CN103146430A - 生物质动态气化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种供热设备,即一种生物质动态气化炉,其特点是:炉体(1)内炉膛(2)之前设有储热室(3),储热室(3)内设有多个吸热块(4),储热室(3)上方设有燃气管(5)。送风管(8)穿过储热室(3)进入炉膛(2),炉膛(2)内壁是由多个圆弧面圆滑连接而成的曲面,炉膛(2)内壁开有连通储热室(3)和炉膛(2)的输热口(10),炉膛(2)内送风管(8)的上侧开有负压口(11),负压口(11)一侧有压风片(16)。炉体(1)外面送风管(8)上方接通燃料输送管(6)。风机(7)的进风口分别与进气管(14)和吸烟管(9)相连,进气管(14)和吸烟管(9)上设有开关(15)。其有益效果是:储热室储存大量热能,燃料和助燃风通过储热室得到预热。炉膛烟气经风机循环,使炉膛保持稳定的裂解条件。燃料随风进入炉膛后在上下旋转的动态中裂解,裂解均匀。未燃尽的燃料被吸回送风管,反复喷出裂解,气化更加充分。
Description
技术领域
本发明涉及一种供热设备,即一种生物质动态气化炉。
背景技术
生物质气化是使农作物秸秆及杂草碎木等燃料在气化炉内缺氧燃烧,裂解出可燃气体,再把可燃气体输出燃烧。秸秆气化热效率高,排放少,显著的提高了燃料的利用率,对于替代煤炭,节约能源,保护环境,解决农村秸秆处理难题,提高农民收入,都具有重要的作用。可是,气化炉具的缺氧程度很不好控制,低则达不到裂解温度,高则造成提前燃烧,不能取得燃气,都不能发挥气化的作用。据调查,目前,除了部分大型秸秆气化设备以外,现有的中小型秸秆气化设备大都存在着上述问题。观察发现,上述问题的原因是:秸秆粉碎后放入炉内,在相对静止的状态下点燃,秸秆的空隙很小而且不均,妨碍氧气的供应。此外,现有炉具的结构不利于热量的积累,往往是点燃的局部达到了裂解温度,而整个炉膛的温度则很低,因而燃点不能顺利的蔓延,容易熄灭,导致燃气量不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种炉内燃料空隙适度而且均匀,炉内温度高,秸秆燃料能够充分有序的气化,产气量稳定,便于使用的秸秆动态气化炉。
上述目的是由以下技术方案实现的:研制一种生物质动态气化炉,包括炉体、炉膛和风机,风机的送风管从炉体一侧进入炉膛。其特点是:所说的炉体内炉膛之前设有储热室,储热室内设有多个吸热块,储热室上方设有燃气管。所说的送风管穿过储热室进入炉膛,送风管进入炉膛所经过的炉膛内壁和送风管端口所对的炉膛内壁,以及送风管上方的炉膛内壁,由多个圆弧面圆滑连接形成连续的圆拱形曲面,炉膛内壁在送风管进入一侧开有连通储热室和炉膛的输热口,炉膛内送风管的上侧开有负压口,助燃风先经过的负压口一侧边缘下方设有斜向弯折的压风片。炉体外面送风管上方接通燃料输送管。风机的进风口分别与进气管和吸烟管相连,进气管和吸烟管上设有开关。
所说的吸烟管进入炉膛的一端装有滤烟罩。
所说的滤烟罩的入口端设有过滤网。
所说的滤烟罩是由板材沿阿基米德螺线盘卷的螺线筒,螺线筒两端封闭,下方设有进烟口,进烟口上设有多片挡片,螺线筒的中心筒与吸烟管相连接。
所说的输热口开在炉膛内壁的送风管进入处。
所说的送风管在负压口处断开。
所说的炉体的***设有水套,水套设有出水管和回水管,出水管和回水管与用热器的两端相接。
所说的炉膛在送风管进入一侧的内壁内侧设有滤挡筛,滤挡板由多片挡板对接而成,各个挡板之间留有间隙。
所说的送风管的出口端上侧装有竖立且回折的阻风板。
所说的炉膛或储热室接出一支测试管,测试管的另一端设有带阀门的微型点火头。
本发明的有益效果是:储热室储存大量热能,送风管通过储热室,燃料和助燃风得到预热,利于炉温积累。炉膛烟气经风机循环,既可向炉内送入热风,又可以保持炉膛的缺氧状态,使炉膛保持稳定的裂解条件。燃料随风进入炉膛后在上下旋转的动态中裂解,不易堆积,利于供氧,裂解均匀。未燃尽的燃料被吸回送风管,反复喷出裂解,气化更加充分。显著改善了秸秆气化炉具的性能,达到了节煤、环保、充分利用农作物秸秆和增加农民收入的目的。
附图说明
图1是第一种实施例的主视图;
图2是第一种实施例的俯视图;
图3是第一种实施例的部件风机的一种工作状态图;
图4是第一种实施例的部件风机的另一种工作状态图;
图5是第一种实施例的部件送风管的主视图;
图6是第二种实施例的部件送风管的主视图;
图7是第三种实施例的主视图;
图8是第三种实施例的部件螺线筒的主视图;
图9是第三种实施例的部件螺线筒的左视图;
图10是第四种实施例的主视图;
图11是第五种实施例的主视图;
图12是第六种实施例的主视图。
