基于器流床的生物质热解炉及无预制无焦油产气方法与流程

1.本发明涉及无焦油燃气生产领域，具体涉及基于器流床的生物质热解炉及无预制无焦油产气方法。


背景技术：

2.常见的生物质气化炉有固定床、流化床和气流床三大类。其中，固定床炉需对物料进行均质化甚至造粒压块等预先制造，所产燃气含大量焦油，其净化乃世界难题，生产成本高，产品质量难保证；流化床炉和气流床炉所产燃气不含焦油，但需对物料进行预制(破、粉、磨)，增加生产成本，限制了可用物料来源。其中，本发明中燃气无焦油是指不经过专设的燃气焦油净化工艺设备处理而焦油含量直接满足普通内燃发电机组要求(焦油含量为20mg/m3以下)。
3.中国专利cn113698964b一种器流床和生物质反应炉提供了一种新的生物质器流床，由于，该设备构成的气化炉需要将热解气从流化室引出才能产生无焦油的燃气，而流化室对控制精度要求高，流化室内一点点的温度或压力变化，都将引起产出的燃气热值产生巨大变动。并且该设备要求流化室内氧气含量最高值极低，对工艺要求苛刻。再者，应用该器流床的气化炉以及现有技术的常规气化炉产生燃气的最高热值1500大卡，难以达到民用燃气要求的4000大卡。现有技术的常规热解炉，虽然可以产生高热值的燃气，但是燃气从热解炉引出后，含有焦油，需要采用后续的处理设备去除焦油，整套设备的成本高。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是如何降低控制精度要求并产出无焦油的高热值燃气。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于器流床的生物质热解炉，包括反应流化组件和流化室，所述反应流化组件为至少一组，每组所述反应流化组件包括综合反应器和流化器，所述综合反应器的一端具有反应器进料口和反应器排气口，所述综合反应器的另一端端部与所述流化器的一端端部固定连接并连通，所述流化器的轴线水平设置且可转动的安装于所述流化室内，所述流化器的另一端侧壁具有多个流化孔，还包括气箱，所述气箱的进口与所述反应器排气口连通，所述气箱具有燃气排气口和气箱连通口，所述气箱连通口通过粗燃气管道与所述流化室连通，所述流化室的上部具有流化室排气口，所述流化室底部设有链排炉。
6.本发明的有益效果是：基于器流床构建热解炉，采用热解法产生的燃气热值为2000大卡以上，可轻松达到民用燃气的标准，并且在反应器排气口增加气箱，通过控制气箱的温度和压力，从而可以从反应器排气口直接引出不含焦油的燃气。链排炉内部燃烧碳渣，发生氧化反应，排出的烟气是高温低氧的，对流化室内氧气含量影响小，从而对流化室内氧气含量控制精度要求低，而且从流化室进入流化器和综合反应器的气体也是高温低氧的，综合反应器内热解反应充分，最终产生的燃气焦油含量低。
7.本发明还提供一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，采用所述基于器流床的生物质热解炉实现，包括以下步骤：
8.生物质从反应器进料口进入综合反应器，随着流化器和所述综合反应器旋转，从综合反应器流动到所述流化器并经过热解气化后形成粉状碳渣，之后再从所述流化器侧壁的流化孔抛洒进流化室，
9.所述综合反应器内产生的燃气从反应器排气口引入气箱，所述气箱内的温度为50～400℃，所述气箱内的压力为0～200pa，
10.所述气箱内的其中一部分燃气作为燃气产品通过燃气排气口排出，另一部分燃气经过气箱连通口送入所述流化室，所述流化室内的烟气从流化室排气口排出。
11.本发明的有益效果是：常规热解炉的进料端的温度较低，刚进入热解炉的物料在低温下不完全热解，从而在进料口附近会产生大量的焦油。本方法基于器流床的生物质热解炉结构特性，综合反应器、流化器、流化室和气箱内的气体可以循环流动，整体提升设备内部的温度，因此可利用流化室内的温度提升气箱的温度。同时，相比于不设置气箱的器流床来说，气箱还可以避免气体流速过快而导致综合反应器的反应器进料口处温度快速降低，从而可以避免反应器进料口处产生焦油。气箱内的温度为50～400℃，气箱内的压力为0～200pa时，意外发现可以从反应器排气口直接引出不含焦油的燃气。采用本方法生产燃气，相比于气化炉来说，控制精度要求低、燃气热值高，可以直接产生无焦油的燃气，减少了生产成本。
12.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
