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一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备 

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申请/专利权人:中曼(苏州)能源科技有限公司

摘要:本发明公开了一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,包括进料装置、卧式移动床热解反应装置、水冷式螺旋出料机、混热系统、绝热燃烧系统以及电气控制装置,其中,所述的卧式移动床热解反应装置分为三级,采用阶梯前进式或层叠巡回式推料结构,所述的第一级与第二级之间隔断,第二级与第三级相连,所述的第一级、第二级和第三级分别对应为预热阶段、热解气化阶段和炭化阶段。通过上述方式,本发明多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,可以进一步拓宽生物质能源的应用,将生物质原料热解气化,可以得到生物质燃气和生物质炭,自动化程度高,综合经济效益明显,应用领域广阔。

主权项:1.一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,包括进料装置、卧式移动床热解反应装置、水冷式螺旋出料机、混热系统、绝热燃烧系统以及电气控制装置,所述的进料装置设置在卧式移动床热解反应装置的前端的上部,所述的水冷式螺旋出料机设置在卧式移动床热解反应装置的后端的下部,所述的混热系统分别与卧式移动床热解反应装置和绝热燃烧系统相连接,所述的混热系统和绝热燃烧系统还与电气控制装置相连接,紧急燃气排放口处设置急排水封,其中,所述的卧式移动床热解反应装置分为三级,包括第一级、第二级和第三级,采用阶梯前进式或层叠巡回式推料结构,所述的第一级与第二级之间隔断,第二级与第三级相连,所述的第一级、第二级和第三级分别对应为预热阶段、热解气化阶段和炭化阶段;所述的第一级和第二级之间的连接处设置有隔断阀;所述的第一级、第二级和第三级均设置有螺旋推进器、拨料片、螺旋叶片、布风板、进风口和风箱,所述的螺旋推进器横向设置在风箱内并延伸至风箱的外部,所述的螺旋叶片设置在螺旋推进器上,所述的拨料片设置在螺旋叶片上,拨料片上均布有风孔,所述的布风板设置在风箱内部并位于螺旋推进器的下方,所述的第一级的螺旋推进器采用等距螺旋推进轴,所述的第二级和第三级的螺旋推进器均采用螺旋间距由大至小的渐变螺旋推进轴,所述的布风板均上开设有不同密度的布风孔,所述的布风板为整体制作或多段拼装;混热系统采用两路循环热源,分别为生物质燃气再循环管和烟气再循环管,生物质燃气再循环管直接进入卧式移动床热解反应装置或者通过绝热燃烧系统燃烧后产生高温烟气,经过送风机,降低至合适温度后送入卧式移动床热解反应装置;所述的卧式移动床热解反应装置上还设置有料位计、进料口、进料隔断阀、烘干排气口、生物质燃气出口、生物质炭出料口和两个紧急燃气排放口,所述的进料隔断阀设置在进料口处;所述的进料装置包括进料仓、第一皮带机、中转料仓、第二皮带机、变距螺旋输送机和进料缓冲仓,所述的进料仓通过第一皮带机与中转料仓相连接,所述的中转料仓通过第二皮带机与进料缓冲仓相连接,所述的进料缓冲仓通过变距螺旋输送机与卧式移动床热解反应装置的进料口相连接;所述的混热系统包括混合风箱、高温除尘器、送风机、热电偶、生物质燃气再循环管、热烟气再循环管、高温循环风机、生物质燃气再循环调节挡板和热烟气再循环调节挡板,所述的混合风箱通过生物质燃气再循环管和热烟气再循环管分别连接至生物质燃气出口和绝热燃烧系统的出口,所述的高温除尘器设置在生物质燃气再循环管上并与生物质燃气出口相连接,所述的生物质燃气再循环调节挡板和热烟气再循环调节挡板分别设置在生物质燃气再循环管和热烟气再循环管上并位于混合风箱的后端,所述的高温循环风机还与混合风箱的后端通过管道相连接,所述热电偶安装在高温循环风机和混合风箱之间的管道上;所述的绝热燃烧系统包括绝热燃烧室和生物质燃气燃烧器,所述的生物质燃气燃烧器设置在绝热燃烧室的前端。