图中可见:炉体1,炉膛2,储热室3,吸热块4,燃气管5,燃料输送管6,风机7,送风管8,吸烟管9,输热口10,负压口11,滤烟罩12,过滤网13,进气管14,开关15,压风片16,螺线筒17,进烟口18,挡片19,中心筒20,水套21,出水管22,回水管23,滤挡筛24,挡板25,清灰孔26,阻风板27,测试管28,微型点火头29,观察口30。
具体实施方式
第一种实施例:如图1、2所示,这种秸秆动态气化炉的炉体1里面有炉膛2和储热室3。储热室3内设有多个吸热块4,吸热块4是由耐火砖等耐热吸热部件。储热室3上方设有燃气管5,可以直接安放锅灶,也可以向外接出燃气管道。炉体1的外面设有风机7和送风管8,送风管8上方接通燃料输送管6。送风管8穿过储热室3和炉膛2的内壁进入炉膛2,炉膛2的内壁两侧为平面,其余上下前后四面内壁,即送风管8所经过的内壁和送风管8端口所对的炉膛内壁,以及送风管8上方的炉膛内壁,是由多个圆弧面圆滑连接,形成连续的接近闭合的圆拱形曲面。炉膛2内壁在送风管8进入处开有输热口10,输热口10连通储热室3。结合图3图4可见,风机7的进风口上设有两个管,一个是与大气相通的进气管14,另一个与炉膛相通吸烟管9,两个管上设有开关15。吸烟管9进入炉膛的一端装有滤烟罩12,滤烟罩12的入口端设有过滤网13。结合图5可见,送风管8进入炉膛2的一段上侧开有负压口10,在负压口10助燃风先经过的一侧边缘设有向后下方斜向弯折的压风片12。
工作时,先将秸秆切成小段,装入燃料管6,开动风机7,并拧动开关15,打开进气管14,新鲜空气即可进入炉膛2,同时燃料随助燃风吹送到炉膛2内并点燃。由于炉膛2内壁为圆滑弧面,助燃风打入后顺壁面上下旋转,秸秆燃料也随风旋转燃烧。送风管8里面的助燃风在经过负压口10的时候,其上部气流被压风片12阻挡而向下流动,加快了下部的风速,同时也在负压口10上下形成了一个负压区。这样,一部分旋转燃烧的燃料和气流被吸入负压区,再次从送风管8抛出再次进行旋转燃烧。当炉温达到秸秆的裂解温度时,即可适当关闭进气管14的进风量,同时加大吸烟管9的开度,炉膛内的烟气被吸到风机7,再由风机打入炉膛2,这样,炉膛2内不断有风进入,但氧气的含量却增加很少,可以使炉内燃料在持续飞转中稳定的裂解。同时,另一部分燃料和气流从输热口9流出进入储热室3,由于储热室3里面有许多吸热块4,燃料反复触碰吸热块4而再次裂解,最后形成燃气从燃气管5送到用热场所。此外,在燃气发生量比较稳定的情况下,可以关闭风机,使炉内燃料在静态下裂解,直到气量降低时,再开启风机。
大量实验证明,经过上述过程,秸秆的气化率比现有同类气化炉提高10一15%,而且燃气发生量稳定可控,使用难度大幅降低,能够适应普通农户或小规模用热场所的需求,具备了推广应用的条件。
第二种实施例:如图6所示,这种炉具与前一实施例的结构基本一样,所不同的是送风管在负压口10处断开,这应当属于负压口10的一种极端的形式。实验证明,送风管在负压口10处适当的断开的效果更好,而且便于制造安装。
第三种实施例:如图7所示,这种炉具与前两种实施例的结构基本一致,只是吸烟管12进入炉膛2一端所接的滤烟罩12是一个螺线筒17。结合图8图9可见,螺线筒17是由板材沿阿基米德螺线盘卷而成,螺线筒两端封闭,当然也可以与炉膛两侧的内壁相接而封闭,螺线筒17下方设有进烟口18,进烟口18上设有多片挡片19,螺线筒17的中心筒20与吸烟管9相连接。
工作中,当需要进行烟气循环时,在风机的吸引下,烟气从进烟口18进入筒内,而燃料则被挡片19挡在筒外,烟气经螺线旋转进入中心管,烟气的大部热量通过螺线筒留在炉膛内,仅保留一定热量的热风再通过吸风管9进入风机,再由风机打入炉膛。这样,既可以防止烟气中的可燃气体在风机当中燃烧,又可向炉膛打入热风,维持炉膛内的裂解温度,保证裂解的稳定进行。
第四种实施例:如图7所示,这种炉具与前两种实施例的结构基本一致,只是外面加装了水套21,水套21是由两层壁板构成的一个装水的空腔,上部设有出水管22,下部设有回水管23,出水管22和回水管23分别与用热器两端连接,构成闭合的热交换回路,把炉内的热能传递到用热场所。
第五种实施例:如图11所示,炉膛2在送风管8进入一侧的内壁内侧设有滤挡筛24,滤挡筛24由多片挡板25搭连而成,各个挡板25之间留有间隙。这种滤挡筛24的作用是把没有燃尽的燃料阻拦下来,由于挡板25的温度很高,燃料触及挡板后可以进一步燃烧,没有烧尽的燃料再落到负压口10,重新打出燃烧。而大部分热气流则从挡板25之间的间隙流出,从输热口9进入储热室3。这里的输热口9与前例的结构也不太一样,炉膛2的内壁与送风管8相连,送风管8的下方空间与炉膛2和储热室3相连通,相当于输热口9,说明输热口9的形式也可以是多种多样的。
