CN110452734A - 一种低焦油生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种低焦油生物质气化炉。本申请实施例中的低焦油生物质气化炉包括：炉本体，为内部具有腔体的结构，为生物质提供气化空间；第一烟道，第一烟道的进气端在炉本体的周向上与与炉本体管路连接，第一烟道的排气端与低焦油生物质气化炉的外部环境管路连接；第二烟道，第二烟道的第一端在炉本体的顶部与炉本体管路连接；第二烟道的第二端在第一烟道的进气端和排气端之间与第一烟道管路连接；第一阀，设置于第一烟道上，用于控制第一烟道内的气流量；第一阀位于第一烟道的排气端和第二烟道与第一烟道的连接位置之间；第二阀，设置于第二烟道上，用于控制第二烟道内的气流量；气流方向调节装置，设置于第二烟道上。

Description

一种低焦油生物质气化炉

技术领域

本申请涉及生物质再利用技术领域，具体而言，本申请涉及一种低焦油生物质气化炉。

背景技术

我国为农业大国，农业废弃物有可能在农产品生产、加工的各个环节产生。部分品相较为规则的农业废弃物可以被回收再利用，作为建筑材料、纺织原材料等。而品相参差不齐的部分，多回收作为燃料进行再利用。

农业废弃物多由生物质构成。生物质水份含量较多，即时进行烘干处理，也会有部分水份作为结合水与生物质较为稳定的结合在一起。并且，生物质成分较为复杂，在焚烧过程中，各个组分被燃尽的温度均不仅相同，使得生物质中的某些组分已经被燃烧充分，而某些组分还未能完全燃烧。此时，已经完全燃烧的生物质产生的气体，将会带动那些未被燃烧充分的生物质从燃烧炉的排气装置中排出，并在此过程中将未被燃烧充分产生的焦油遗留在燃烧炉中，或者被排出至大气环境中，引起污染。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请针对现有方式的缺点，提出一种低焦油生物质气化炉，用以解决现有技术中回收生物质焚烧效果无法满足使用要求的技术问题。

本申请实施例提供了一种低焦油生物质气化炉，包括：

炉本体，为内部具有腔体的结构，为生物质提供气化空间；

第一烟道，具有管道状结构，第一烟道的进气端在炉本体的周向上与与炉本体管路连接，第一烟道的排气端与低焦油生物质气化炉的外部环境管路连接；

第二烟道，具有管道状结构，第二烟道的第一端在炉本体的顶部与炉本体管路连接；第二烟道的第二端在第一烟道的进气端和排气端之间与第一烟道管路连接；

第一阀，设置于第一烟道上，用于控制第一烟道内的气流量；第一阀位于第一烟道的排气端和第二烟道与第一烟道的连接位置之间；

第二阀，设置于第二烟道上，用于控制第二烟道内的气流量；

气流方向调节装置，设置于第二烟道上，用于控制第二烟道内的气流方向。

在本申请一个可选的实施例中，第一烟道包括第一段和第二段；

第一段临近于炉本体设置，并分别与炉本体和第二段管路连接，第一段由与炉本体管路连接的一端向与第二段管路连接的一端倾斜向上延伸；

第二烟道与第二段管路连接。

在本申请一个可选的实施例中，倾斜的角度范围为5°至30°。

在本申请一个可选的实施例中，第一阀设置于第二段上。

在本申请一个可选的实施例中，低焦油生物质气化炉还包括温度检测装置；

温度检测装置设置于炉本体上，用于检测炉本体的腔体内的温度；

并且，温度检测装置与气流方向调节装置电连接，温度检测装置用于控制气流方向调节装置的工作状态。

在本申请一个可选的实施例中，若炉本体的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则温度检测装置控制气流方向调节装置，使得第二烟道内的气流由第一烟道流向炉本体；

若炉本体的腔体内的温度高于预设的第二阈值温度，则温度检测装置控制气流方向调节装置，使得第二烟道内的气流由炉本体流向第一烟道。

在本申请一个可选的实施例中，温度检测装置与第二阀电连接，温度检测装置用于控制第二阀的开启程度。

在本申请一个可选的实施例中，若炉本体的腔体内的温度大于等于预设的第一阈值温度，且小于等于预设的第二阈值温度，则温度检测装置控制第二阀完全开启。

在本申请一个可选的实施例中，若炉本体的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则温度检测装置控制第二阀开启至第二阀完全开启程度的70％至80％。

