專利名稱：用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣化設(shè)備，特別涉及到一種應(yīng)用生物質(zhì)能制取合成氣的氣化設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，全球能源日趨緊張及環(huán)保形勢日漸嚴(yán)峻，對我國來說， 一方面每年要從國外進(jìn)口大量的石油及 液化氣，而另一方面卻是豐富的垃圾、生物質(zhì)資源沒能得到有效利用，大部分都被丟棄或焚燒掉，有些地 方甚至是垃圾泛濫成災(zāi)。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，垃圾還將以10%的比例上升， 并且其有害成分的含量也越來越高，如處理不好，將會污染環(huán)境，影響到人們的生活。目前我國大部分地 區(qū)還是采用填埋法處理城市生活垃圾，這不但需占用大量的土地、浪費(fèi)資源，而且容易造成二次污染，全
國因固體廢棄物堆存而被占用和毀損的農(nóng)田面積已達(dá)200萬畝以上；有些地區(qū)采用焚燒法處理城市生活垃
圾，回收熱能用于發(fā)電或供熱，但垃圾發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換率很低，僅為35%不到，有65%以上的能量被浪 費(fèi)掉了，更為嚴(yán)重的是焚燒的煙氣排入大氣而產(chǎn)生二次污染。
我國生物質(zhì)資源十分豐富，有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物、薪柴林、木材加工廢料可供使用，僅秸稈、谷殼之 類的農(nóng)業(yè)廢棄物每年就有10億多噸，折合標(biāo)準(zhǔn)煤5億多噸，而其它的生物質(zhì)資源尚無統(tǒng)計(jì)。目前，這些 生物質(zhì)資源未能得到有效利用，除小部分農(nóng)村用來發(fā)酵生產(chǎn)沼氣外，大部分都被直接燃燒、填埋掉了。生 物質(zhì)在直接燃燒過程中易產(chǎn)生煤煙、飛灰、 一氧化碳和二氧化碳污染環(huán)境。
隨著環(huán)境保護(hù)形勢的日益嚴(yán)峻及化石燃料的日漸枯竭，人類必須實(shí)現(xiàn)能源的"開源節(jié)流"，B卩 一是 提高燃料燃燒的效率以減少資源消耗，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)清潔燃燒以減少對環(huán)境的污染；二是開發(fā)新能源，并積 極利用可再生能源。
如何把垃圾、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為清潔能源來應(yīng)用，變廢為寶，并且以此來減輕石油需求的壓力，直至擺脫 對石油和煤炭的依賴，許多科研機(jī)構(gòu)都積極投入力量進(jìn)行研究和開發(fā)，這一課題也吸引著眾多業(yè)余發(fā)明家 的興趣，但至今還沒有商業(yè)化應(yīng)用的實(shí)例和報(bào)道。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)制造一種投資低、操作簡單、易于普及的垃圾、生物質(zhì)氣化設(shè)備，為積極利用 可再生能源助力。
為了達(dá)到上述的實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型通過在爐內(nèi)設(shè)置動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管、干餾熱解區(qū)、燃燼區(qū)、 焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)的措施來改善氣化條件。所述的動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管設(shè)置在氣化爐的保溫圍護(hù)體內(nèi)，動(dòng)力 學(xué)聚熱引風(fēng)管采用多變管徑設(shè)計(jì)，在熱力作用下產(chǎn)生壓縮聚熱效應(yīng)和自引風(fēng)效應(yīng)，使得熱解氣中的焦油、 甲烷、CnHra容易裂解或轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣的合成氣，并及把合成氣引出，提高氣化率，還使干餾熱 解區(qū)、燃輝區(qū)、焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)在沒有引風(fēng)機(jī)作用下就能形成負(fù)壓，在運(yùn)行時(shí)，可以減少空氣的輸入量 和增加水蒸汽輸入量，對提高合成氣的產(chǎn)率和品質(zhì)都有好處。