本實(shí)用新型涉及生物質(zhì)氣化領(lǐng)域，特別是涉及一種具有余熱利用功能的下吸式固定床系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著常規(guī)能源逐漸枯竭，可再生能源具有儲(chǔ)量豐富、可再生、零污染零排放等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越得到重視。生物質(zhì)是重要的可再生能源，由于其易得性和易于利用性，是關(guān)注的重點(diǎn)。預(yù)計(jì)到22世紀(jì)中葉，生物質(zhì)將替代燃?xì)庹既蚩偰芎牡?0％以上，有效補(bǔ)充常規(guī)能源的不足。

目前生物質(zhì)氣化技術(shù)分為固定床氣化技術(shù)和流化床氣化技術(shù)。固定床氣化是將一定量的生物質(zhì)原料投入氣化裝置內(nèi)厭氧燃燒，最終生成可燃?xì)怏w的一種生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)?！肮潭ā笔侵干镔|(zhì)物料在爐內(nèi)不流動(dòng)，在靜止?fàn)顟B(tài)下氣化。固定床氣化技術(shù)主要分為上吸式氣化技術(shù)和下吸式氣化技術(shù)。其中下吸式氣化技術(shù)具有焦油含量低的優(yōu)點(diǎn)，但是下吸式氣化技術(shù)生成的燃?xì)鉁囟雀哌_(dá)800-900℃，總體熱效率偏低；原料要求嚴(yán)苛，水分需要低于20％，否則會(huì)降低氣化效率。在下吸式氣化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，必須考慮上述因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種有效利用燃?xì)庥酂岬南挛焦潭ù蚕到y(tǒng)。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

提供一種具有余熱利用功能的下吸式固定床系統(tǒng)，包括第一螺旋干燥裝置、第二螺旋干燥裝置、熱解氣化裝置和氣化劑預(yù)熱器，所述第一螺旋干燥裝置的出料口與所述第二螺旋干燥裝置的進(jìn)料口連接，所述第二螺旋干燥裝置的出料口與所述熱解氣化裝置的進(jìn)料口連接；所述熱解氣化裝置上部為熱解區(qū)，下部為氣化區(qū)，中間設(shè)有可通入氣化劑的風(fēng)箱；所述氣化區(qū)下端一側(cè)設(shè)有起始燃?xì)獬隹?；所述第一螺旋干燥裝置內(nèi)設(shè)有可與第一螺旋干燥裝置進(jìn)行熱交換的第一燃?xì)馔ǖ?，所述第二螺旋干燥裝置內(nèi)設(shè)有可與第二螺旋干燥裝置進(jìn)行熱交換第二燃?xì)馔ǖ?，所述熱解區(qū)內(nèi)設(shè)有可與熱解區(qū)進(jìn)行熱交換第三燃?xì)馔ǖ溃凰銎鹗既細(xì)獬隹谂c所述氣化劑預(yù)熱器連通，所述氣化劑預(yù)熱器與所述第三燃?xì)馔ǖ肋B通，所述第三燃?xì)馔ǖ琅c所述第二燃?xì)馔ǖ肋B通，所述第二燃?xì)馔ǖ琅c所述第一燃?xì)馔ǖ肋B通，所述第一燃?xì)馔ǖ滥┒嗽O(shè)有最終燃?xì)獬隹凇?/p>

生物質(zhì)原料在第一螺旋干燥裝置內(nèi)與高溫燃?xì)獍l(fā)生熱傳遞，干燥生物質(zhì)原料，然后在第二螺旋干燥裝置內(nèi)與高溫燃?xì)獍l(fā)生熱傳遞，進(jìn)一步干燥生物質(zhì)原料，生物質(zhì)原料水分降低至20％以下，水蒸氣被排出?？梢愿鶕?jù)生物質(zhì)原料的初始水分，調(diào)整螺旋干燥裝置的轉(zhuǎn)速和燃?xì)獾牧魉佟?/p>

干燥后的生物質(zhì)原料進(jìn)入熱解氣化裝置，通過(guò)調(diào)整燃?xì)獾牧魉?，控制熱解區(qū)的溫度在400-600℃，熱解后的生物質(zhì)進(jìn)入氣化區(qū)，與200℃的空氣氣化劑反應(yīng)，生成溫度高達(dá)900℃的生物質(zhì)燃?xì)狻?/p>

