本實用新型涉及生物質(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，可再生能源具有儲量豐富、可再生、零污染零排放等優(yōu)點，越來越得到重視。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。預(yù)計到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，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，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％，否則會降低氣化效率。在下吸式氣化技術(shù)的應(yīng)用過程中，必須考慮上述因素。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服上述技術(shù)問題，本實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行熱交換的第一燃?xì)馔ǖ溃龅诙菪稍镅b置內(nèi)設(shè)有可與第二螺旋干燥裝置進行熱交換第二燃?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。可以根據(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)原料進入熱解氣化裝置，通過調(diào)整燃?xì)獾牧魉伲刂茻峤鈪^(qū)的溫度在400-600℃，熱解后的生物質(zhì)進入氣化區(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℃。

離開預(yù)熱器的燃?xì)膺M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>

進一步地，所述第三燃?xì)馔ǖ?、第二燃?xì)馔ǖ?、第一燃?xì)馔ǖ纼?nèi)的燃?xì)饬鲃臃较蚺c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?，能夠更好地實現(xiàn)生物質(zhì)原料與燃?xì)獾臒峤粨Q。

進一步地，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行熱交換。

進一步地，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)停留時間增長，有利于提高熱交換效率。

本實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)原料在進入熱解氣化階段前獨立干燥，一方面提高了下吸式固定床系統(tǒng)的對原料的適用范圍，另一方面提高了本系統(tǒng)的氣化效率。

附圖說明

附圖1為本實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。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的描述。

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)饬鲃臃较蚺c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5，另一端與所述風(fēng)箱33相連。所述風(fēng)箱33上設(shè)有進風(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。

本實用新型工作時，生物質(zhì)原料進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)原料進入第二螺旋干燥裝置2內(nèi)與高溫燃?xì)膺M一步換熱，生物質(zhì)原料水分降低至20％以下。

經(jīng)過第二螺旋輸送裝置2干燥后的生物質(zhì)原料進入熱解氣化裝置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)?，爐渣經(jīng)爐排35自排渣口36排出。

高溫的燃?xì)膺M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℃。

離開氣化劑預(yù)熱器4的燃?xì)膺M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入第二燃?xì)馔ǖ篮偷谌細(xì)馔ǖ溃c生物質(zhì)原料逆向換熱，燃?xì)鉁囟冉抵?50℃。

本實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)的對原料的適用范圍。

顯然，上述具體實施方式是為說明本實用新型的例子之一，但不局限于本實用新型實施方式，可以在上述說明的基礎(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用新型確定的保護范圍之內(nèi)。