13.进一步，所述气箱内的温度为150～250℃，所述气箱内的压力为100～150pa。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：气箱内的温度为150～250℃且为100～150pa时获取的燃气热值更高。
15.进一步，调节所述流化室内的温度和压力，和/或调节生物质的进料速度，从而调节所述气箱内的温度和压力。
16.进一步，所述流化室内的温度为600～1400℃，所述流化室内的压力为0～500pa。
17.进一步，所述流化室内的温度为900～1100℃，所述流化室内的压力为100～300pa。
18.进一步，所述流化室内的氧气含量的体积百分数小于6％。
19.采用上述进一步方案的有益效果是：控制流化室内的氧气含量，可避免流化室内再产生焦油，流化室对流化器排出的焦油进行裂解。
20.进一步，所述流化室内的氧气含量的体积百分数小于3％。
21.进一步，所述粗燃气管道内的压力大于所述流化室内的压力。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：粗燃气管道内的压力大于流化室内的压力，保证粗燃气管道内的气体单向的向流化室移动。当粗燃气管道压力小于流化室压力后，会出现粗燃气管道内部“倒燃”甚至“燃爆”，危及设备及人身安全。
23.进一步，所述流化室内的烟气从所述流化室排气口依次经过烟气换热器和烟气布袋除尘器后排出，所述烟气布袋除尘器进口处的烟气温度为0～500℃。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：烟气布袋除尘器进口处的烟气温度若较低，则烟气中的水蒸气会冷凝变成水造成“糊袋”，若温度较高则会“烧袋”。
25.进一步，所述烟气布袋除尘器进口处的烟气温度为130～200℃。
附图说明
26.图1为本发明基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法的工艺流程图；
27.图2为本发明基于器流床的生物质热解炉的主要部件结构示意图；
28.图3为本发明基于器流床的生物质热解炉的结构简图；
29.图4为链排炉的侧视图。
30.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
31.1、综合反应器；101、反应器进料口；102、反应器排气口；2、流化器；201、流化孔；3、流化室；4、气箱；5、粗燃气管道；6、燃气引风机；7、链排炉；701、炉罩；702、炉排；8、助燃风机；9、流化风机；10、烟气换热器；11、烟气布袋除尘器；12、排烟风机；13、燃气布袋除尘器；14、燃气增压风机；15、储气柜；16、内燃发电机；100、燃气净化设备；200、烟气处理设备。
具体实施方式
32.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
33.本发明在中国专利cn113698964b一种器流床和生物质反应炉的基础上进行改进，提供一种基于器流床的生物质热解炉。
34.如图1-图4所示，基于器流床的生物质热解炉，包括反应流化组件和流化室3，所述反应流化组件为至少一组，每组所述反应流化组件包括综合反应器1和流化器2，所述综合反应器1的一端具有反应器进料口101和反应器排气口102，所述综合反应器1的另一端端部与所述流化器2的一端端部固定连接并连通，所述流化器2的轴线水平设置且可转动的安装于所述流化室3内，所述流化器2的另一端侧壁具有多个流化孔201，还包括气箱4，所述气箱4的进口与所述反应器排气口102连通，所述气箱4具有燃气排气口和气箱连通口，所述气箱连通口通过粗燃气管道与所述流化室3连通，所述流化室3的上部具有流化室排气口，所述流化室3底部设有链排炉7。
35.本实施例基于器流床构建热解炉，采用热解法产生的燃气热值为2000大卡以上，可轻松达到民用燃气的标准，并且在反应器排气口增加气箱，通过控制气箱的温度和压力，从而可以从反应器排气口直接引出不含焦油的燃气。链排炉内部燃烧碳渣，发生氧化反应，排出的烟气是高温低氧的，对流化室内氧气含量影响小，从而对流化室内氧气含量控制精度要求低，而且从流化室进入流化器和综合反应器的气体也是高温低氧的，综合反应器内热解反应充分，最终产生的燃气焦油含量低。
