多元混合生物质气化正压给料系统
技术领域
本实用新型涉及电力及化工领域，更具体地说，涉及一种多元混合生物质气化正压给料系统。
背景技术
生物质气化是指固体生物质在一定的热力学条件下，通常有气化剂（水蒸汽、氧气和空气等）参与，反应得到一氧化碳、氢气等小分子可燃气体的过程。所用气化剂不同（如氧气、空气、水蒸汽、水煤气、煤气等），气化得到的气体燃料组成成份也有所差异，产生的气体主要包含CO、H2、CO2、N2、CH4以及CmHn等碳氢化合物。气化过程与常见的燃烧过程不同，燃烧过程中供给充足的氧气，使原料充分燃烧，目的是直接获取热量，而气化过程中只供给少量的氧气作为气化剂，目的是为了获得小分子可燃气体。
目前，现有生物质技术主要采用固定床，其规模小，燃气转化率低，焦油含量高；而采用流化床的气化技术效率较高，但目前仅适宜于采用单一原料稻壳，且为负压技术，负压气化效率低，产生的合成气需采用热合成气增压风机送至锅炉燃烧。而稻壳是良好的饲料，在大部分地区供不应求，作为生物质气化原料时常常存在原料供应不足的问题。负避免合成气中焦油冷凝，堵塞管道，其输送温度不能低于400℃，采用400℃的热合成气增压风机不仅成本较高，其安全性也较低。采用正压气化技术效率高，可直接利用气化炉内压将合成气送至锅炉，省去了热合成气增压风机设备。正压气化的主要难点在于生物质给料系统需要克服炉内正压，同时防止气化炉内合成气外漏，特别是秸秆类原料，不易破碎的较细且极易缠绕。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种多元混合生物质气化正压给料系统，可适用于稻壳、秸秆、枝丫柴、污泥等多种生物质原料，同时维持气化炉内正压，合成气输送不需要采用引风机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造多元混合生物质气化正压给料系统，包括由上往下依次连接的主皮带机、炉前料仓、中心取料机、仓底计量螺旋输送机、两级密封旋转给料机以及加压水冷双螺旋输送机；
所述中心取料机位于炉前料仓底部，中心取料机中心转盘、旋转弹簧拨片和驱动电机；所述旋转弹簧拨片固定在中心转盘上，电机驱动中心转盘继而带动旋转弹簧拨片周转，实现柔性推动生物质料；所述密封旋转给料机包括电动机和旋转阀，所述旋转阀阀体上设有切刀。
上述方案中，所述炉前料仓为圆筒仓，圆筒仓壁面设有下楔形挡板。
上述方案中，所述密封旋转给料机阀体端面设有压缩空气密封。
上述方案中，所述旋转阀轴承端面上设有气孔。
上述方案中，所述电动机带动旋转叶片旋转实现连续给料，所述旋转叶片相邻夹角处采用弧面过度。
上述方案中，所述仓底计量螺旋输送机为无轴输送螺旋，通过称重计量给料量，并接收气化炉内温度信号及合成气的流量信号，以控制给料量；当气化炉超温时，计量螺旋输送机减少甚至停止给料，同时将信号传输至主皮带机，主皮带机动作，减少或停止给料；当气化炉温度过低时，计量螺旋给料量增加，同时将信号传输至主皮带机，主皮带机动作，相应调整给料量。
上述方案中，所述加压水冷双螺旋输送机为变频水冷无轴双螺旋输送机。
实施本实用新型的多元混合生物质气化正压给料系统，具有以下有益效果：
1、本实用新型为正压给料系统，维持生物质正压气化，气化效率高，生物质气化产生的合成气输送不需要采用高温引风机，系统可靠性高；
2、本实用新型采用中心取料机实现筒仓出料，生物质在旋转弹簧拨片柔性驱动下不易堵塞和卡死，而筒仓壁面设置下楔形挡板，可进一步减轻物料对中心取料机的载荷，防止中心取料机过载；
3、仓底计量螺旋输送机为无轴输送螺旋输送机，不易堵塞，同时带有计量功能，可接收来自气化炉的温度和流量信号，控制给料量，易于实现气化炉负荷调节；密封旋转给料机可以维持正压给料，阀体上设置切刀，与旋转叶片配合可将尺寸过大的物料切断，防止堵塞阀体，同时，密封旋转给料机端面采用压缩空气密封，可防止危险气体泄露；
4、加压水冷双螺旋输送机与气化炉直接连接，设水冷壁以克服气化炉高温，双螺旋可靠性高，将生物质料顺利送入气化炉；整套系统可实现多元生物质正压给料，维持气化炉内正压，可靠性高，实用性强。
5、本实用新型多元混合生物质气化正压给料系统可以克服气化炉正压，同时可适用于掺混50%以下比例的秸秆类原料，密封性好，可靠性高，对于推动生物质正压气化耦合燃煤锅炉发电产业具有重要意义。本实用新型原料适应性强，系统可靠性高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型多元混合生物质气化正压给料系统的结构示意图；
图2是前料仓的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是密封旋转给料机的结构示意图；