本實(shí)用新型的氣化爐的燃燒氣化裝置主要由 干餾熱解區(qū)、燃燼區(qū)、焦油/甲浣預(yù)裂區(qū)、動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管、爐排、配風(fēng)室、調(diào)節(jié)風(fēng)門、水蒸汽噴嘴組 成，其中干餾熱解區(qū)與燃燼區(qū)相通，燃燼區(qū)的上方為焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)，焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)的上方為動(dòng)力 學(xué)聚熱引風(fēng)管；水蒸汽噴嘴安裝在配風(fēng)室；在干餾熱解區(qū)還設(shè)有反射烘，同時(shí)干餾熱解區(qū)的上方還設(shè)有脫 氯/脫硫劑，垃圾、生物質(zhì)的揮發(fā)份及熱解氣通過脫氯/脫硫劑脫除氯組份和硫組份后再進(jìn)入到焦油/甲垸 預(yù)裂區(qū)，制成的合成氣中就不會含有氯化氫或其它的氯化物，燃燒時(shí)就不會生成劇毒致癌物二惡英，可以 保證人們的身體健康，當(dāng)采用不含垃圾的生物質(zhì)原料或把脫氯/脫硫劑拌入垃圾中使用時(shí)，在干餾熱解區(qū) 的上方不設(shè)脫氯/脫硫劑；生成的合成氣通過動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管的引力作用進(jìn)入到熱交換室進(jìn)行降溫；在燃 燼區(qū)還設(shè)有蓄熱反射頂；本實(shí)用新型把水蒸汽作為氣化劑送入到干餾熱解區(qū)、燃燼區(qū)、焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)、 動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管中，與熾熱的炭進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成以一氧化碳、氫氣為主的合成氣；在動(dòng)力學(xué)聚熱引 風(fēng)管中，溫度將達(dá)到110(TC左右，水蒸汽與焦油、甲烷、CnHm進(jìn)行氧化一還原反應(yīng)，生成CO和H2的富 氫合成氣，生成的富氫合成氣通過動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管進(jìn)入到熱交換室進(jìn)行降溫。
本實(shí)用新型的氣化爐本體主要由鍋筒(1)、受熱管(3)、熱交換室(24)、干餾熱解區(qū)(19)、燃燼
區(qū)(14)、焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)(5)、動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管(4)、爐排(18)、配風(fēng)室(12)、調(diào)節(jié)風(fēng)門(13)、 加料斗(22)、合成氣出口 (6)、保溫圍護(hù)體(25)組成，結(jié)構(gòu)和操作都很簡單，機(jī)械化操作和手工操作都 很方便，可以象常規(guī)鍋爐那樣操作運(yùn)行。
本實(shí)用新型所述的垃圾、生物質(zhì)原料包括原生垃圾、生物質(zhì)其中的一種或二種；包括用垃圾或生物質(zhì) 經(jīng)加工壓制成形的制品；包括用煤作為添加劑的垃圾、生物質(zhì)型煤；包括以煤為主要成分的型煤；包括原
煤或散煤。把垃圾和生物質(zhì)添加粘結(jié)劑、脫氯/脫硫劑，壓制成一定程度和形狀的制品使用，不但可以方 便操作，而且可以提高原料的氣化效率，本實(shí)用新型優(yōu)選采用這種方式。
本實(shí)用新型的有益效果是積極利用可再生能源，科學(xué)、合理地應(yīng)用垃圾、生物質(zhì)資源，解決生活垃 圾、農(nóng)林廢棄物、木材加工下腳料、建筑裝璜工地的木基質(zhì)廢棄物的出路問題，使之轉(zhuǎn)化為一種清潔的能 源， 一是解決環(huán)保問題，二是緩解能源緊張的局面，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件，并為 提供生物質(zhì)資源的農(nóng)村創(chuàng)造良好的發(fā)展機(jī)遇。


本實(shí)用新型提供下列附圖作進(jìn)一步的說明，但各附圖及以下所述的具體實(shí)施方式
均不構(gòu)成對本實(shí)用新 型的限制
圖1是本實(shí)用新型的其中一種氣化爐的結(jié)構(gòu)圖。 圖2是本實(shí)用新型的另一種氣化爐的結(jié)構(gòu)圖。