36.具体的，基于器流床的生物质热解炉还包括燃气净化设备100，所述流化器2的一端侧壁具有排渣装置，所述链排炉7固定于所述流化室3内且位于所述流化器2排渣装置的下方，所述燃气净化设备100与燃气排气口连通，所述流化室3的上部具有流化室排气口。
37.具体的，链排炉7包括炉排702和炉罩701，炉罩701罩设在炉排702上方，并炉罩701顶面具有链排进料口和链排排烟口，炉罩701侧面具有炉渣出口，炉罩701具有向链排进料口一侧倾斜的导向斜面，链排进料口位于导向斜面下端。碳渣从排渣装置排出后，落到导向斜面上，并依靠重力逐渐下滑，同时炉排702持续移动，碳渣均匀的落到炉排702上。并且炉
排702下方具有炉排助燃风室，助燃风机8向炉排助燃风室吹风，为炉排702上的碳渣燃烧提供充足的氧气，使碳渣充分燃烧。高温低氧的烟气从链排排烟口排出至流化室3内，为流化室3提供热能。
38.对于链排炉7，具体来说，在炉排702上方，用金属板、耐火砖或耐火混凝土等材料设置炉罩701，使炉排702上方成为相对密闭空间即炉膛，从而形成炉中炉。靠近链排进料口的炉罩顶面呈斜面，斜面与水平面夹角为0～90度，优选为30～45度。链排进料口距离炉排702顶面的高度h为0～500mm,优选为100～300mm，高度h为炉排702上料层的最厚高度。
39.其中，排渣装置与中国专利cn113698964b一种器流床和生物质反应炉中的排渣装置相同，排渣门与流化器2铰接，排渣门上具有多个排渣孔，当流化器2正转时，排渣装置只能排出碳渣，当流化器2反转时，可将无法热解的大体积物料排出。
40.当流化器2反转，无法穿过流化孔的粗碳渣及不能被热降解的无机砖石和金属从流化器2排出，落于正下方的炉罩701导向斜面，受重力作用滚向链排进料口，设计好链排进料口处炉罩701与炉排702之间的高度h，控制炉排702运动速度，使炉排702上堆积的碳渣厚度可控，再与助燃风机8匹配，使碳渣充分燃尽，高温烟气从链排排烟口排出进入流化室3，为整个热解系统提供热能，炉渣从尾部炉渣出口排出。
41.设置链排炉7的优点在于：
42.1.链排炉7为炉中炉，在流化室内独立存在，担负富氧燃烧，为整个系统提供热能支持的主要功能，又不至于流化室整体含氧过高，影响热解气化反应。便于控制主反应区的氧化还原气氛。
43.2.链排炉7内高温、富氧、料层均匀、厚度适中，有利于充分燃烧，提高热能转化效率。
44.3.有利于合理分配并控制氧化反应和气化反应的比例，调控燃气热值，降低了热解、气化工艺难度。
45.4.链排炉运行效果(燃烧量和燃尽率)越好，整个系统燃气产量越高，燃气热值越高，燃气焦油含量越低，热转化效率越高，系统控制难度越低。
46.具体的，燃气净化设备100包括与反应器排气口102依次连通的燃气布袋除尘器13和燃气增压风机14。燃气增压风机14的出口处还可以进一步串联储气柜15和内燃发电机16。
47.具体的，气箱4通过燃气引风机6和粗燃气管道5与流化室3连通。
48.具体的，流化室3的流化室排气口与烟气处理设备200连通，烟气处理设备200包括烟气换热器10、烟气布袋除尘器11和排烟风机12。流化室3的流化室排气口依次与烟气换热器10的烟气通道、烟气布袋除尘器11和排烟风机12连通。烟气换热器10包括依次设置的风冷换热器和水冷换热器，流化风机9与风冷换热器的空气管路进口连通，空气管路与水冷换热器的烟气通道换热，空气管路的出口与流化室3连通，高温空气进入流化室3；水冷换热器的液体管路出口与流化室3连通，液体管路与水冷换热器的烟气通道换热，液体管路内的液体变为水蒸汽进入流化室3。
49.工作过程为：
50.未经均质化和未经前处理的生物质直接从反应器进料口101投入综合反应器1内，每小时上料量约250kg，综合反应器1转速约2r/min，正转与反转时间比约5:2，综合反应器1
内热解产生的燃气热值大于或等于2000大卡。综合反应器1内发生热解气化反应，反应器排气口102将热解气化产生的无焦油的燃气导入至气箱4，气箱4中一部分无焦油的燃气经燃气布袋除尘器13除尘后作为燃气产品储存或使用。气箱4中另一部分燃气经粗燃气管道5送入流化室3，同时流化室3内的高温气体从流化孔201进入综合反应器1。
