化區70和燃 燒區80。該些區域內的第一氣體分配器30可W是均勻的噴射結構，蜂窩結構和/或單個噴 射結構。第一氣體分布器30可用于提供空氣，氮氣，氧氣，蒸汽和/或二氧化碳。排灰裝置 40用于排出灰，該種灰一般含有礦物質，非常適合于培育±壤。
[0023] 第一氣化爐20在各個區控制溫度梯度進行氣化反應，產生的氣體一般由&，CO， c〇2,馬，&0組成，輕質姪，有機液體，酒精，油，焦油和夾帶的固體顆粒物被排除。
[0024] 在第一氣化爐20中，生物質可W經過各種反應。例如，當使用氧作為氧化劑時，反 應可W如下：
[0025] 高溫分解
[0026] Biomass+Heat一 邸4+〔0+〔〇2+&0+&+〔+化血0口，
[0027] 其中化HmOp代表有機氧化物，醇，油和焦油。
[002引氣化
[0029] QiHmOp+X〇2+ (化-2X-p)HgO+Heat一（n-y)C〇2+ (化-2X-p+m/2-y)Hs+yCO+y&O
[0030] 其中X是氧氣/燃料的摩爾比；y為C〇2與H2反應生成CO和H2〇的摩爾數。
[0031] 焦炭燃燒
[0032] C+〇2 -C0 2+Heat
[0033] 碳蒸汽反應
[0034] C+H2〇+Heat一CO+H2
[0035] 氨氣燃燒
[0036] &+1/2化一H 2〇+Heat
[0037] 反向反應
[00%]C+C〇2+Heat一 2C0
[0039] 水煤氣轉換
[0040] C0+H20AC〇2+H2+Heat
[0041] 在本實施例中，CH4,馬，馬0,CO,CA，焦炭和各種有機氧化物，醇，油和焦油，可W是 統一表示為化HmOp。
[0042] 熱解過程中不同溫度下可產生不同的化合物，該些化合物的數量也是可變的。例 如，溫和的熱解溫度和適中的保留時間可產生大量的焦油和油和少量的元素碳，而高的熱 解溫度和短的保留時間可產生大量的C0,C〇2,CH4和H2及少量的有機液體，醇，焦油，油和 固體碳（木炭）。
[0043] 第二階段氣化
[0044] 第二氣化爐90可采用筒狀結構，并配有一個第二氣體分布器100,其可W是水平 的或垂直的容器。第二氣化爐90可用于分解第一氣化爐20生成的焦油和油，第二氣化爐 90還可W提取第一氣化爐20中未反應的碳。
[0045] 送入第氣化爐90的含氧氣體可W與第氣化爐20的氣體產物在第二氣化爐90進 行初始氧化反應，氧化反應產生的熱量可W用于氣化其余輕質姪，有機氧化物，醇，油，焦油 和夾帶的顆粒。從第二氣化爐90生成的合成氣體基本上無碳，油和焦油。
[0046] 水分，有機氧化物，酒精，油，焦油，夾帶的顆粒物質和其他氣體混合物可與第二氣 化爐90中的氧氣進行反應，W產生氣體，如氨，一氧化碳，碳的混合物二氧化碳，水蒸汽和 氮。反應式如下，其中氧可作為氧化劑來表示：
[0047]CnHmOp+X〇2+(化-2X -P) &0一（n-y) C〇2+(化-2X-p+m/2-y) &+7〇)+州2 (23)0。
[0048] 其中X是氧氣/燃料的摩爾比率，y是與&反應生成C0和H2〇時，水煤氣變換反 應的CA的摩爾數。
[0049] 在本實施例中，從第二氣化爐90產生的氣體產物可通過多種方法進行清洗和利 用。例如，熱產物氣體可W通過一個與該第二氣化爐90連接的熱氣體過濾器除去熱產物氣 體中的顆粒。過濾后，該氣體可W供發動機或燃料電池使用W產生電能。該氣體還可W用 于生成甲醇，己醇和二甲離。
[0化0] 在本實施例中，第二氣化爐90產生的氣體產物還可首先通過間接手段來冷卻，例 如使用熱交換器進行降溫。或者，熱量可W通過與其它液體間接來進行降溫。
[0化1] 另外，上述冷卻氣體，過濾后，還可通過水煤氣變換催化劑調節氣體組合物，W使 氨氣與一氧化碳的比率更符合使用標準。
[0化2] 此外，氣體的水分含量，可W通過冷凝除去。
[0053]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具 體說明，它們并非用W限制本實用新型的保護范圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的 等效實施方式或變更均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
[0化4] 對于本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限于上述示范性實施例的細節，而 且在不背離本實用新型的精神或基本特征的情況下，能夠W其他的具體形式實現本實用新 型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實用新 型的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含 義和范圍內的所有變化囊括在本實用新型內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制 所設及的權利要求。
【主權項】
1. 一種生物質氣化系統，其特征在于，包括用于對廢物進行第一階段氣化反應生成生 物質流的第一氣化爐，所述第一氣化爐包括干燥區、熱解區、氣化區及燃燒區；和， 用于吸收第一階段氣化反應后的焦油、碳進行第二階段氣化反應的第二氣化爐，所述 第二氣化爐與所述第一氣化爐連接。
2. 根據權利要求1所述的生物質氣化系統，其特征在于，還包括進料料斗，所述進料料 斗與所述第一氣化爐連接。
3. 根據權利要求2所述的生物質氣化系統，所述第一氣化爐內設有用于為所述干燥 區、熱解區、氣化區及燃燒區提供反應氣體及催化劑的第一氣體分布器。
4. 根據權利要求3所述的生物質氣化系統，其特征在于，所述第二氣化爐內設有用于 提供反應氣體機催化劑的第二氣體分布器。
5. 根據權利要求4所述的生物質氣化系統，其特征在于，還包括排灰裝置，所述排灰裝 置與所述第一氣化爐連接。
【專利摘要】本實用新型涉及生物質氣化領域，尤其涉及一種生物質氣化系統，包括用于對廢物進行第一階段氣化反應生成生物質流的第一氣化爐，所述第一氣化爐包括干燥區、熱解區、氣化區及燃燒區；和用于吸收第一階段氣化反應后的焦油、碳進行第二階段氣化反應的第二氣化爐，所述第二氣化爐與所述第一氣化爐連接。本實用新型通過設置第二氣化爐用于對第一階段氣化反應后的焦油、碳進行第二階段氣化反應，使資源得到了循環利用，節約了資源。
【IPC分類】C10J3-66
【公開號】CN204385144
【申請號】CN201420829873
【發明人】張明宇, 周宏志
【申請人】云南能投能源產業發展研究院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月23日