在本申请一个可选的实施例中，温度检测装置与第一阀电连接，温度检测装置用于控制第一阀的开启程度；

若炉本体的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则温度检测装置控制第一阀开启至第一阀完全开启程度的80％至90％

本申请实施例提供的技术方案，至少具有如下有益效果：

1)采用本申请实施例提供的低焦油生物质气化炉，对与炉本体连接的烟道进行了设计。本申请实施例中的烟道并非仅仅用于排烟，还用于为烟道和炉本体之间的气体循环设计了通路。若当前燃烧条件对焦油产生较为有利时，则通过烟道以及第一阀、第二阀、气流方向调节装置之间的配合，调整当前的燃烧条件，使得炉本体中的生物质能够充分燃烧。

2)采用本申请实施例提供的低焦油生物质气化炉，通过低焦油生物质气化炉的构成部件之间的配合，即能够实现对生物质的充分气化，并使得该过程中生物质中包含的化学能能够充分的转化为热能。本申请实施例中的低焦油生物质气化炉对加入其中的生物质无特别要求，即使尺寸、形状、成分差距较大的混合类型的生物质，也可通过本申请实施例中的低焦油生物质气化炉进行气化。本申请实施例中的低焦油生物质气化炉具有较高的普适性。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例中的低焦油生物质气化炉结构示意图。

其中：

1-第一烟道、11-第一段、12-第二段、2-第二烟道、3-第一阀、4-第二阀、5-炉本体。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本申请提供的一种低焦油生物质气化炉，旨在解决现有技术中回收生物质焚烧效果无法满足使用要求的技术问题。。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

如图1所示，本申请实施例提供了一种低焦油生物质气化炉，包括：炉本体5，为内部具有腔体的结构，为生物质提供气化空间；第一烟道1，具有管道状结构，第一烟道1的进气端在炉本体5的周向上与与炉本体5管路连接，第一烟道1的排气端与低焦油生物质气化炉的外部环境管路连接；第二烟道2，具有管道状结构，第二烟道2的第一端在炉本体5的顶部与炉本体5管路连接；第二烟道2的第二端在第一烟道1的进气端和排气端之间与第一烟道1管路连接；第一阀3，设置于第一烟道1上，用于控制第一烟道1内的气流量；第一阀3位于第一烟道1的排气端和第二烟道2与第一烟道1的连接位置之间；第二阀4，设置于第二烟道2上，用于控制第二烟道2内的气流量；气流方向调节装置，设置于第二烟道2上，用于控制第二烟道2内的气流方向。

本申请实施例中，第一烟道1和第二烟道2可均为管道状结构，内部为允许气体通过的通路。炉本体5内部具有腔体结构，生物质可以在炉本体5的腔体结构中燃烧，将生物质中的化学能转化为热能。炉本体5包括进料口，进料口用于向炉本体5中添加生物质。炉本体5还包括门体，门体可开闭的覆盖进料口。

本申请实施例中，第一烟道1主要用于将生物质燃烧产生的烟气排到炉本体5以外。生物质在炉本体5内燃烧的过程中，伴随着不可遇见的温度波动。但温度较高的气体(包含烟气)将聚集与炉本体5的顶部。第一烟道1在炉本体5的周壁上与炉本体5连接，使得炉本体5内部的气体从炉本体5周壁的位置进入到第一烟道1内。此种设计使得，被充分加热后温度较高的气体被保留在炉本体5内部，避免因为烟气排出造成的炉本体5温度的降低，特别是在炉本体5的尺寸较小的情形下，此种设计给炉本体5内部的温度保持带来的有益效果将更加明显。本申请的发明人通过大量实验发现，炉本体5内部的温度波动将会增加焦油的产生趋势，并且，炉本体5内过低的温度也会使得生物质的不充分燃烧现象更加明显。本申请实施例中的设计，可以显著的解决该问题。

