CN103343963A - 上吸式秸秆燃气热源机 - Google Patents
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Abstract
一种上吸式秸秆燃气热源机，从根本上解决现有秸秆气化炉循环水加热效率低、浪费能源的问题。其包括带有水套的气化炉和燃气分离箱，气化炉的混合气体出口与燃气分离箱的混合气体入口相连通，其技术要点是：所述气化炉为一体式结构，包括上炉膛，燃烧室和下炉膛；上炉膛与下炉膛之间设有与水套相连通的横向连通水管，燃气分离箱内由隔板分隔成净化室与冷却室，在冷却室内设置冷却箱，净化室由净化仓立板分隔成净化燃气通道与净化仓；燃气分离箱底部设有水封层、燃气循环室。以横向连通水管与炉箅加热管双加热水管达到本发明设计目的，同时采用将固体燃料压实打孔燃烧的方法，提高本发明效果并使燃气得到更充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体燃料家用炉领域，特别是一种带有操控空气装置、热交换装置或附加对流取暖装置的上吸式秸秆燃气热源机。其主要用于提供可持续热能与纯净可燃气体。
背景技术
植物生物质能源是一个巨大的太阳能仓库，是重要的“绿色能源”之一，开发利用植物生物质能源，就是间接开发利用太阳能。植物生物质能源可以再生，取之不尽，用之不竭。发展植物生物质为原料的绿色能源转化技术，是未来的必然趋势。
秸秆气化炉是以生物质秸秆经压缩成型后的颗粒燃料为原料，以空气和水蒸汽为气化剂，制成煤气，供餐饮、炉灶、锅炉和各种加热炉使用，替代燃油，以低廉的价格给用户节约了大量的费用。生物质颗粒燃料气化技术，就是生物质颗粒原料在缺氧状态下加热反应的能量转换过程。生物质一般由碳、氢、氧等元素和灰分组成，当它们被点燃时，供应少量空气（主要利用氧），用有效措施控制其反应过程，使生物质转变成CO、CH4、H2等可燃气体，秸秆中大部分能量都转移到气体中。利用氧和生物质的一部分燃烧，为热分解及还原反应提供热量，从而使固体生物质转化为气体燃料。
为了从根本上解决现有秸秆燃气发生炉循环水加热效率低、浪费能源的问题，本申请人曾设计专利公开号为CN 102305416 A的“秸秆燃气热源机”，其包括气化炉，燃气分离器；气化炉的炉体上分别设有上、下炉膛；上炉膛的炉壁和炉底为双层注水腔，上炉膛炉壁上部设有粗混合气体出口，下部设有内置电控点火棒的进风管和密闭炉门，上炉膛的炉底和支撑裙座包围形成下炉堂，下炉堂内设有与外部燃气口相通的燃气灶；燃气分离器包括一次净化室、设置在一次净化室上部的加臭氧二次净化室、设置在一次净化室下部的风箱、设置在加臭氧二次净化室顶部的燃气分气室。该专利既可以连续燃烧产气产热，又可以迅速加热循环水使热能充分释放，适用于生产生活。
但上述秸秆燃气热源机所产生的可燃气体中杂质含量较大，燃气难以点燃。并且秸秆等燃料燃烧气化后在混合气体出口冷却结焦油，长期使用会堵塞燃气通道易导致炉内气压积聚而埋下安全隐患。现有的进料口在炉体顶部的气化炉，其炉盖借助密封胶圈密封，并通过重物压实。密封胶圈通常在300℃且熔化损坏，需要经常更换。而粗燃气中焦油含量较高，易在进料口处凝结，致使炉盖难以打开，导致炉内压力聚集，易发生***的危险。
发明内容
本发明的目的是为了提供了一种上吸式秸秆燃气热源机，从根本上解决现有秸秆气化炉A循环水加热效率低、浪费能源的问题，其结构设计合理，以横向连通水管与炉箅加热管双加热水管，同时采用将固体燃料压实打孔燃烧的方法，提高加热效率和燃气产气率，并使燃气得到更充分利用，达到既可以连续燃烧产气、产热，又可迅速加热循环水使热能充分释放的目的。
本发明所采用的技术方案是：该上吸式秸秆燃气热源机包括带有水套的气化炉和燃气分离箱，气化炉的混合气体出口与燃气分离箱的混合气体入口相连通，其技术要点是：所述气化炉为一体式结构，包括设有进料口和混合气体出口的上炉膛，由与水套相连通的水管式炉箅分隔开的设有鼓风管的燃烧室，下炉膛，设置在下炉膛上的带有密封炉门的排灰口的储灰仓；设置在上炉膛与下炉膛之间至少两排的与水套相连通的横向连通水管；
燃气分离箱内由隔板分隔成净化室与冷却室，隔板的顶部和两侧与燃气分离箱的内壁固定连接，隔板的底部与燃气分离箱的底部设置通道；
在冷却室内设置通有循环冷却水的冷却箱，冷却箱的一面与燃气分离箱的内壁固定，其他五面与燃气分离箱的内壁或隔板之间形成气体分离通道，燃气分离箱上设有与气体分离通道相通的混合气体入口，冷却箱上设有冷却箱进水管与冷却箱回水管；