全文数据:一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备技术领域[0001]本发明涉及一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,尤其涉及多级分段式的直接加热,无氧化燃烧反应的生物质燃气、生物质炭联合制备系统。背景技术[0002]影响热解工艺的因素有:热解工艺类型,有慢速热解和快速热解。慢速热解生成的固定碳含量高于快速热解,快速热解最大限度地增加了液态产量生物质油)。t〇〇〇3]温度,温度对热解产物分布、组分、产率和热解气热值都有很大的影响。生物质热解最终产物中气、油、炭各占比例的多少,随反应温度的高低和加热速度的快慢有很大差异。一般地说,低温、长期滞留的慢速热解主要用于最大限度地增加炭的产量。[0004]生物质材料,生物质种类、分子结构、粒径及形状等特性对生物质热解行为和产物组成等有着重要的影响。这种影响相当复杂,与热解温度、压力、升温速率等外部特性共同作用。由于木质素较纤维素和半纤维素难分解,因而通常含木质素多者焦炭产量较大。[0005]滞留时间,在生物质热解反应中有固相滞留时间和气相滞留时间之分。固相滞留时间越长,热解的固态产物所占的比例就越小,热解越完全。气相滞留期时间一般并不影响生物质的一次裂解反应过程,气相滞留时间越长,二次裂解反应增多,放出H2、CH4、C0等,导致液态产物迅速减少,气体产物增加,固定碳含量增加。[0006]压力,影响气相滞留期,从而影响二次裂解,随着压力的提高,生物质的活化能减小。[0007]升温速率,对热解的影响很大。一般对热解有正反两方面的影响。升温速率增加,温度滞后就越严重,物料失重和失重速率曲线均向高温区移动。热解速率和热解特征温度均随升温速率的提高呈线形增长。在一定热解时间内,慢加热速率会延长热解物料在低温区的停留时间,促进纤维素和木质素的脱水和炭化反应,导致炭产率增加。[0008]综上所述,生物质燃气、生物质炭技术是属于慢速、低温热解过程。[0009]现实情况中现在比较多的生产生物质炭的方法是农民采用土窖焖烧,即用大量物料堆积进行近乎隔绝氧气的焖烧,产物即是生物质炭,这种方法温度无法控制,生产过程中防止焦油凝结未考虑,产品质量不可控。[0010]总体来讲,目前的生物质热解技术中对生物质原料成分复杂、密度较低的生物质原料,热解反应难以精确控制、物料在温度较高的反应器内推进困难,热解总体效率低、可靠性差,无法规模化商业应用等不足和缺点。发明内容[0011]本发明主要解决的技术问题是提供一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,可以进一步拓宽生物质能源的应用,将生物质原料热解气化,可以得到生物质燃气和生物质炭,生物质燃气可作为清洁能源燃烧,来替代煤和重油等污染大的原料,用来供热、发电等;生物质炭可以作为工业原料,同时,可以取代一些不经济不环保的制炭方法,其运行稳定,生物质燃气、生物质炭品质优良,可处理多种生物质品种,自动化程度高,综合经济效益明显,应用领域广阔。