CN102226106A

CN102226106A - 生物质气化炉

Info

Publication number: CN102226106A
Application number: CN2011101334472A
Authority: CN
Inventors: 钟娅玲; 曾启明; 钟雨明; 陈天洪; 蔡跃明
Original assignee: YALIAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd SICHUAN
Current assignee: YALIAN SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd SICHUAN
Priority date: 2011-05-23
Filing date: 2011-05-23
Publication date: 2011-10-26

Abstract

本发明公开了一种生物质气化炉，主要由炉体（1）、以及设置在炉体（1）内部的炉排（2）构成，所述炉体（1）设置有位于炉排（2）上方的燃气出口（3）和加料口（8），以及设置有位于炉排（2）下方的气化剂进口（4）、排灰口（5）和点火口（6），所述炉体（1）的侧壁内部设置有位于炉排（2）上方的燃气通道，且该燃气通道的两端分别与燃气出口（3）和炉体（1）内部相连通，所述燃气通道内设置有触媒（16）。本发明产气质量高、能量利用率高、产气中焦油含量小、产气热值高、产气时间短、可连续进料。

Description

生物质气化炉

技术领域

本发明涉及一种生物质气化炉。

背景技术

早在18世纪末期人们就开始了解生物质气化的基本原理，有记载的商业应用是在1830年，到了1850年，伦敦大部分地方有了“气灯”，到了1920年，在欧洲可将气化燃气用于驱动卡车和拖拉机，后来生物质气化被大规模的石油开发与利用所替代。

我国最早是在20世纪40年代用木炭气化器驱动汽车。山东科学能源所在“七五”间提出了生物质气化集中供气的设想，得到农业部、国家科技部支持，1994年建成全国第一个实际运行的集中供气试点工程后，迅速在全国得到推广，目前已在全国建了500个以上的集中供气工程。在2005年前后出现了大批秸秆气化炉产品，国家补贴，倡导农民购买，因为农村秸秆资源丰富，使用方便，此期间，也出现了大量秸秆气化炉专利，包括上吸式、下吸式、固定床的、流化床的等等。但实际调查发现：这些气化炉开始使用效果还不错，使用一段时间后气路管线就会被焦油、粉尘等堵塞，产气质量下降，使用非常不方便。后面国家也不在进行相关补贴。

现有气化炉存在如下缺点：

1）现有气化炉主要针对农村家用型开发的，重点强调投资少，操作方便等，忽略了最关键的产气质量问题；

2）秸秆的能量利用率低，大部分能量是在气化炉里直接燃烧掉了，真正使用的能量少；

3）部分专利的产气中焦油含量大，对管线堵塞严重；

4）所产气体热值低，燃烧时容易熄灭，使用时间长（煮饭、烧水等）；

5）产气量小，质量差，从投料至产气时间长（十几分钟）。

小型气化炉（家用型）因为没有净化除焦等，很难进行普及，如加上净化***成本太高也难以让广大百姓接受，目前国家倡导“一村一站”，就是以村为单位，建立一个集中供气站，“十二五”期间将在全国建设2000处集中供气示范地。如何提高生物质秸秆气的质量（提高燃值、降低粉尘、减少焦油含量等）就成为关键。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种产气质量高、能量利用率高、产气中焦油含量小、产气热值高、产气时间短、可连续进料的生物质气化炉。

本发明的目的通过下述技术方案实现：生物质气化炉，主要由炉体、以及设置在炉体内部的炉排构成，所述炉体设置有位于炉排上方的燃气出口和加料口，以及设置有位于炉排下方的气化剂进口、排灰口和点火口，所述炉体的侧壁内部设置有位于炉排上方的燃气通道，且该燃气通道的两端分别与燃气出口和炉体内部相连通，所述燃气通道内设置有触媒。

所述触媒为耐硫甲烷化催化剂，且优先采用Co-Mo-Al2O3类触媒，该触媒在气体中含有S的情况下，220°C，常压条件下可将气体中的氢与一氧化碳转化为甲烷、乙烷、丙烷等，本发明的触媒并不局限于此，也可根据实际情况另行选择