圖中l(wèi).鍋筒，2.檢査/吹灰門，3.受熱管，4.動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管，5.焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)，6.合成氣出 口， 7.溫度傳感器，8.燃燼區(qū)后烘，9.檢査門，IO.冷渣室，ll.水封，12.配風(fēng)室，13.調(diào)節(jié)風(fēng)門，14.燃 燼區(qū)，15.燃燼區(qū)蓄熱反射頂，16.干餾熱解區(qū)的反射烘，17.水蒸汽噴嘴，18.爐排，19.干餾熱解區(qū)，20. 熱解氣返入口， 21.脫氯/脫硫劑，22.加料斗，23.引氣風(fēng)機(jī)，24.熱交換室，25.保溫圍護(hù)體，26.防爆閥， 27.蒸汽過熱器，28.殼體。
具體實(shí)施方式
圖l所示的實(shí)施例為本實(shí)用新型的其中一種氣化爐，設(shè)備主要由鍋筒(1)、受熱管(3)、熱交換室(24)、 干餾熱解區(qū)(19)、燃燼區(qū)(14)、焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)(5)、動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管(4)、爐排(18)、配風(fēng)室(12)、 調(diào)節(jié)風(fēng)門(13)、水蒸汽噴嘴(17)、冷渣室(10)、引氣風(fēng)機(jī)(23)、加料斗(22)、保溫圍護(hù)體(25)組成。 其中千餾熱解區(qū)(19)與燃燼區(qū)(14)相通，干餾熱解區(qū)(19)的上方有脫氯/脫硫劑(21),還有反射 烘(16);燃燼區(qū)(14)還有蓄熱反射頂(15);燃燼區(qū)(14)的上方為焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)(5)，焦油/甲烷 預(yù)裂區(qū)(5)的上方為動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管(4);爐排(18)貫穿在干餾熱解區(qū)(19)與燃燼區(qū)(14)之間； 爐排(18)的下方為配風(fēng)室(12)，配風(fēng)室(12)內(nèi)有水蒸汽噴嘴(17);鍋筒(1)和受熱管(3)在熱交 換室(24)內(nèi)；熱交換室(24)由保溫圍護(hù)體(25)所構(gòu)成；在保溫圍護(hù)體(25)上有防爆閥(26)、檢査 /吹灰門(2)、檢査門(9)和合成氣出口 (6)。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，料斗內(nèi)的垃圾、生物質(zhì)原料由爐排(18)帶 動(dòng)進(jìn)入干餾熱解區(qū)(19)，原料的厚度可通過煤閘板調(diào)節(jié)，原料先經(jīng)過干餾、熱解氣化后再進(jìn)入到燃燼 區(qū)(14)，燃燼后的灰渣卸落到冷渣室釋放余熱，再通過水封(11)進(jìn)入出渣機(jī)的入渣口，由出渣機(jī)運(yùn)岀 灰渣。在上述過程中，垃圾、生物質(zhì)干餾揮發(fā)出的揮發(fā)份及熱解的氣化物合并為合成氣通過脫氯/脫硫 劑(21)，在引氣風(fēng)機(jī)(23)的引力作用下由熱解氣返入口 (20)進(jìn)入焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)(5)、動(dòng)力學(xué)聚熱 引風(fēng)管(4)，合成氣中含有的焦油、甲烷與水蒸汽發(fā)生作用而裂解和轉(zhuǎn)化為--氧化碳、氫氣的合成氣，在 燃'訴區(qū)(14)，水蒸汽與熾熱的碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成一氧化碳、氫氣的合成氣，這二路合成氣在動(dòng)力學(xué) 聚熱引風(fēng)管(4)的引力作用下被拉入熱交換室(24)，在熱交換室(24)把熱量傳遞給鍋筒(1)和受熱管 (3)，合成氣得到降溫，降溫后的合成氣體積變小重度增火而沉降，從出口 (6)被引出。本實(shí)施例通過 調(diào)節(jié)風(fēng)門(13)和水蒸汽噴嘴(17)來穩(wěn)定產(chǎn)氣率和穩(wěn)定爐內(nèi)的氣化溫度，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸出合成氣。設(shè) 備所生產(chǎn)出來的合成氣是一種清潔燃料，可直接用于燃燒，也可通過后續(xù)設(shè)備制氫，還可以合成甲醇、二 甲醚之類的液體燃料或液化氣燃料。本實(shí)施例使用的原料包括原生垃圾、生物質(zhì)，垃圾、生物質(zhì)型煤制品、 原煤、煤制品。