[0012]为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供了一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,包括进料装置、卧式移动床热解反应装置、水冷式螺旋出料机、混热系统、绝热燃烧系统以及电气控制装置,所述的进料装置设置在卧式移动床热解反应装置的前端的上部,所述的水冷式螺旋出料机设置在卧式移动床热解反应装置的后端的下部,所述的混热系统分别与卧式移动床热解反应装置和绝热燃烧系统相连接,所述的混热系统和绝热燃烧系统还与电气控制装置相连接,其中,所述的卧式移动床热解反应装置分为三级,包括第一级、第二级和第三级,采用阶梯前进式或层叠巡回式推料结构,所述的第一级与第二级之间隔断,第二级与第三级相连,所述的第一级、第二级和第三级分别对应为预热阶段、热解气化阶段和炭化阶段。[0013]在本发明一个较佳实施例中,所述的第一级和第二级之间的连接处设置有隔断阀。[0014]在本发明一个较佳实施例中,所述的第一级、第二级和第三级均设置有螺旋推进器、拨料片、螺旋叶片、布风板、进风口和风箱,所述的螺旋推进器横向设置在风箱内并延伸至风箱的外部,所述的螺旋叶片设置在螺旋推进器上,所述的拨料片设置在螺旋叶片上,拨料片上均布有风孔,所述的布风板设置在风箱内部并位于螺旋推进器的下方。[0015]在本发明一个较佳实施例中,所述的第一级的螺旋推进器采用等距螺旋推进轴,所述的第二级和第三级的螺旋推进器均采用螺旋间距由大至小的渐变螺旋推进轴。[0016]在本发明一个较佳实施例中,所述的布风板均上开设有不同密度的布风孔,所述的布风板为整体制作或多段拼装。[0017]在本发明一个较佳实施例中,所述的风箱均采用悬挂式结构,悬挂在钢架上。[0018]在本发明一个较佳实施例中,所述的卧式移动床热解反应装置上还设置有料位计、进料口、进料隔断阀、烘干排气口、生物质燃气出口、生物质炭出料口和两个紧急燃气排放口,所述的进料隔断阀设置在进料口处。[0019]在本发明一个较佳实施例中,所述的进料装置包括进料仓、第一皮带机、中转料仓、第二皮带机、变距螺旋输送机和进料缓冲仓,所述的进料仓通过第一皮带机与中转料仓相连接,所述的中转料仓通过第二皮带机与进料缓冲仓相连接,所述的进料缓冲仓通过变距螺旋输送机与卧式移动床热解反应装置的进料口相连接。[0020]在本发明一个较佳实施例中,所述的混热系统包括混合风箱、高温除尘器、送风机、热电偶、生物质燃气再循环管、热烟气再循环管、高温循环风机、生物质燃气再循环调节挡板和热烟气再循环调节挡板,所述的混合风箱通过生物质燃气再循环管和热烟气再循环管分别连接至生物质燃气出口和绝热燃烧系统的出口,所述的高温除尘器设置在物质燃气再循环管上并与生物质燃气出口相连接,所述的生物质燃气再循环调节挡板和热烟气再循环调节挡板分别设置在生物质燃气再循环管和热烟气再循环管上并位于混合风箱的后端,所述的高温循环风机还与混合风箱的后端通过管道相连接,所述热电偶安装在高温循环风机和混合风箱之间的管道上。[0021]在本发明一个较佳实施例中,所述的绝热燃烧系统包括绝热燃烧室和生物质燃气燃烧器,所述的生物质燃气燃烧器设置在绝热燃烧室的前端。[0022]本发明的有益效果是:本发明的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,可以进一步拓宽生物质能源的应用,将生物质原料热解气化,可以得到生物质燃气和生物质炭,生物质燃气可作为清洁能源燃烧,来替代煤和重油等污染大的原料,用来供热、发电等;生物质炭可以作为工业原料,同时,可以取代一些不经济不环保的制炭方法,其运行稳定,生物质燃气、生物质炭品质优良,可处理多种生物质品种,自动化程度高,综合经济效益明显,应用领域广阔。