本申请实施例中，第二烟道2与炉本体5的顶部管路连通，能够将炉本体5内的气体引导至第一烟道1，或者能够将第一烟道1内的至少部分气体引导至炉本体5。在第二烟道2将炉本体5中的气体引导至第一烟道1中时，由于第二烟道2中气体的温度较高，使得第二烟道2中的气体能够为第一烟道1中的气体起到加热的作用。避免第一烟道1中的气体的温度从炉本体5流动至第一烟道1后由于温度的骤变，进而避免产生焦油。或者，在第二烟道2将第一烟道1中的气体引导至炉本体5中时，可以将第一烟道1中的烟气重新引导回炉本体5中进行重新加热。此种设计，能够在第一烟道1和炉本体5之间建立气体的循环，降低炉本体5和第一烟道1之间的温度差，避免产生焦油。

本申请实施例中的第一阀3和第二阀4能够分别控制第一烟道1和第二烟道2内的气体流量，进而对第一烟道1和炉本体5之间的气流循环的程度进行调整。第二烟道2中气流方向可通过炉本体5和第一烟道1之间的气压差自动控制，也可一通过气流方向调节装置进行控制。可选地，气流方向调节装置为泵。可选地，气流方向调节装置包括第一泵和第二泵。第一泵用于将第二烟道2内的气流方向调整为由第一烟道1流向炉本体5。第二泵用于将第二烟道2内的气流方向调整为由炉本体5流向第一烟道1。则可通过控制第一泵和第二泵的开关状态，控制第二烟道2内的气流方向。

于本申请一实施例中，第一烟道1包括第一段11和第二段12；第一段11临近于炉本体5设置，并分别与炉本体5和第二段12管路连接，第一段11由与炉本体5管路连接的一端向与第二段12管路连接的一端倾斜向上延伸；第二烟道2与第二段12管路连接。倾斜的角度范围为5°至30°。第一阀3设置于第二段12上。

本申请实施例中，第一段11和第二段12可以为一体设置的结构，也可为单独的两端，通过焊接等操作在两者连接的位置结合为一体。第一段11的角度的设计能够增加气体的第二段12中停留的时间，增加第二段12中的气体的压力，避免由于炉本体5和第一段11之间的温度差异过大，或者炉本体5和第一段11之间的压力差异过大，引起气体在第一烟道1中产生焦油的现象。将第一阀3设置于二段上，能够通过控制第一阀3的开启程度控制烟气在第一烟道1中的流动路径。降低第一阀3的开启程度，能够加剧气体在第一烟道1内的湍流程度，进而增加第一烟道1整体的温度均匀性，避免烟气在第一烟道1内产生焦油。

于本申请一实施例中，低焦油生物质气化炉还包括温度检测装置；温度检测装置设置于炉本体5上，用于检测炉本体5的腔体内的温度；并且，温度检测装置与气流方向调节装置电连接，温度检测装置用于控制气流方向调节装置的工作状态。

本申请实施例中的温度检测装置可包括多个温度检测探头，多个温度检测探头设置于炉本体5内部的不同位置，使得温度检测装置检测到的温度为能够表征炉本体5的平均温度。

温度检测装置对气流方向调节装置的工作状态的控制过程可为：温度检测装置将其检测到的温度信息发送给低焦油生物质气化炉的总控装置，总控装置将接收到的温度信息与预设的温度阈值(例如，第一温度阈值和第二温度阈值)进行比较，确定比较的结果，总控装置将比较的结果转化为相应的控制信号，并将该控制信号发送给气流方向调节装置，气流方向调节装置根据该控制信号进行相应的动作。调节装置根据该控制信号进行的动作，可以为控制第一泵和第二泵的开、关或者开启程度。

于本申请一实施例中，若炉本体5的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则温度检测装置控制气流方向调节装置，使得第二烟道2内的气流由第一烟道1流向炉本体5。炉本体5内的温度低于第一阈值温度的情况，可以发生在低焦油生物质气化炉刚开始作业的情况下，或者向炉本体5中重新添加生物质。此时，第一烟道1内的气体的温度相对于低焦油生物质气化炉外部环境的温度较高，将第一烟道1中的烟气的至少部分重新返回至炉本体5中，能够使得炉本体5中的能量转化过程更快的趋于稳定状态。并且，炉本体5中温度较低的情况下，产生的烟气中焦油的含量也较高，此时将第一烟道1中焦油含量较高的烟气返回至炉本体5，能够使得焦油被充分燃烧。