51.从流化室3底部向流化室3内通入高温空气和水蒸汽，使由流化器2上流化孔201筛分后撒入流化室3内的炭渣和由流化器2上排渣装置排出的无法热解的物质继续燃烧，使流化室3内温度保持在950℃-1100℃，一方面为流化器2和综合反应器1内的热解反应提供热量，随着气体的流动还可以增加气箱4内的温度；另一方面使燃气中大部分焦油高温裂解产生燃气，净化燃气的同时提高燃气品质及生物质气转化率。
52.综合反应器1和流化器2内部温度自流化器2(约950℃)至综合反应器1反应器排气口102(约150℃)逐渐降低，温度较低的物料层可过滤高温区产生燃气中焦油，进一步降低生产燃气中的焦油含量，使燃气中无焦油或低于燃气焦油含量的标准值。
53.如图1所示，本发明提供一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，采用所述基于器流床的生物质热解炉实现，包括以下步骤：
54.生物质从反应器进料口101进入综合反应器1，随着流化器2和所述综合反应器1旋转，从综合反应器1流动到所述流化器2并经过热解气化后形成粉状碳渣，之后再从所述流化器2侧壁的流化孔201抛洒进流化室3，
55.所述综合反应器1内产生的燃气从反应器排气口102引入气箱4，所述气箱4内的温度为50～400℃，所述气箱4内的压力为0～200pa，
56.所述气箱4内的其中一部分燃气作为燃气产品通过燃气排气口排出，另一部分燃气经过粗燃气管道5送入所述流化室3，所述流化室3内的烟气从流化室排气口排出。
57.常规热解炉的进料端的温度较低，刚进入热解炉的物料在低温下不完全热解，从而在进料口附近会产生大量的焦油。本方法基于器流床的生物质热解炉结构特性，综合反应器、流化器、流化室和气箱内的气体可以循环流动，整体提升设备内部的温度，因此可利用流化室内的温度提升气箱的温度。同时，相比于不设置气箱的器流床来说，气箱还可以避免气体流速过快而导致综合反应器的反应器进料口处温度快速降低，从而可以避免反应器进料口处产生焦油。气箱内的温度为50～400℃，气箱内的压力为0～200pa时，意外发现可以从反应器排气口直接引出不含焦油的燃气。采用本方法生产燃气，相比于气化炉来说，控制精度要求低、燃气热值高，可以直接产生无焦油的燃气，减少了生产成本。而且采用器流床，物料无需进行预制或预处理，直接进入综合反应器1，简化工艺步骤。
58.优选的，所述气箱4内的温度为150～250℃，所述气箱4内的压力为100～150pa。
59.具体的，燃气净化设备100包括依次连通的燃气布袋除尘器13和燃气增压风机14，气箱4内其中一部分燃气在燃气增压风机14的作用下，经过燃气布袋除尘器13除尘，从而成为燃气产品。进一步的，燃气增压风机14的出风口还可设置储气柜15，存储产生的燃气产品。更进一步的，储气柜15还可以与内燃发电机16连通，利用存储的燃气进行发电。
60.具体的，气箱4内的另一部分燃气在燃气引风机6的作用下向粗燃气管道5流动。
61.在上述技术方案的基础上，调节所述流化室3内的温度和压力，和/或调节生物质的进料速度，从而调节所述气箱4内的温度和压力。
62.具体的，气箱4内的温度和压力受燃气增压风机14(采用调频风机)的抽力、燃气引
风机6(采用调频风机)抽力、流化室3的温度以及生物质向综合反应器1内加料速度的综合影响。可通过调节燃气增压风机14和燃气引风机6的抽力控制气体流通速度，从而调整流化室3的温度和设备内的压力，进而控制气箱4内的温度和压力。具体来说，流化室3温度和压力高或者进料速度慢时，气箱4的温度和压力也会提高；反之，流化室3温度和压力低或者进料速度快时，气箱4的温度和压力降低。当加料速度加快时，反应器进料口101处的物料堆积、温度下降，气箱4温度下降，若气箱4温度过低，堆积的物料会热解不完全，从而产生焦油，此时可通过增加燃气增压风机14和燃气引风机6的抽力(风速)，提升流化室3温度，使气箱4的温度上升。
63.在上述技术方案的基础上，所述流化室3内的温度为600～1400℃，所述流化室3内的压力为0～500pa。
64.优选的，所述流化室3内的温度为900～1100℃，所述流化室3内的压力为100～300pa。
65.在上述技术方案的基础上，所述流化室3内的氧气含量的体积百分数小于6％。
66.优选的，所述流化室3内的氧气含量的体积百分数小于3％。
67.在上述技术方案的基础上，所述粗燃气管道5内的压力大于所述流化室3内的压力。
68.其中，流化室3与粗燃气管道5的压力平衡控制具体为：