附图说明[0023]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:图1是本发明多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备的一较佳实施例的结构示意图;图2是图1中卧式移动床热解反应装置的结构示意图;附图中的标记为:1、进料装置,2、卧式移动床热解反应装置,3、水冷式螺旋出料机,4、混热系统,5、绝热燃烧系统,6、电气控制装置,11、进料仓,12、第一皮带机,13、中转料仓,14、第二皮带机,I5、变距螺旋输送机,16、进料缓冲仓,21、第一级,22、第二级,23、第三级,24、进料口,25、料位计,26、隔断阀,27、急排水封,28、进料隔断阀,41、混合风箱,42、高温除尘器,43、送风机,44、热电偶,45、生物质燃气再循环管,46、热烟气再循环管,47、高温循环风机,48、生物质燃气再循环调节挡板,49、热烟气再循环调节挡板,51、绝热燃烧室,52、生物质燃气燃烧器,(211、2M、231螺旋推进器,(212、222、232拨料片,(213、223、233螺旋叶片,(214、224、234布风板,(215、225、235进风口,(216、226、236风箱,(218、228、238检修入口,217、烘干排气口,227、生物质燃气出口,239、生物质炭出料口,(229、237紧急燃气排放口。具体实施方式[0024]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。[0025]如图1所示,本发明实施例包括:一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,包括进料装置1、卧式移动床热解反应装置2、水冷式螺旋出料机3、混热系统4、绝热燃烧系统5以及电气控制装置6,所述的进料装置1设置在卧式移动床热解反应装置2的前端的上部,所述的水冷式螺旋出料机3设置在卧式移动床热解反应装置2的后端的下部,所述的混热系统4分别与卧式移动床热解反应装置2和绝热燃烧系统5相连接,所述的混热系统4和绝热燃烧系统5还与电气控制装置6相连接,其中,所述的卧式移动床热解反应装置2分为三级,包括第一级21、第二级22和第三级M,木用^秭目U进式或层叠巡回式推料结构,所述的第一级21与第二级22之间隔断,第二级22与第三级23相连,所述的第一级21、第二级22和第三级23分别对应为预热阶段、热解气化阶段和炭化阶段。[00¾]如图2所示,所述的第一级21、第二级22和第三级23均设置有螺旋推进器(211、221、231、拨料片(212、222、232、螺旋叶片(213、223、233、布风板214、224、234、进风口215、225、2:35和风箱216、226、236,所述的螺旋推进器横向设置在风箱内并延伸至风箱的外部,所述的螺旋叶片设置在螺旋推进器上,所述的拨料片设置在螺旋叶片上,拨料片上均布有风孔,所述的布风板设置在风箱内部并位于螺旋推进器的下方,所述的卧式移动床热解反应器的本体上还设置有检修入口(218、228、238。[0027]上述中,所述的第一级21的螺旋推进器211采用等距螺旋推进轴,所述的第二级22和第三级23的螺旋推进器221、231均采用螺旋间距由大至小的渐变螺旋推进轴。螺旋推进器211、221、231采用钢轴与螺旋相配合,形成主推轴,螺旋间距由宽至窄逐渐变小,在螺旋叶片之间沿轴向均布拨料片(212、222、232,每360。设置有3片甚至更多的拨料片,拨料片上均布风孔,在将物料搅动混合的过程中,高温气体与物料充分混合,增加物料与热源的接触面积,提高热解气化效率。[0028]所述的布风板均上开设有不同密度的布风孔,所述的布风板为整体制作或多段拼装。所述的风箱216、226、23e均采用悬挂式结构,悬挂在钢架上。[0029]其中,布风板214上部均匀布风孔;布风板224根据热解反应需要,布风孔从前到后由密至疏;布风板234根据热解反应需要,布风孔从前到后由密至疏,其布风孔密度略低于布风板224末端的布风孔密度。[0030]布风板为多段拼装,接口处采用榫槽结构,或直接采用整装。布风板与风箱机械拼接,在布风板与风箱的结合面设置有密封槽,防止热空气或热烟气从结合面漏出,同时也可以让布风板自由膨胀。