一种旋流式生物质流化床气化装置的制作方法

1.本实用新型涉及生物质流化床气化技术领域，特别涉及一种旋流式生物质流化床气化装置。

背景技术：

2.我国生物质资源丰富，总量巨大，每年我国主要生物质资源年产量约35亿吨。作为一种可再生的清洁能源，对生物质能的有效利用是实现碳中和目标的重要技术途径。基于流化床气化技术的生物质能清洁利用是符合当前清洁能源使用需求的最佳技术方案，该技术能将固态生物质原料转化为可燃气，进而可用于供热、供电等能源需求。
3.然而现有的传统生物质仍存在一些缺陷，由于其来源复杂，种类繁多，且对于生物质的预处理通常较为粗糙。这使得进入流化床气化炉内的不同种类生物质原料之间尺寸差异较大。其中粒径较小的生物质颗粒在气化炉内停留时间短，通常会在高速气化介质的裹挟下快速向上流动，在未完全气化时便快速离开气化炉，导致下游旋风分离器内未反应生物质细颗粒物大量增加，增大了旋风分离器的工作负荷，降低了分离效果，且易导致分离后的高温燃气内夹带大量生物质细颗粒，进而阻塞下游气体管道引起安全隐患。

技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种旋流式生物质流化床气化装置，其目的是解决生物质原料之间尺寸差异较大，未反应完的细颗粒生物质被气化介质快速带出流化床气化器从而导致气化效率低下的问题等问题。
5.为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种旋流式生物质流化床气化装置，包括生物质细料进料器，切向进气管，生物质粗料进料器，流化床气化器，回料管气体换热器，合成气储罐与旋风分离器，所述流化床气化器的一侧连通有生物质细料进料器，所述生物质细料进料器的上方安装有生物质粗料进料器，所述生物质粗料进料器与流化床气化器相连通，所述流化床气化器远离生物质细料进料器的一侧通过管道连通有旋风分离器，所述旋风分离器与气体换热器相连接，所述气体换热器与合成气储罐相连接。
6.进一步的，所述生物质细料进料器和生物质粗料进料器高度差为流化床气化器总高度的15％。
7.进一步的，所述旋风分离器的底端与流化床气化器之间连通有回料管。
8.进一步的，所述气体换热器与流化床气化器之间连通有切向进气管。
9.进一步的，所述切向进气管安装在流化床气化器的一侧壁，所述切向进气管由两层组成，所述切向进气管之间的高度差为流化床气化器总高度的15％。
10.进一步的，所述切向进气管每层由4根进气口组成，每个进气口的方向与流化床气化器横截面轮廓圆的切线夹角为30
°
。
11.本实用新型的有益效果为：
12.本实用新型的一种旋流式生物质流化床气化装置，将生物质细料和生物质粗料分别在不同高度位置送入流化床气化器，在上部的生物质粗料下落时会部分阻碍底部进入的生物质细料的向上运动，提高了生物质细料在流化床气化器内的停留时间，进而提高了气化效率；在流化床气化器侧壁设置两层切向进气管，将气化介质以顺时针旋流方式送入流化床气化器内，使气固流动呈螺旋上升形态，强化了气固混合并进一步提高了生物质原料的停留时间；将高温合成气与气化介质进行换热，将高温合成气的余热进行部分回收，降低了气化介质加热的能耗，降低了气化装置的运行成本。
附图说明
13.图1为本实用新型的一种旋流式生物质流化床气化装置的结构示意图；
14.图2为本实用新型的一种旋流式生物质流化床气化装置的流化床气化器内切向进气管结构示意图。
15.附图标记对照表：
16.1、生物质细料进料器；2、切向进气管；3、生物质粗料进料器；4、流化床气化器；5、回料管；6、气体换热器；7、合成气储罐；8、旋风分离器。
具体实施方式
17.下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
18.需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
19.为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
20.如图1至图2所示，一种旋流式生物质流化床气化装置，包括生物质细料进料器1，切向进气管2，生物质粗料进料器3，流化床气化器4，回料管5气体换热器6，合成气储罐7与旋风分离器8，流化床气化器4的一侧连通有生物质细料进料器1，生物质细料进料器1的上方安装有生物质粗料进料器3，生物质粗料进料器3与流化床气化器4相连通，流化床气化器4远离生物质细料进料器1的一侧通过管道连通有旋风分离器8，旋风分离器8与气体换热器6相连接，气体换热器6与合成气储罐7相连接。
21.具体的，细颗粒生物质从下部的生物质细料进料器1送入流化床气化器4，而粗颗粒的生物质则由上部的生物质粗料进料器3送入流化床气化器4；
22.生物质细料进料器1和生物质粗料进料器3高度差为流化床气化器4总高度的15％。
23.旋风分离器8的底端与流化床气化器4之间连通有回料管5。
24.具体的，流化床气化器4的生物质由旋风分离器8分离后经由回料管5重新进入流化床气化器4再次参与气化反应。
25.气体换热器6与流化床气化器4之间连通有切向进气管2。
26.切向进气管2安装在流化床气化器4的一侧壁，切向进气管2由两层组成，切向进气管2之间的高度差为流化床气化器4总高度的15％。
27.切向进气管2每层由4根进气口组成，每个进气口的方向与流化床气化器4横截面轮廓圆的切线夹角为30
°
。
28.具体的，将气化介质按照顺时针顺序沿切向进气管2喷入流化床气化器4内，使得流化床气化器4内气固两相流动呈螺旋向上的特性。
29.本实用新型的具体使用方法，在使用时，生物质细料通过生物质细料进料器1送入流化床气化器4中，而生物质粗料则通过生物质粗料进料器3送入流化床气化器4内参与气化反应，气化介质则分别通过流化床气化器4的底部和侧壁的两层切向进气管2进入反应器内参与气化反应，其中底部进入的气化介质使流化床气化器4内的生物质原料保持流化状态，而侧壁进入的气化介质则使流化床气化器4内的气固流动形成顺时针螺旋上升的流动状态，气化反应完成后的气固混合物进入旋风分离器8进行气固分离，未反应完全的生物质通过回料管5重新进入流化床气化器4参与气化反应，而分离得到的高温合成气则经由气体换热器6对气化介质完成传热后进入合成气储罐7储存。
30.以上所述仅为本实用新型专利的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型专利，凡在本实用新型专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型专利的保护范围之内。