圖2所示的實(shí)施例為本實(shí)用新型的另一種氣化爐，與上例實(shí)施例的區(qū)別是在干餾熱解區(qū)(19)的上方
沒有脫氯/脫硫劑，當(dāng)用垃圾做原料時(shí)，把脫氯/脫硫劑添加到原料中。
本實(shí)用新型的氣化爐是一種余熱鍋爐，涉及到鍋爐類的壓力容器，在設(shè)計(jì)、制造及使用時(shí)，應(yīng)按國家 有關(guān)部門的規(guī)定和規(guī)程進(jìn)行。
權(quán)利要求1.用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，包括燃燒氣化室結(jié)構(gòu)，其特征是氣化爐的燃燒氣化裝置主要由動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管、干餾熱解區(qū)、燃燼區(qū)、焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)組成，其中動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管設(shè)置在氣化爐的保溫圍護(hù)體內(nèi)；動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管在焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)的上方；焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)的下方為燃燼區(qū)；燃燼區(qū)與干餾熱解區(qū)相通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，其特征是所述的動(dòng)力 學(xué)聚熱引風(fēng)管為多變管徑設(shè)計(jì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，其特征是干餾熱解區(qū) 的上方有脫氯/脫硫劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，其特征是當(dāng)采用不含 垃圾的生物質(zhì)原料或把脫氯/脫硫劑拌入垃圾中使用時(shí)，在干餾熱解區(qū)的上方不設(shè)脫氯/脫硫劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，其特征是干餾熱解區(qū) 還有反射烘。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，其特征是燃燼區(qū)還有 蓄熱反射頂。
7. 用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，其特征是氣化爐本體主要由鍋筒(1)、受熱 管(3)、熱交換室(24)、干餾熱解區(qū)(19)、燃燼區(qū)(14)、焦油/甲烷預(yù)裂區(qū)(5)、動(dòng)力學(xué)聚熱引風(fēng)管(4)、 爐排(18)、配風(fēng)室(12)、調(diào)節(jié)風(fēng)門(13)、加料斗(22)、合成氣出口 (6)、保溫圍護(hù)體(25)組成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，其特征是所述的 垃圾、生物質(zhì)原料包括原生垃圾、生物質(zhì)其中的一種或二種；包括用垃圾或生物質(zhì)經(jīng)加工壓制成形的制品; 包括用煤作為添加劑的垃圾、生物質(zhì)型煤。
專利摘要用垃圾、生物質(zhì)為原料生產(chǎn)合成氣的動(dòng)力學(xué)氣化爐，涉及到一種應(yīng)用生物質(zhì)能制取合成氣的氣化設(shè)備。本實(shí)用新型的原料適應(yīng)范圍廣，包括原生垃圾和生物質(zhì)、生物質(zhì)型煤、煤基型煤、原煤、散煤。應(yīng)用本實(shí)用新型可以設(shè)計(jì)制造一種投資低、操作簡單、易于普及的垃圾、生物質(zhì)氣化設(shè)備，為積極利用可再生能源助力。本實(shí)用新型解決了生活垃圾、農(nóng)林廢棄物的出路問題，并使之轉(zhuǎn)化為一種清潔的能源，一是解決環(huán)保問題，二是緩解能源緊張的局面，為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件，并為提供生物質(zhì)資源的農(nóng)村創(chuàng)造良好的發(fā)展機(jī)遇。
文檔編號C10B53/02GK201003046SQ20062015928
公開日2008年1月9日 申請日期2006年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月19日
發(fā)明者周開根 申請人:周開根