在布风板的两边耳板上设有楔形块,通过卯销结构与布风板耳板相连,主要起到密封作用,且用于固定卧式移动床热解反应器侧面耐火保温材料。在布风板底部,有加强筋板,加强筋板上开有榫槽,分段风箱隔板卡在榫槽内。[0031]进一步的,所述的卧式移动床热解反应装置上还设置有料位计25、进料口24、进料隔断阀2S、烘干排气口217、生物质燃气出口227、生物质炭出料口239和两个紧急燃气排放口(229、237,所述的进料隔断阀28设置在进料口M处。通过烘干排气口217将烘干气体与水蒸气的混合气体排出系统之外;两个紧急燃气排放口(229、237处设置急排水封27,防止正常运行中,正压情况下燃气泄露,降低生物质燃气热值,负压情况下空气内漏,影响内部的热解气化反应稳定性。[0032]本实施例中,所述的第一级21和第二级22之间的连接处设置有隔断阀26,防止第二级22中的生物质燃气进入第一级21随烘干混合烟气排出系统之外。第二级22与第三级23之间相互联通,这两级产生的生物质燃气经过第二级22的生物质燃气出口227进入燃气管道,然后引入绝热燃烧系统5内燃烧,产生高温烟气。[0033]如图1所示,所述的进料装置1包括进料仓11、第一皮带机I2、中转料仓13、第二皮带机14、变距螺旋输送机15和进料缓冲仓16,所述的进料仓11通过第一皮带机12与中转料仓13相连接,所述的中转料仓13通过第二皮带机14与进料缓冲仓16相连接,所述的进料缓冲仓16通过变距螺旋输送机15与卧式移动床热解反应装置2的进料口24相连接。其中,变距螺旋输送机15的螺旋间距采用由大至小的渐变方式,在进料装置1出口处安装有隔断门,防止停机后,热解气反串至进料仓,发生火灾等安全事故。[0034]如图1所示,所述的混热系统包括混合风箱41、高温除尘器42、送风机43、热电偶44、生物质燃气再循环管45、热烟气再循环管46、高温循环风机47、生物质燃气再循环调节挡板48和热烟气再循环调节挡板49,所述的混合风箱41通过生物质燃气再循环管45和热烟气再循环管46分别连接至生物质燃气出口227和绝热燃烧系统5的出口,所述的高温除尘器42设置在物质燃气再循环管45上并与生物质燃气出口227相连接,所述的生物质燃气再循环调节挡板48和热烟气再循环调节挡板49分别设置在生物质燃气再循环管45和热烟气再循环管妨上并位于混合风箱41的后端,所述的高温循环风机47还与混合风箱41通过管道相连接,所述热电偶44安装在高温循环风机47和混合风箱41之间的管道上。在燃气管道中间设有高温除尘器42将生物质燃气中带有的固相物质分离出系统之外,提高生物质燃气的洁净程度。[0035]混热系统4采用两路循环热源,分别为生物质燃气再循环管45和烟气再循环管46,生物质燃气再循环管45可以直接进入卧式移动床热解反应装置2或者通过绝热燃烧系统5燃烧后产生高温烟气,经过送风机43,降低至合适温度后送入卧式移动床热解反应装置2。[0036]混热系统4具有加热介质的混合风箱41,利用高温循环风机47、生物质燃气再循环调节挡板48和热烟气再循环调节挡板沾精准控制进入混合风箱41的加热介质总量和温度范围,并设有冷空气进风口,用于调控加热介质的温度范围。[0037]混热系统4的热烟气再循环管连接至绝热燃烧系统5的出口、生物质燃气再循环管连接至生物质燃气出口227。[0038]送风机43设置在混合风箱41后端,热烟气+生物质燃气混合成为加热介质进入混合风箱41,通过送风机43配比一定的冷风,根据热电偶44反馈温度调控好热解反应需要的温度后,输送至风箱,通过布风板进入物料层,对物料进行直接加热。[0039]如图1所示,所述的绝热燃烧系统5包括绝热燃烧室51和生物质燃气燃烧器52,所述的生物质燃气燃烧器52设置在绝热燃烧室51的前端。