技术特征：

1.一种旋流式生物质流化床气化装置，包括生物质细料进料器(1)，切向进气管(2)，生物质粗料进料器(3)，流化床气化器(4)，回料管(5)气体换热器(6)，合成气储罐(7)与旋风分离器(8)，其特征在于，所述流化床气化器(4)的一侧连通有生物质细料进料器(1)，所述生物质细料进料器(1)的上方安装有生物质粗料进料器(3)，所述生物质粗料进料器(3)与流化床气化器(4)相连通，所述流化床气化器(4)远离生物质细料进料器(1)的一侧通过管道连通有旋风分离器(8)，所述旋风分离器(8)与气体换热器(6)相连接，所述气体换热器(6)与合成气储罐(7)相连接。2.根据权利要求1所述的一种旋流式生物质流化床气化装置，其特征在于：所述生物质细料进料器(1)和生物质粗料进料器(3)高度差为流化床气化器(4)总高度的15％。3.根据权利要求1所述的一种旋流式生物质流化床气化装置，其特征在于：所述旋风分离器(8)的底端与流化床气化器(4)之间连通有回料管(5)。4.根据权利要求1所述的一种旋流式生物质流化床气化装置，其特征在于：所述气体换热器(6)与流化床气化器(4)之间连通有切向进气管(2)。5.根据权利要求1所述的一种旋流式生物质流化床气化装置，其特征在于：所述切向进气管(2)安装在流化床气化器(4)的一侧壁，所述切向进气管(2)由两层组成，所述切向进气管(2)之间的高度差为流化床气化器(4)总高度的15％。6.根据权利要求1所述的一种旋流式生物质流化床气化装置，其特征在于：所述切向进气管(2)每层由4根进气口组成，每个进气口的方向与流化床气化器(4)横截面轮廓圆的切线夹角为30
°
。

技术总结

本实用新型公开了一种旋流式生物质流化床气化装置，包括生物质细料进料器，所述流化床气化器的一侧连通有生物质细料进料器，所述生物质细料进料器的上方安装有生物质粗料进料器，所述生物质粗料进料器与流化床气化器相连通，所述流化床气化器远离生物质细料进料器的一侧通过管道连通有旋风分离器，所述旋风分离器与气体换热器相连接，所述气体换热器与合成气储罐相连接。本实用新型的一种旋流式生物质流化床气化装置，提高了生物质细料在流化床气化器内的停留时间，进而提高了气化效率；提高了生物质原料的停留时间；将高温合成气与气化介质进行换热，将高温合成气的余热进行部分回收，降低了气化介质加热的能耗，降低了气化装置的运行成本。装置的运行成本。装置的运行成本。