69.流化室3与粗燃气管道5连通，粗燃气管道5压力比流化室3压力大，且两者差值为0～500pa，最佳为50～150pa，当粗燃气管道5压力小于流化室3压力后，会出现粗燃气管道5内部“倒燃”甚至“燃爆”，危及设备及人身安全。粗燃气管道5压力与流化室3压力之差值与燃气引风机6开度设置调频连锁，控制燃气引风机6开度，保证此差值处于最佳值范围。
70.在上述技术方案的基础上，所述流化室3内的烟气从所述流化室排气口依次经过烟气换热器10和烟气布袋除尘器11后排出，所述烟气布袋除尘器11进口处的烟气温度为0～500℃。
71.优选的，所述烟气布袋除尘器11进口处的烟气温度为130～200℃。
72.具体的，流化室3的烟气依次经过烟气换热器10和烟气布袋除尘器11后从烟囱排出，烟气布袋除尘器11出口处设置排烟风机12提供动力。烟气换热器10包括风冷换热器和水冷换热器，换热后常温空气和水变成了高温空气和水蒸汽，高温空气和水蒸汽通入流化室3内。
73.其中，流化室3内温度的控制方式为：流化室3内温度是整个热解炉的原动力，流化室3内温度越高，其内部的反应越快，燃气质量越好。同时，流化室3内的高温气体还会进入流化器2，并为热解反应提供热量，流化室3的温度是流化器2和综合反应器1内温度的保障。但受耐火材料等因素考虑，流化室3温度应控制在600℃～1400℃之间，最佳温度为900℃～1100℃。影响流化室3温度的因素有燃物(例如粗燃气、炭渣)的数量和风机的开度(如流化风机9开度、排烟风机12开度)，且一般与上述因素成正比，可通过调节其中一项或几项进行控制。
74.其中，流化室3内氧含量的控制方式为：在热解反应过程中，流化室3内氧含量应尽量保持在6％之下，保持在3％以下时，产气效果最佳，若大于此范围，综合反应器1内氧含量高会发生氧化反应(燃烧)，而非热解反应，无法产气。流化室3内的氧气含量的控制方法为：
在生物质加料量一定的情况下，将流化室3内含氧量测算值与燃气引风机6和排烟风机12开度进行连锁控制，燃气引风机和排烟风机开度越大，流化室内氧含量越高，反之降低。
75.其中，烟气布袋除尘器11进口处的烟气温度的控制方式为：对流化室3出口的高温烟气除尘后，采用二级换热，一级换热为风冷换热器，采用流化风机9供风，经风冷换热器，常温空气与高温烟气换热，经换热后常温空气升温250℃～350℃，高温烟气降温350℃～450℃；而后烟气进入二级水冷换热器，常温水被加热成为水蒸气，可进行二次利用，二级换热后烟气的温度控制在130℃～200℃最佳，低于此温，则烟气中的水蒸气会冷凝变成水造成“糊袋”，高于此温则会“烧袋”。
76.以下通过具体实施例对于上述基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法进行具体说明。
77.需要说明的是，本发明中，燃气从气箱4引出后，还经过燃气布袋除尘器13实施除尘工艺，如果从气箱4引出的燃气含有微量焦油，经过燃气布袋除尘器11后焦油含量可以降低至20mg/m3以下，则认为可实现无焦油产气。
78.或者，燃气经过燃气布袋除尘器13后，该布袋除尘器可正常运行并除尘，也可以认为实现了无焦油产气。具体来说，富含焦油的燃气采用布袋除尘器净化(除焦去尘)，很快会“糊袋〞，使布袋除尘器立即停摆。一般只能采用成本较高的静电除尘器，但按相关安全标准，净电除尘器对燃气中氧的含量要求苛刻(《1％体积比)，否则极易发生燃爆事故。所以，如果燃气经过燃气布袋除尘器11后，该布袋除尘器可正常运行，则说明燃气内的焦油含量极低。此外，采用布袋除尘器进行燃气除尘，还可以降低设备成本。
79.以下实施例中涉及的焦油含量为气箱4的燃气排气口处焦油含量。
80.实施例一
81.在其他条件不变的情况下，气箱4压力取120pa，调整气箱4温度进行实验。
82.表1
83.气箱4温度/℃气箱4压力/pa焦油含量(
㎎
/m3)0120800.4150120300.66 100120100.32 15012049.72 20012040.66 25012035.33 30012035.11 35012034.62 40012035.71 45012032.55
84.本领域技术人员通常认为热解炉无法直接产出不含焦油的燃气，且热解炉的排气口通常温度较低，在低温环境下易生成焦油，且热解炉的排气口温度难以进行控制。