净化室由净化仓立板分隔成净化燃气通道与净化仓，燃气分离箱上设有与净化仓相通的助氧进风口，与净化燃气通道相通的上、下燃气出口，上燃气出口为三通结构；净化仓底部设有孔板，孔板下设有固定在燃气分离箱内壁上的气体分流挡板，净化仓立板两侧固定在燃气分离箱的内壁上，上、下两端与燃气分离箱的内壁之间留有间隔；
燃气分离箱底部设有水封层，水封层、气体分流挡板、净化仓立板、冷却箱的底部围成燃气循环室，燃气分离箱上设有与燃气循环室相通的焦油回收口与排污口，其中焦油回收口的底部与水封层的液面相平。
所述气化炉进料口上方设有炉盖，炉盖设有与炉体进料口相配合的进料口高度方向限位的限位机构，炉盖下沿***设置在炉体上方的水槽内，水槽内水面上表面高于炉盖下沿所在水平面。
所述气体发生炉底部设有支撑裙座，裙座内设有水套加热装置，所述加热装置与燃气分离箱的混合气体出口相连。
本发明具有的优点及积极效果是：本发明通过在上炉膛内添加燃料并压实打孔并通过排灰口探入点火装置点燃压实的燃料底部，燃烧后产生的可燃气体通过压实燃料的孔洞排出炉外，上、下炉膛内的双加热管均通有循环水其同时与夹套内的水发生热交换，提高了加热效率；利用燃气分离器分出的已经过净化的燃气在支撑裙座内的燃气炉灶点燃，加热下炉膛水套内循环水，进一步提高加热效率；因此，本发明充分利用农林废弃物，实现高效无污染的产能；本发明还设有水封式降温炉盖，在炉内气压过大时，将炉盖顶起，此时由于炉盖内的限位结构避免炉盖被崩飞，同时高压气体通过炉盖与水槽之间的缝隙排入到大气中，避免事故的发生；同时，这种炉盖结构中的密封圈不会由于温度过高而损毁，且无需频繁更换；炉体内气体由鼓风驱动，热源机工作过程几乎在全密封的条件下进行，鼓风效率极高，燃气产气率极高；燃气分离箱体上设有焦油回收口，解决了现有技术中焦油难以清理的麻烦；箱体底部设有气体循环室，循环室底部形成水封结构，用于接纳分离净化物形成的水蒸气转化水、焦油分子转化液体，杂质转化颗粒等，该水封层还具备冷却分离功能，效果显著；设有多个净化混合气体出口，可根据不同需要进行连接。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明秸秆气化炉结构示意图；
图2是本发明燃气分离箱结构示意图；
图3是图2的俯视结构示意图。
图中序号说明：A气化炉、B燃气分离箱、1水套进水管、2水管式炉箅、3鼓风管、4横向连通水管、5混合气体出口、6水套出水管、7降温水槽进水管、8锁片、9降温炉盖、10炉盖把手、11进料口、12水槽、13大气连通管、14炉膛、15水套、16燃烧室、17储灰仓、18排灰口、19支撑裙座、20炉底燃气灶、21焦油回收口、22冷却箱进水管、23冷却箱、24混合气体入口、25冷却箱回水管、26气体分离通道、27助氧进风口、28上燃气出口、29净化仓、30孔板、31净化燃气通道、32气体分流挡板、33下燃气出口、34隔板、35燃气循环室、36净化仓立板、37排污口。
具体实施方式
结合图1~3详细阐述本发明的具体结构。该秸秆气化装置，包括带有水套的气化炉A与燃气分离箱B等部分。其中，气化炉A的混合气体出口5与燃气分离箱B混合气体入口24通过管路相连。气化炉A为一体式结构，炉体内自上而下依次为上炉膛14、燃烧室16、储灰仓17，上炉膛14设有进料口11和混合气体出口5，由与水套15相连通的水管式炉箅分隔开的设有鼓风管3的燃烧室16，下炉膛，燃烧室16上设有鼓风管3，并由与水套15相连通的水管式炉箅2分隔开，下炉膛上设置带有密封炉门的排灰口18的储灰仓17，排灰口18上设有密封炉门(图中未示出)。上炉膛14与下炉膛之间设有至少两排的与水套15相连通的横向连通水管4。进料口通过降温炉盖9密封，炉盖9上设有炉盖把手，混合气体出口5与上炉膛14相连通。炉体底部设有支撑裙座19，裙座内设有燃气灶20。为增加气化炉的气密性及安全性，在炉体顶部设有水槽12，进料口11位于水槽12内，进料口11外壁设有锁片8，炉盖9扣在进料口上，炉盖9内壁设有与进料口相应的锁片8，炉盖9通过锁片限位固定在进料口上。
燃气分离箱B内由隔板34分隔成净化室与冷却室，隔板34的上部和侧部与燃气分离箱B的内壁固定，隔板34的顶部和两侧与燃气分离箱的内壁固定连接，隔板34的底部与燃气分离箱B的底部设置通道。
在冷却室内设置通有循环冷却水的冷却箱23，冷却箱23的一面与燃气分离箱B的内壁固定，其他五面与燃气分离箱B的内壁或隔板34之间形成气体分离通道26，燃气分离箱B上设有与气体分离通道26相通的混合气体入口24，冷却箱23上设有冷却箱进水管22与冷却箱回水管25。