燃?xì)饨?jīng)起始燃?xì)獬隹谶M(jìn)入氣化劑熱交換裝置，與氣化劑間接換熱，氣化劑的溫度升至200℃，進(jìn)入風(fēng)箱，在氣化區(qū)與生物質(zhì)原料反應(yīng)，隨后燃?xì)鉁囟冉抵?00℃。

離開(kāi)預(yù)熱器的燃?xì)膺M(jìn)入第三燃?xì)馔ǖ琅c熱解區(qū)內(nèi)的生物質(zhì)原料換熱，燃?xì)鉁囟冉抵?00℃。然后，燃?xì)庖来芜M(jìn)入第二螺旋干燥裝置及第一螺旋干燥裝置的燃?xì)馔ǖ?，燃?xì)鉁囟冉抵?50℃。最后燃?xì)饨?jīng)最終燃?xì)獬隹谂懦觥?/p>

進(jìn)一步地，所述第三燃?xì)馔ǖ馈⒌诙細(xì)馔ǖ?、第一燃?xì)馔ǖ纼?nèi)的燃?xì)饬鲃?dòng)方向與所述第一螺旋干燥裝置、第二螺旋干燥裝置、熱解氣化裝置內(nèi)原料輸送方向相反。生物質(zhì)原料與燃?xì)饽嫦蛄鲃?dòng)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)原料與燃?xì)獾臒峤粨Q。

進(jìn)一步地，所述第一燃?xì)夤艿篮偷诙細(xì)夤艿婪謩e位于第一螺旋干燥裝置和第二螺旋干燥裝置的軸向上。進(jìn)一步地，所述第三燃?xì)馔ǖ牢挥谒鰺峤鈪^(qū)的軸向上。以便于原料與燃?xì)饩鶆虻剡M(jìn)行熱交換。

進(jìn)一步地，所述第三燃?xì)馔ǖ罏檎酃?，折管與原料的接觸面積增大，燃?xì)獾脑跓峤鈪^(qū)停留時(shí)間增長(zhǎng)，有利于提高熱交換效率。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)下吸式固定床系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫燃?xì)庖来闻c空氣氣化劑、生物質(zhì)原料換熱，有效的利用了高溫燃?xì)獾挠酂?，顯著提高了下吸式固定床系統(tǒng)的熱效率；

(2)生物質(zhì)原料在進(jìn)入熱解氣化階段前獨(dú)立干燥，一方面提高了下吸式固定床系統(tǒng)的對(duì)原料的適用范圍，另一方面提高了本系統(tǒng)的氣化效率。

附圖說(shuō)明

附圖1為本實(shí)用新型一種具有余熱利用功能的下吸式固定床系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-第一螺旋干燥裝置，11-第一燃?xì)夤艿溃?2-最終燃?xì)獬隹冢?-第二螺旋干燥裝置，21-第二燃?xì)夤艿溃?-熱解氣化裝置，31-熱解區(qū)，311-第三燃?xì)夤艿溃?2-氣化區(qū)，33-風(fēng)箱，331-進(jìn)風(fēng)管道，34-起始燃?xì)獬隹冢?5-爐排，36-出渣口；4-預(yù)熱器；5-氣化風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

如圖1所示的一種具有余熱利用功能的下吸式固定床系統(tǒng)，包括第一螺旋干燥裝置1、第二螺旋干燥裝置2、熱解氣化裝置3和氣化劑預(yù)熱器4，所述第一螺旋干燥裝置1的出料口與所述第二螺旋干燥裝置2的進(jìn)料口連接，所述第二螺旋干燥裝置2的出料口與所述熱解氣化裝置3的進(jìn)料口連接。

所述熱解氣化裝置3上部為熱解區(qū)31，下部為氣化區(qū)32，中間設(shè)有可通入氣化劑的風(fēng)箱33；所述氣化區(qū)32下端一側(cè)設(shè)有起始燃?xì)獬隹?4。

所述第一螺旋干燥裝置1內(nèi)設(shè)有可與第一螺旋干燥裝置1進(jìn)行熱交換的第一燃?xì)馔ǖ?1，所述第二螺旋干燥裝置2內(nèi)設(shè)有可與第二螺旋干燥裝置2進(jìn)行熱交換第二燃?xì)馔ǖ?1，所述熱解區(qū)31內(nèi)設(shè)有可與熱解區(qū)進(jìn)行熱交換第三燃?xì)馔ǖ?11。