85.然而采用发明人设计的器流床后，根据表1，发明人意外发现，在增设气箱4后，当气箱4的温度低于50℃以后，焦油含量将明显上升，无法满足无焦油的燃气要求；气箱4的温度高于50℃，焦油含量显著下降，其焦油含量可以满足无焦油燃气的要求；气箱4的温度高
于400℃后，温度的变化将对焦油含量无明显的影响，且温度过高后将对气箱4的材质耐热性要求更高，经济性变差。气箱4的温度在150～250℃时最佳，250℃以上时，温度的变化将对焦油含量无明显的影响，且选取较低的温度值，气箱4的材质可选取范围更大，制作成本降低。
86.在其他条件不变的情况下，气箱4温度取200℃，调整气箱4压力进行实验。由于气箱4压力需要为正压，才能够避免流化室内气体倒流进气箱4，因此实验中气箱4压力最低值取0。
87.表2
88.气箱4温度/℃气箱4压力/pa焦油含量(
㎎
/m3)200080.122005063.2120010045.63 20015040.23 20020038.69 20025035.35 20030033.88
89.根据表2可知，当气箱4压力大于200pa以后，压力的增加对焦油含量影响减弱，因此，气箱4压力取200pa以下时经济性最佳。尤其是，压力大于或等于100pa时，焦油含量明显降低，气箱4压力优选为100～150pa。
90.表3
91.气箱4温度/℃气箱4压力/pa焦油含量(
㎎
/m3)5001131.2310050400.21 150100142.11 20015090.75 25020081.88 30025078.16 35030076.21
92.表3为气箱4的温度压力交叉实验，气箱4温度压力的取值可以为150℃、100pa；200℃、150pa；250℃、200pa，在该取值范围内，可是实现无焦油产气。
93.实施例二
94.在其他条件不变的情况下，流化室3压力取150pa，调整流化室3温度进行实验。
95.表4
[0096][0097]
根据表4可知，通过调整流化室3的温度，可以控制产出燃气的焦油含量。当流化室3的温度高于600℃，焦油含量显著降低，尤其是当温度为900℃时，焦油含量可降低至150.21
㎎
/m3，燃气热值为2000大卡/m3以上，可实现高热值、低焦油产气。流化室3的温度高于1100℃后，温度的变化将对焦油含量无明显的影响，且温度过高后对流化室3材质耐热性要求更高，经济性变差。因此，流化室3的温度在900～1100℃时最佳。
[0098]
在其他条件不变的情况下，流化室3温度取1000℃，调整流化室3压力进行实验。
[0099]
表5
[0100][0101][0102]
根据表5可知，流化室3压力大于0时，产生的燃气热值呈指数增加，尤其是当流化室3压力高于100pa，燃气热值突变，可达到2000.55大卡/m3以上，流化室3压力高于300pa后，燃气热值变化不明显，因此，流化室3压力优选为100pa～300pa。
[0103]
补充说明，其中，表2和表3中当气箱4温度为200℃且压力为150pa时，两个表格中焦油含量不同，以及，表4和表5中当流化室3温度为1000℃，压力为150pa时，两个表格中燃气热值不同。这是由于不同表格是进行不同变量实验时得到的，设备中所有的参数难以精确的做到完全相同，因此测得的数值也就存在区别，这是器流床实验的正常结果。
[0104]
本发明的优点在于：设备结构简单，操作方便，无场地限制，可适用多种生物质物料，具有较强实用性；
[0105]
生物质物料无需经过预处理直接进行反应，解决流化床需要均质化预处理、投资大、占地大、成本高的难题；
[0106]
因器流床生物质热解炉特殊结构和特别工艺方法，经过高温裂解及物料过滤，设备产出燃气内焦油成分极低，无需增加额外焦油处理设备和过滤材料，大大降低燃气净化难度及设备制造、维护成本；
[0107]
流化室3内的焦油裂解后产生燃气，提高生物质物料气转化率，燃气热值高，控制精度要求低，提高经济效益。