[0040]实施例1:一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备具有卧式移动床热解反应装置,卧式移动床热解反应装置分为三级,每一级都实现单独驱动,互不干扰,根据热解反应情况,调整驱动转速,控制物料在每一级反应器内部的停留时间。第一级前端设置有进料口,与变距螺旋输送机相连,尾端出料口与第二级前端进料口相连,中间采用螺旋绞龙或者关风阀进行隔离,在第一级的顶部设置有烘干排气口,将烘干烟气排出生物质燃气系统之外,在烘干排气口后面设置有布袋除尘器,减少灰尘的排放;第二级设置有一个生物质燃气出口和一个紧急排放口,生物质燃气从生物质燃气出口进入绝热燃烧系统,紧急排放口主要用于紧急情况下排放卧式移动床热解反应装置内部未能及时进入燃烧系统的生物质燃气,紧急排放口的出口处采用水封,防止空气内漏,生物质燃气外泄;第二级尾端出料口与第三级前端进料口相连,中间属于连通结构,便于第三级的生物质燃气回流至第二级,从生物质燃气出口进入燃烧系统;第三级尾端的生物质炭出口连接有水冷式螺旋出料机,在其顶部设置有一个紧急排放口。在卧式移动床热解反应装置的每一级上都设有检修门。[0041]卧式移动床热解反应装置采用螺旋推进,又称主推轴,螺旋叶片之间焊接有多孔拨料片,主推轴的驱动采用调速电机,调速电机控制主推轴的转速来控制物料的推进速度,在第一级的驱动端,设置有料位计,此处温度为整个反应器温度的最低点,一般在100°C以内,温度适合料位计工作,且此处为整个卧式移动床热解反应器的料位最高点,此处的料位能够反应整个卧式移动床热解反应装置内的物料高度的分布情况。在主推轴的下部设置有不均匀布置风孔的布风板,布风板下部为风室,风室与混热系统相连。[0042]第一级的进料口与进料装置相连,进料装置1从堆料场开始,在堆料场设置有一级料仓,在卧式移动床热解反应装置之前设置有螺旋进料机,螺旋进料机上部设置有进料仓,一级料仓底部设置有皮带机,通过皮带机将一级料仓与进料仓连接,如果一级料仓与进料机的距离较远,中间还可设置中间料仓,便于长距离输送,进料系统采用全密封结构,料仓均设置有除尘设备,同时也设置有自动喷淋设备,防止火灾的发生。[0043]第三级末端的生物质炭出口连接螺旋出料机,出料机之后为生物质炭收集系统,螺旋出料机出来的生物质炭进入出料系统管道,管道采用风力输送,配备有出料风机,提供风源动力,将生物质炭带入出料仓,出料系统的气固分离采用旋风分离器,放置在出料仓的上部,气固(空气与生物质炭混合物经旋风分离器分离,固体进入出料仓,然后装袋,气体进入布袋除尘器,然后排空。[0044]生物质燃气从第二级的燃气出口进入燃气管道,燃气管道中设有除尘器,除尘器之后与生物质燃气燃烧器相连,生物质燃气燃烧器在绝热燃烧室的前端,绝热燃烧室末端与锅炉或其他热力设备相连。[0045]在绝热燃烧室与锅炉的接口处设有高温烟气再循环管路,此管路连接至热风混合室,在高温除尘器出口处也设有生物质燃气再循环管路,连接至热风混合室,并且在生物质燃气再循环管路与热风混合室接口处配有点火燃烧器,一般情况下,直接将生物质燃气循环至卧式移动床热解反应器,特殊情况下,需要将生物质燃气点燃,形成高温烟气送入卧式移动床热解反应器,在混合室还配有冷风接口,因卧式移动床热解反应器内的热源温度需要控制在一定的范围内,而高温烟气温度较高,一般有900°C左右,需要将温度降至200-300°c,此时需要配比一定量的冷风,降低热源温度,来保证卧式移动床热解反应器的正常工作环境,混合室出口用管道连接至卧式移动床热解反应器各级各段的送风室,并通过热风风门控制各段进风量。[0046]本实例为一个1th的木屑热解系统,木屑的含水率为40%。[0047]木屑有多个收集途径,可以从剧板厂等加工原木的收购已经剧出的木肩,也可以收购废弃木料、边角料等原料回厂进行粉碎成木肩,木屑的粒径在2mm以内,堆放在堆料场内,一般未烘干的木屑含水率都比较高,在40%左右,甚至更高,因此木屑堆放的时间不能过长,在堆料场需要分批次堆放,先到先用;也有比较干的木屑,需要分类堆放。