此外,图中的送风管的出口端上侧装有竖立且回折的阻风板19。其作用是阻挡没有进入负压口10的燃料和气流,迫使其回流进入负压口9再次喷出燃烧,防止这部分燃料下落而增加残留。
正常情况下,这种炉具没有灰分残留,但在使用不合理或出现故障时,还可能出现灰分。为此,在炉体1的下面设有清灰孔26,清灰孔26上粗下细呈锥状,内有浮球,平时浮球下落,关闭锥孔,清灰时用炉钩上推浮球,灰烬即可落下。
第六种实施例:如图12所示,在炉膛或储热室接出一支测试管28,测试管28的另一端设有带阀门的微型点火头29。图中的点火头29处于炉体1燃气罩的观察口30下面,作用是在用火之前,先打开阀门,点燃微型点火头29,点火头很小,点燃后状如蜡头,可以观察炉内的燃气生成和储备情况,并且针对情况采取措施,通过加氧或者加燃料,调整炉内产气条件。这个微型点火29头燃气量很小,可以连续长时间点燃,随时观察燃气情况。也可以在上面加设水壶等器皿,有效利用这部分燃气。
实验证明,这套观察装置,可以替代造价昂贵的炉温传感器及多种测试仪器,通过目测就可以了解炉内的情况,便于人为调控,也可以采用其他自动控制措施,保证炉具的正常运行,避免目前中小型民用气化炉具存在的燃气情况难以掌握,盲目操作,低温或过烧的问题。
Claims (10)
1.一种生物质动态气化炉,包括炉体(1)、炉膛(2)和风机(7),风机(7)的送风管(8)从炉体(1)一侧进入炉膛(2),其特征在于:所说的炉体(1)内炉膛(2)之前设有储热室(3),储热室(3)内设有多个吸热块(4),储热室(3)上方设有燃气管(5),所说的送风管(8)穿过储热室(3)进入炉膛(2),送风管(8)进入炉膛(2)所经过的炉膛(2)内壁和送风管(8)端口所对的炉膛(2)内壁,以及送风管(8)上方的炉膛(2)内壁,是由多个圆弧面圆滑连接形成连续的圆拱形曲面,炉膛(2)内壁在送风管(8)进入一侧开有连通储热室(3)和炉膛(2)的输热口(10),炉膛(2)内送风管(8)的上侧开有负压口(11),助燃风先经过的负压口(11)一侧边缘下方设有斜向弯折的压风片(16),炉体(1)外面送风管(8)上方接通燃料输送管(6),风机(7)的进风口分别与进气管(14)和吸烟管(9)相连,进气管(14)和吸烟管(9)上设有开关(15)。
2.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所说的吸烟管(9)进入炉膛(2)的一端装有滤烟罩(12)。
3.根据权利要求2所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所说的滤烟罩(12)的入口端设有过滤网(13)。
4.根据权利要求2所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所示的滤烟罩(12)是由板材沿阿基米德螺线盘卷的螺线筒(17),螺线筒(17)两端封闭,下方设有进烟口(18),进烟口(18)上设有多片挡片(19),螺线筒(17)的中心筒(20)与吸烟管(9)相连接。
5.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所说的输热口(10)开在炉膛(2)内壁的送风管(8)进入处。
6.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所说的送风管(8)在负压口(11)处断开。
7.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所说的炉体(1)的***设有水套(21),水套(21)设有出水管(22)和回水管(23),出水管(22)和回水管(23)与用热器的两端相接。
8.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所说的炉膛(2)在送风管(8)进入一侧的内壁内侧设有滤挡筛(24),滤挡板由多片挡板(25)对接而成,各个挡板(25)之间留有间隙。
9.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所说的送风管(8)的出口端上侧装有竖立且回折的阻风板(27)。
10.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉,其特征在于:所说的炉膛(2)或储热室(3)接出一支测试管(28),测试管(28)的另一端设有带阀门的微型点火头(29)。
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