所述起始燃?xì)獬隹?4與所述氣化劑預(yù)熱器4連通，所述氣化劑預(yù)熱器4與所述第三燃?xì)馔ǖ?11連通，所述第三燃?xì)馔ǖ?11與所述第二燃?xì)馔ǖ?1連通，所述第二燃?xì)馔ǖ?1與所述第一燃?xì)馔ǖ?1連通，所述第一燃?xì)馔ǖ?1末端設(shè)有最終燃?xì)獬隹?2。

所述第三燃?xì)馔ǖ?11、第二燃?xì)馔ǖ?1、第一燃?xì)馔ǖ?1內(nèi)的燃?xì)饬鲃?dòng)方向與所述第一螺旋干燥裝置1、第二螺旋干燥裝置2、熱解氣化裝置3內(nèi)原料輸送方向相反。

所述第三燃?xì)馔ǖ?11位于所述熱解區(qū)31的軸向上。所述第一燃?xì)夤艿?1和第二燃?xì)夤艿?2分別位于第一螺旋干燥裝置1和第二螺旋干燥裝置2的軸向上。所述第三燃?xì)馔ǖ?11為折管。

所述氣化劑預(yù)熱器4外側(cè)環(huán)繞有氣化劑輸送管道，所述氣化劑輸送管道一端連接有氣化風(fēng)機(jī)5，另一端與所述風(fēng)箱33相連。所述風(fēng)箱33上設(shè)有進(jìn)風(fēng)管331。

所述第一螺旋干燥裝置1和所述第二螺旋干燥裝置2上均設(shè)有水蒸氣出口。所述熱解氣化裝置下端設(shè)有爐排35和出渣口36。

本實(shí)用新型工作時(shí)，生物質(zhì)原料進(jìn)入第一螺旋干燥裝置1內(nèi)與高溫燃?xì)獍l(fā)生熱傳遞，生物質(zhì)原料的水分蒸發(fā)并經(jīng)水蒸氣出口排出。生物質(zhì)原料進(jìn)入第二螺旋干燥裝置2內(nèi)與高溫燃?xì)膺M(jìn)一步換熱，生物質(zhì)原料水分降低至20％以下。

經(jīng)過(guò)第二螺旋輸送裝置2干燥后的生物質(zhì)原料進(jìn)入熱解氣化裝置3，首先在熱解區(qū)31內(nèi)與燃?xì)鈸Q熱發(fā)生熱解，揮發(fā)分析出。熱解區(qū)31的溫度在400-600℃。熱解后的生物質(zhì)進(jìn)入氣化區(qū)32，與200℃的空氣氣化劑反應(yīng)，生成溫度高達(dá)900℃的生物質(zhì)燃?xì)猓瑺t渣經(jīng)爐排35自排渣口36排出。

高溫的燃?xì)膺M(jìn)入氣化劑預(yù)熱器4，與作為氣化劑的空氣間接換熱，空氣的溫度升至200℃，進(jìn)入熱解氣化裝置的風(fēng)箱33，在氣化區(qū)32與生物質(zhì)原料反應(yīng)；燃?xì)鉁囟冉抵?00℃。

離開(kāi)氣化劑預(yù)熱器4的燃?xì)膺M(jìn)入第三燃?xì)馔ǖ?11，與熱解區(qū)31內(nèi)的生物質(zhì)原料換熱，燃?xì)鉁囟冉抵?00℃。然后，燃?xì)庖来芜M(jìn)入第二燃?xì)馔ǖ篮偷谌細(xì)馔ǖ?，與生物質(zhì)原料逆向換熱，燃?xì)鉁囟冉抵?50℃。

本實(shí)用新型有效地利用了高溫燃?xì)獾挠酂?，且提高了下吸式固定床系統(tǒng)的對(duì)原料的適用范圍。

顯然，上述具體實(shí)施方式是為說(shuō)明本實(shí)用新型的例子之一，但不局限于本實(shí)用新型實(shí)施方式，可以在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上做出其他形式上的變化或替代，而這些改變或者替代也將包含在本實(shí)用新型確定的保護(hù)范圍之內(nèi)。