在运行进料时,考虑第一级的烘干效率,可以混合进料,提高烘干的效率。[0048]木屑在堆料场,通过机械将木屑送至一级料仓,刮板机将一级料仓内的木肩输送至中间料仓,经中间料仓输送至进料仓,或直接从一级料仓输送至进料仓,这个根据场地情况而定。进料仓里的木屑,经过螺旋进料机被输送至卧式移动床热解反应器的第一级进行烘干,木屑进入第一级后,通过料位计来控制其高度,螺旋进料机与料位计连锁,当物料高度变化时,螺旋进料机自动启停,物料进入第一级后,通过螺旋主推轴向前推进,热风从混合室经一级送风控制阀进入一级送风室,通过布风板的布风孔进入第一级内部,木肩一边推进,二边与热风混合,进行烘干加热,主推轴螺旋叶片上的拨料片搅动物料,增加物料与热风的混合程度。物料的行程时间与烘干程度相关,同时也与第二级、第三级的反应工况相关,一般稳定情况下行程时间约为10分钟。烘干烟气与水蒸气的混合烟气从顶部的烟气出口排出,进入除尘系统,然后排空,干物料通过尾部的出料口进入螺旋绞龙或这通过关风阀进入卧式移动床热解反应器的第二级,热解气化段。[0049]经过供干的木肩,在进入第二级后,根据第一级的物料高度和一级主推的转速,调整控制二级主推的转速,来控制物料的推进速度和在第二级中的停留时间,物料进入第二级之后,与热风接触,开始析出挥发分,并开始热解反应,释放出生物质燃气。热风经热风混合室,通过二级热风控制阀门进入二级风室,经布风板的布风孔进入二级反应器内部,与物料混合,加热物料,提供物料热解反应所需要的氧气和热量,并且在二级主推螺旋叶片上的拨料片拨动混合,充分热解反应。经过反应后的物料通过二级出料口进入第三级,生物质燃气通过生物质燃气出口门进入燃气管道,生物质燃气出口处设置有折流板,用来增加生物质燃气的行程和混合程度。[0050]经过热解反应的的木肩,进入第三级开始炭化反应,将木屑中的非固定炭成分析出,三级主推的转速和物料在第三级中的停留时间根据第二级的物料物料高度和二级主推的转速以及木屑的综合反应情况来调整,物料进入第三级之后,与热风接触,开始进行炭化反应,释放出生物质燃气,生物质燃气经第三级顶部的空间,通过第二级与第三级的联通口,进入第二级,与第二级的生物质燃气混合后进入燃气管道。热风经热风混合室,通过三级热风控制阀门进入三级风室,经布风板的布风孔进入三级反应器内部,与物料混合,提供物料炭化反应所需要的氧气和热量,并且在三级主推螺旋叶片上的拨料片拨动混合,充分炭化反应。经过反应后的物料通过三级出料口进入螺旋出料机,排出卧式移动床热解反应器本体。[0051]综上所述,本发明的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,可以进一步拓宽生物质能源的应用,将生物质原料热解气化,可以得到生物质燃气和生物质炭,生物质燃气可作为清洁能源燃烧,来替代煤和重油等污染大的原料,用来供热、发电等;生物质炭可以作为工业原料,同时,可以取代一些不经济不环保的制炭方法,其运行稳定,生物质燃气、生物质炭品质优良,可处理多种生物质品种,自动化程度高,综合经济效益明显,应用领域广阔。[0052]以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