所述排灰口设置有液封，其具有两个作用，一是对炉子起到封闭效果，防止空气进入，同时清除灰份；二是降低粉尘含量。

所述燃气出口设置在炉体高度的三分之二以上，且优先设置在炉体高度的四分之三位置处，即在原料的预热温度在220℃~250℃之间。

所述加料口的侧壁上还贯穿设置有连续进料口，所述连续进料口内侧和外侧分别安装有挡板和进料管，进料管的另一端安装有进料斗；上述挡板的上端活动连接在炉体内壁上，在加料时，挡板受到物料的冲击力而向上开启，使得物料进入炉体内，不加料时，挡板受到自身重力对加料口进行封闭，从而能防止炉内气体从加料口漏出炉外。

进料管上安装有螺旋送料机，该螺旋送料机包括彼此相连的螺旋送料结构和驱动结构；所述螺旋送料结构位于进料管的内部，驱动结构位于进料管的外部，在加料时，通过螺旋送料机可将原料以螺旋方式输送到气化炉内。

所述加料口的侧壁上还设置有观察口，所述观察口上安装有玻璃视镜，用于观察炉内所加料的燃烧情况。

所述炉体的外壁上设置有外保温层，防止炉气的大量热量传到空气中；且炉体还设置有一端位于燃气通道内的温度计，用于观察燃气的温度。

所述炉排上安装有手动转轴，从而加快燃烧后的灰粉进入到炉子底部，防止堵塞。

综上所述，本发明的有益效果是：

（1）本发明粉尘少，焦油含量低；

（2）本发明采用水封，加盖等方式，从而防止空气进入，使得燃气中氮气含量少；

（3）本发明产生的气体首先进入触媒区，然后再排出，从而提高燃气质量；

（4）本发明增加了玻璃视镜和手动转轴等，从而使得操作更加方便；

（5）本发明设置了连续加料结构，在炉体运行过程中可实现连续加料；

（6）本发明产气热值高、产气时间短。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：1—炉体；2—炉排；3—燃气出口；4—气化剂进口；5—排灰口；6—点火口；7—液封；8—加料口；9—挡板；10—进料管；11—螺旋送料机；12—外保温层；13—温度计；14—玻璃视镜；15—手动转轴；16—触媒；17—进料斗。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例：

如图1所示，本发明的炉体1通过设置在其内部的炉排2分隔成两个区域，位于炉排2上方和下方的区域分别为气化区域和排渣区域，位于气化区域的炉体1分别设置有燃气出口3和加料口8，燃气出口3用于排出所产生的燃气，数目可根据实际情况自行设计，在燃气出口3可采用抽空方式将燃气抽出气化炉，加料口8用于对气化炉进行加料；位于排渣区域的炉体分别设置有气化剂进口4、排灰口5和点火口6，气化剂进口4进入的可以是空气、氧气、水蒸汽等或其混合物，气化剂选用不同，所产生的燃气质量有所不同；排灰口5用于排出燃烧后的废弃物，点火口6为炉子启动点火的地方，点燃后需要密封，防止空气进入。

为了提高产气质量，本发明在炉体1的侧壁内部设置有位于炉排2上方的燃气通道，且该燃气通道的两端分别与燃气出口3和炉体1内部相连通，所述燃气通道内设置有触媒16，本实施例中的触媒16为耐硫甲烷化催化剂，且优先采用Co-Mo-Al2O3类触媒，该触媒在气体中含有S的情况下，220°C，常压条件下可将气体中的氢与一氧化碳转化为甲烷、乙烷、丙烷等，炉体1内产生的燃气首先经过燃气通道与触媒接触，将气体中的氢与一氧化碳转化为甲烷、乙烷、丙烷等，最终从燃气出口3，从而提高了产气质量。

为了提高炉子的封闭效果，防止空气进入，同时清除灰份，并且降低粉尘含量，本发明在排灰口5设置有液封7；为了加快燃烧后的灰粉进入到炉子1底部，防止堵塞，所述炉排2上安装有手动转轴15，从而将原料以螺旋方式输送到炉体内。