[0108]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0109]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0110]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于器流床的生物质热解炉，包括反应流化组件和流化室(3)，所述反应流化组件为至少一组，每组所述反应流化组件包括综合反应器(1)和流化器(2)，所述综合反应器(1)的一端具有反应器进料口(101)和反应器排气口(102)，所述综合反应器(1)的另一端端部与所述流化器(2)的一端端部固定连接并连通，所述流化器(2)的轴线水平设置且可转动的安装于所述流化室(3)内，所述流化器(2)的另一端侧壁具有多个流化孔(201)，其特征在于，还包括气箱(4)，所述气箱(4)的进口与所述反应器排气口(102)连通，所述气箱(4)具有燃气排气口和气箱连通口，所述气箱连通口通过粗燃气管道(5)与所述流化室(3)连通，所述流化室(3)的上部具有流化室排气口，所述流化室(3)底部设有链排炉(7)。2.一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，采用如权利要求1所述基于器流床的生物质热解炉实现，包括以下步骤：生物质从反应器进料口(101)进入综合反应器(1)，随着流化器(2)和所述综合反应器(1)旋转，从综合反应器(1)流动到所述流化器(2)并经过热解气化后形成粉状碳渣，之后再从所述流化器(2)侧壁的流化孔(201)抛洒进流化室(3)，所述综合反应器(1)内产生的燃气从反应器排气口(102)引入气箱(4)，所述气箱(4)内的温度为50～400℃，所述气箱(4)内的压力为0～200pa，所述气箱(4)内的其中一部分燃气作为燃气产品通过燃气排气口排出，另一部分燃气经过粗燃气管道(5)送入所述流化室(3)，所述流化室(3)内的烟气从流化室排气口排出。3.根据权利要求2所述的一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，所述气箱(4)内的温度为150～250℃，所述气箱(4)内的压力为100～150pa。4.根据权利要求2所述的一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，调节所述流化室(3)内的温度和压力，和/或调节生物质的进料速度，从而调节所述气箱(4)内的温度和压力。5.根据权利要求4所述的一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，所述流化室(3)内的温度为600～1400℃，所述流化室(3)内的压力为0～500pa。6.根据权利要求5所述的一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，所述流化室(3)内的温度为900～1100℃，所述流化室(3)内的压力为100～300pa。7.根据权利要求2所述的一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，所述流化室(3)内的氧气含量的体积百分数小于6％。8.根据权利要求2所述的一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，所述粗燃气管道(5)内的压力大于所述流化室(3)内的压力。9.根据权利要求2-8任一项所述的一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，所述流化室(3)内的烟气从所述流化室排气口依次经过烟气换热器(10)和烟气布袋除尘器(11)后排出，所述烟气布袋除尘器(11)进口处的烟气温度为0～500℃。10.根据权利要求9所述的一种基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，其特征在于，所述烟气布袋除尘器(11)进口处的烟气温度为130～200℃。

技术总结
本发明涉及一种基于器流床的生物质热解炉及无预制无焦油产气方法，涉及无焦油燃气生产领域，基于器流床的生物质热解炉包括气箱，气箱的进口与反应器排气口连通，气箱具有燃气排气口和气箱连通口，气箱连通口通过粗燃气管道与流化室连通，流化室的上部具有流化室排气口，流化室底部设有链排炉。基于器流床的生物质热解炉无预制无焦油产气方法，采用基于器流床的生物质热解炉实现。控制精度要求低、燃气热值高，可以从反应器排气口直接引出不含焦油的燃气。的燃气。的燃气。


技术研发人员：王雄鹰 华磊 刘闯 王志宇 刘钊 王志友
受保护的技术使用者：一重骏鹰（黑龙江）绿色能源科技有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/16