图5是图4的剖视图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
如图1-5所示，本实用新型多元混合生物质气化正压给料系统，包括依次由上往下连接的主皮带机1、炉前料仓2、中心取料机3、仓底计量螺旋输送机4、第一级密封旋转给料机5、第二级密封旋转给料机6和加压水冷双螺旋输送机7。
主皮带机1为生物质皮带输送机，主要负责向炉前料仓2给料。炉前料仓2为圆筒仓，仓底部设置中心取料机3。圆筒仓可容纳气化炉24h生物质耗量，圆筒仓的壁面设置下楔形挡板2a。中心取料机3位于圆筒仓底部，由旋转弹簧拨片3a、中心转盘3b和驱动电机3c组成，旋转弹簧拨片3a固定于中心转盘3b上，电机3c驱动中心转盘3b继而带动旋转弹簧拨片3a周转，圆筒仓内生物质在旋转弹簧拨片3a的柔性驱动下，实现仓底连续出料。
圆筒仓壁面设有下楔形挡板2a，下楔形挡板2a对其上方的生物质原料起到一定的支撑作用，防止生物质原料对中心取料机3造成过大载荷，导致电机3c卡死，同时下楔形挡板2a的设置不会导致燃料架桥。
仓底计量螺旋输送机4为无轴输送螺旋，通过称重计量给料量，并接收气化炉内温度信号及合成气的流量信号，以控制给料量；当气化炉超温时，计量螺旋输送机4减少甚至停止给料，同时将信号传输至主皮带机1，主皮带机1动作，减少或停止给料；当气化炉温度过低时，计量螺旋给料量增加，同时将信号传输至主皮带机1，主皮带机1动作，相应调整给料量。
第一级密封旋转给料机5和第二级密封旋转给料机6由电动机和旋转阀组成，电动机带动旋转叶片5a旋转实现连续给料，旋转阀体上固定切刀5b，当物料过长，卡在旋转叶片5a和阀体之间时，可被切刀5b切断，刀片长时间磨损后可以更换。旋转阀轴承端面上设有密封气进气口5c，用于充入压缩空气密封，防止可燃气体泄漏。旋转叶片5a相邻夹角处采用弧面过度，防止物料堵塞堆积在夹角处。
加压水冷双螺旋输送机7为变频水冷无轴双螺旋输送机，保证气化炉内正压条件下将物料送入炉内，由于加压水冷双螺旋输送机7与气化炉直接连接，因此设置水冷壁可降低设备温度，提升设备的使用寿命和可靠性，同时防止因回火导致物料燃烧、爆炸。
本实用新型多元混合生物质气化正压给料系统的工作过程包括以下步骤：
生物质原料为秸秆、枝丫柴、稻壳混合原料，其中秸秆的质量掺混比不大于50%。
（1）生物质原料经破碎机破碎至5-50mm粒径，由主皮带机1输送至炉前料仓2内，炉前料仓2可暂存24h的生物质消耗量；位于炉前料仓2底部的中心取料机3由电机3c驱动中心转盘3b继而带动旋转弹簧拨片3a周转拨动物料，使物料由炉前料仓2仓底出料口掉入仓底计量螺旋输送机4内；炉前料仓2的壁面上设有下楔形挡板2a，对其上方的生物质燃料起到一定的支撑作用，防止生物质燃料对下方中心取料机3形成过大压力，造成电机负载过大，卡死堵料，同时由于下楔形的设置，不会造成仓内燃料架桥。
（2）位于炉前料仓2正下方的仓底计量螺旋输送机4接收来料，通过称重计量给料量，并接收来自气化炉内的温度及合成气流量信号，当气化炉内超温，合成气流量过大时，降低转速已减少给料量；当气化炉内温度过低，合成气流量减少时，提高转速已增加给料量。仓底计量螺旋输送机4的转速信号同样传输至主皮带机1，同步控制给料量。
（3）仓底计量螺旋输送机4将生物质燃料给入下方的第一级密封旋转给料机5和第二级密封旋转给料机6，由电机驱动的旋转叶片5a旋转，相邻两个旋转叶片构成一个微型燃料仓，物料落入仓内，电机驱动旋转叶片转动继而带动生物质落入下方给料口，由两级密封旋转给料机维持20~50kpa的给料压力；第一级密封旋转给料机5和第二级密封旋转给料机6的端面以及两级给料阀的中间立管充入压缩空气密封，以防止合成气泄露和回火；由于秸秆不易破碎，且极易缠绕，进入第一级密封旋转给料机5和第二级密封旋转给料机6的生物质原料还存在许多尺寸过大的情况，物料进入第一级密封旋转给料机后，尺寸过大的原料经过切刀5b时被切断落入相邻两个旋转叶片构成的微型燃料仓间，相邻两旋转叶片夹角处采用弧面过度，防止燃料堆积在夹角。
（4）生物质经第二级密封旋转给料机6后给入下方的加压水冷双螺旋输送机7，双螺旋的设置防止物料缠绕堵塞，加压水冷双螺旋输送机7与气化炉连接，因此设置水冷壁，通过循环冷却水为其降温，一方面可以提升加压水冷双螺旋输送机7的使用寿命和安全性，一方面防止气化炉回火，发生爆炸。
（5）生物质原料经加压水冷双螺旋输送机7给入气化炉，经过一系列的干燥、氧化、还原等一系列反应最终产出小分子可燃气体，行业上称之为合成气；产生的合成气具有一定20-50kPa的压力，如送至燃煤锅炉耦合燃烧，可克服管道和燃烧器压力，不需要采用合成气引风机。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