净化室由净化仓立板36分隔成净化燃气通道31与净化仓29，净化仓29内自下而上填充介质玉米芯、活性炭、5A沸石，净化仓29上设有净化介质加料口（图中未示出）。燃气分离箱B上设有与净化仓29相通的助氧进风口27，与净化燃气通道31相通的上、下燃气出口28、33，上燃气出口28为三通结构。净化仓29底部设有孔板30，孔板30下设有固定在燃气分离箱B内壁上的气体分流挡板32，净化仓立板36两侧固定在燃气分离箱B的内壁上，净化仓立板36的上、下两端与燃气分离箱B的内壁之间留有间隔。
燃气分离箱B底部设有水封层，水封层、气体分流挡板32、净化仓立板36、冷却箱23的底部围成燃气循环室35，燃气分离箱B上设有与燃气循环室35相通的焦油回收口21与排污口37，其中焦油回收口21的底部与水封层的液面相平。
杂质含量较高的混合气体进入燃气分离箱B后，首先通过混合气体入口24进入气体分离通道26中，冷却箱23内持续通冷却水，燃气循环室35下部通过排污口37注入一定量的水形成水封层，气体流动过程中不断与冷却箱23外壁进行热交换，冷却箱23设置在箱体正中，以提高散热面积，混合气体中的焦油等杂质冷却后落入箱体底部气体循环室35下部的水封层中，焦油漂浮在水封层之上并通过焦油回收口21排除，其他颗粒杂质落入水中。随着冷却的进行焦油及颗粒杂质析出落入水封层中，然后通过气体分流挡板32进行减压分流通过孔板30上的滤孔进入净化仓29，净化仓29内装有玉米芯、活性炭及5A沸石等过滤介质，除去燃气中的水蒸气、氮气及有害气体后，通过净化仓29上部进入净化燃气通道31，通过助氧进风口27二次加压并提高燃气中的氧含量，使燃气更容易点燃，最后通过上、下燃气出口28、33排出。下燃气出口33转接气化炉底支撑裙座19内的燃气灶20，进一步对炉体底部水套层加热，以提高加热效率，上燃气出口28上设有三通结构，竖直方向的燃气管用于排烟气，水平方向的燃气管用于提供日常的可燃气。
本发明的上吸式秸秆燃气热源机不但能提供秸秆燃气热源自动化生产，而且简便易行，能量倍增，效益突出，开辟了更为广泛开发利用秸秆燃气能源利用新空间。
Claims (3)
1.一种上吸式秸秆燃气热源机，包括带有水套的气化炉和燃气分离箱，气化炉的混合气体出口与燃气分离箱的混合气体入口相连通，其特征在于：所述气化炉为一体式结构，包括设有进料口和混合气体出口的上炉膛，由与水套相连通的水管式炉箅分隔开的设有鼓风管的燃烧室，下炉膛，设置在下炉膛上的带有密封炉门的排灰口的储灰仓；设置在上炉膛与下炉膛之间至少两排的与水套相连通的横向连通水管；
燃气分离箱内由隔板分隔成净化室与冷却室，隔板的顶部和两侧与燃气分离箱的内壁固定连接，隔板的底部与燃气分离箱的底部设置通道；
在冷却室内设置通有循环冷却水的冷却箱，冷却箱的一面与燃气分离箱的内壁固定，其他五面与燃气分离箱的内壁或隔板之间形成气体分离通道，燃气分离箱上设有与气体分离通道相通的混合气体入口，冷却箱上设有冷却箱进水管与冷却箱回水管；
净化室由净化仓立板分隔成净化燃气通道与净化仓，燃气分离箱上设有与净化仓相通的助氧进风口，与净化燃气通道相通的上、下燃气出口，上燃气出口为三通结构；净化仓底部设有孔板，孔板下设有固定在燃气分离箱内壁上的气体分流挡板，净化仓立板两侧固定在燃气分离箱的内壁上，上、下两端与燃气分离箱的内壁之间留有间隔；
燃气分离箱底部设有水封层，水封层、气体分流挡板、净化仓立板、冷却箱的底部围成燃气循环室，燃气分离箱上设有与燃气循环室相通的焦油回收口与排污口，其中焦油回收口的底部与水封层的液面相平。
2.根据权利要求1所述的热源机，其特征在于：所述气化炉进料口上方设有炉盖，炉盖设有与炉体进料口相配合的进料口高度方向限位的限位机构，炉盖下沿***设置在炉体上方的水槽内，水槽内水面上表面高于炉盖下沿所在水平面。
3.根据权利要求1或2所述的热源机，其特征在于：所述气体发生炉底部设有支撑裙座，裙座内设有水套加热装置，所述加热装置与燃气分离箱的混合气体出口相连。
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- 2013-07-16 CN CN201310297210.7A patent/CN103343963B/zh not_active Expired - Fee Related
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