权利要求:1.一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,包括进料装置、卧式移动床热解反应装置、水冷式螺旋出料机、混热系统、绝热燃烧系统以及电气控制装置,所述的进料装置设置在卧式移动床热解反应装置的前端的上部,所述的水冷式螺旋出料机设置在卧式移动床热解反应装置的后端的下部,所述的混热系统分别与卧式移动床热解反应装置和绝热燃烧系统相连接,所述的混热系统和绝热燃烧系统还与电气控制装置相连接,其中,所述的卧式移动床热解反应装置分为三级,包括第一级、第二级和第三级,采用阶梯前进式或层叠巡回式推料结构,所述的第一级与第二级之间隔断,第二级与第三级相连,所述的第一级、第二级和第三级分别对应为预热阶段、热解气化阶段和炭化阶段。2.根据权利要求1所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的第一级和第二级之间的连接处设置有隔断阀。3.根据权利要求1所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的第一级、第二级和第三级均设置有螺旋推进器、拨料片、螺旋叶片、布风板、进风口和风箱,所述的螺旋推进器横向设置在风箱内并延伸至风箱的外部,所述的螺旋叶片设置在螺旋推进器上,所述的拨料片设置在螺旋叶片上,拨料片上均布有风孔,所述的布风板设置在风箱内部并位于螺旋推进器的下方。4.根据权利要求3所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的第一级的螺旋推进器采用等距螺旋推进轴,所述的第二级和第三级的螺旋推进器均采用螺旋间距由大至小的渐变螺旋推进轴。5.根据权利要求3所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的布风板均上开设有不同密度的布风孔,所述的布风板为整体制作或多段拼装。6.根据权利要求3所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的风箱均采用悬挂式结构,悬挂在钢架上。7.根据权利要求3所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的卧式移动床热解反应装置上还设置有料位计、进料口、进料隔断阀、烘干排气口、生物质燃气出口、生物质炭出料口和两个紧急燃气排放口,所述的进料隔断阀设置在进料口处。8.根据权利要求7所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的进料装置包括进料仓、第一皮带机、中转料仓、第二皮带机、变距螺旋输送机和进料缓冲仓,所述的进料仓通过第一皮带机与中转料仓相连接,所述的中转料仓通过第二皮带机与进料缓冲仓相连接,所述的进料缓冲仓通过变距螺旋输送机与卧式移动床热解反应装置的进料口相连接。9.根据权利要求7所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的混热系统包括混合风箱、高温除尘器、送风机、热电偶、生物质燃气再循环管、热烟气再循环管、高温循环风机、生物质燃气再循环调节挡板和热烟气再循环调节挡板,所述的混合风箱通过生物质燃气再循环管和热烟气再循环管分别连接至生物质燃气出口和绝热燃烧系统的出口,所述的高温除尘器设置在物质燃气再循环管上并与生物质燃气出口相连接,所述的生物质燃气再循环调节挡板和热烟气再循环调节挡板分别设置在生物质燃气再循环管和热烟气再循环管上并位于混合风箱的后端,所述的高温循环风机还与混合风箱的后端通过管道相连接,所述热电偶安装在高温循环风机和混合风箱之间的管道上。10.根据权利要求1所述的多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备,其特征在于,所述的绝热燃烧系统包括绝热燃烧室和生物质燃气燃烧器,所述的生物质燃气燃烧器设置在绝热燃烧室的前端。

百度查询: 中曼(苏州)能源科技有限公司 一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备

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