上述燃气出口3设置在不同的炉体1位置，对产气存在很大的影响，为了得到燃气出口3在炉体1的最佳位置，申请人做了不同燃气出口3位置对产气的影响试验，结果如下表所示：

出口位置	一氧化碳%	二氧化碳%	氢气%	甲烷%	氮气%
						二分之一	20.15	25.51	18.78	22.45	8.51
三分之二	18.44	30.25	13.65	24.16	8.80
						四分之三	18.27	33.52	7.14	27.33	9.14
五分之四	19.03	28.71	18.78	23.57	8.67

由上表可知，所述燃气出口3设置在炉体1高度的三分之二以上这个范围时，其产气质量和产气热值高，且产气时间短；当所述燃气出口3设置在炉体1高度的四分之三位置处，即在原料的预热温度在220℃~250℃之间时，达到最佳。

为了在气化炉运行过程中实现连续进料，本发明可将传统设置在加料口8上的加料盖省去，只需将加料口进行密封，并在加料口8的侧壁上贯穿设置连续进料口，连续进料口的内侧和外侧分别安装挡板9和进料管10，进料管10远离加料口8一端安装进料斗17，在需要加料的时候，只需将物料放置于进料斗17中，物料通过进料管10最终进入炉体1内，从而实现连续加料的目的。

为了在进料过程中不出现物料堵塞，使得进料更加顺畅，本发明在进料管10上安装有螺旋送料机11，该螺旋送料机11包括彼此相连的螺旋送料结构和驱动结构；所述螺旋送料结构位于进料管10的内部，驱动结构位于进料管10的外部。

所述炉体1的外壁上设置有外保温层12，防止炉气的大量热量传到空气中；为了对炉体1内运行过程进行监控，本发明在炉体1还设置有一端位于燃气通道内的温度计13，用于观察燃气的温度；加料口8的侧壁上还设置有观察口，所述观察口上安装有玻璃视镜14，用于实时观察炉体1内的物料燃烧情况。

如上所述，便可较好的实现本发明。

Claims

1.生物质气化炉，主要由炉体（1）、以及设置在炉体（1）内部的炉排（2）构成，所述炉体（1）设置有位于炉排（2）上方的燃气出口（3）和加料口（8），以及设置有位于炉排（2）下方的气化剂进口（4）、排灰口（5）和点火口（6），其特征在于，所述炉体（1）的侧壁内部设置有位于炉排（2）上方的燃气通道，且该燃气通道的两端分别与燃气出口（3）和炉体（1）内部相连通，所述燃气通道内设置有触媒（16）。

2.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，所述触媒（16）为耐硫甲烷化催化剂。

3.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，所述排灰口（5）设置有液封（7）。

4.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，所述燃气出口（3）设置在炉体（1）高度的三分之二以上。

5.根据权利要求4所述的生物质气化炉，其特征在于，所述燃气出口（3）设置在炉体（1）高度的四分之三位置处。

6.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于，所述加料口（8）的侧壁上还贯穿设置有连续进料口，所述连续进料口内侧和外侧分别安装有挡板（9）和进料管（10），进料管（10）的另一端安装有进料斗（17）。

7.根据权利要求6所述的生物质气化炉，其特征在于，所述进料管（10）上安装有螺旋送料机（11），该螺旋送料机（11）包括彼此相连的螺旋送料结构和驱动结构；所述螺旋送料结构位于进料管（10）的内部，驱动结构位于进料管（10）的外部。

8.根据权利要求6所述的生物质气化炉，其特征在于，所述加料口（8）的侧壁上还设置有观察口，所述观察口上安装有玻璃视镜（14）。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的生物质气化炉，其特征在于，所述炉体（1）的外壁上设置有外保温层（12），且炉体（1）还设置有一端位于燃气通道内的温度计（13）。

10.根据权利要求1～8中任一项所述的生物质气化炉，其特征在于，所述炉排（2）上安装有手动转轴（15）。