若炉本体5的腔体内的温度高于预设的第二阈值温度，则温度检测装置控制气流方向调节装置，使得第二烟道2内的气流由炉本体5流向第一烟道1。炉本体5的腔体内的温度高于预设的第二阈值温度时，则说明炉本体5中的生物质已经进入稳定燃烧的状态，此时炉本体5内温度已经较为稳定，将炉本体5内的高温气体通过第二烟道2排入第一烟道1中，使得第一烟道1中的气体被重新加热，避免第一烟道1中的气体产生焦油。

于本申请一实施例中，温度检测装置与第二阀4电连接，温度检测装置用于控制第二阀4的开启程度。若炉本体5的腔体内的温度大于等于预设的第一阈值温度，且小于等于预设的第二阈值温度，则温度检测装置控制第二阀4完全开启。

炉本体5的腔体内的温度大于等于预设的第一阈值温度，且小于等于预设的第二阈值温度时，低焦油生物质气化炉处于生物质燃烧状态趋于稳定的状态。此时需要降低炉本体5内的压力，加快炉本体5内的燃烧进入稳定燃烧状态。本申请实施例中的技术方案在此时，将第二阀4完全打开，增加了烟气从炉本体5中排出的效率，有利于改善炉本体5内的燃烧状态。并且，二烟道中的烟气会进入第一烟道1中，为第一烟道1中的气体重新加热，能够在增加排烟效率的前提下，避免焦油的产生。

于本申请一实施例中，若炉本体5的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则温度检测装置控制第二阀4开启至第二阀4完全开启程度的70％至80％。

本申请实施例中的技术方案，在炉本体5的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度时，炉本体5内的燃烧处于相对不稳定的状态，若向炉本体5内通入较强的气流，将会影响炉本体5内的燃烧状态的改善。特别时针对构成较为复杂的生物质，燃烧状态的波动将明显燃烧状态。本申请实施例的发明人通过大量的实验发现，此时第二阀4开启至第二阀4完全开启程度的70％至80％，能够避免第一烟道1中的气体进入炉本体5时影响炉本体5中的燃烧的现象。

于本申请一实施例中，温度检测装置与第一阀3电连接，温度检测装置用于控制第一阀3的开启程度；

若炉本体5的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则温度检测装置控制第一阀3开启至第一阀3完全开启程度的80％至90％。

本申请实施例中的技术方案，针对第一阀3的开启程度的设计，使得当存在燃烧不充分的隐患时，使得第一烟道1内的烟气能够返回至炉本体5中，通过第一烟道1排出的部分烟气，能够在第一烟道1内停留较长的时间，使得烟气能够起到对第一烟道1加热的作用，调整低焦油生物质气化炉尽快进入稳定工作的状态。

应用本申请实施例提供的低焦油生物质气化炉，至少可以实现如下有益效果：

1)采用本申请实施例提供的低焦油生物质气化炉，对与炉本体连接的烟道进行了设计。本申请实施例中的烟道并非仅仅用于排烟，还用于为烟道和炉本体之间的气体循环设计了通路。若当前燃烧条件对焦油产生较为有利时，则通过烟道以及第一阀、第二阀、气流方向调节装置之间的配合，调整当前的燃烧条件，使得炉本体中的生物质能够充分燃烧。

2)采用本申请实施例提供的低焦油生物质气化炉，通过低焦油生物质气化炉的构成部件之间的配合，即能够实现对生物质的充分气化，并使得该过程中生物质中包含的化学能能够充分的转化为热能。本申请实施例中的低焦油生物质气化炉对加入其中的生物质无特别要求，即使尺寸、形状、成分差距较大的混合类型的生物质，也可通过本申请实施例中的低焦油生物质气化炉进行气化。本申请实施例中的低焦油生物质气化炉具有较高的普适性。

本技术领域技术人员可以理解，本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本申请中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本申请中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种低焦油生物质气化炉，其特征在于，包括：

炉本体，为内部具有腔体的结构，为生物质提供气化空间；

第一烟道，具有管道状结构，第一烟道的进气端在所述炉本体的周向上与与所述炉本体管路连接，第一烟道的排气端与低焦油生物质气化炉的外部环境管路连接；

第二烟道，具有管道状结构，第二烟道的第一端在所述炉本体的顶部与所述炉本体管路连接；第二烟道的第二端在所述第一烟道的进气端和排气端之间与所述第一烟道管路连接；

第一阀，设置于第一烟道上，用于控制第一烟道内的气流量；所述第一阀位于第一烟道的排气端和第二烟道与第一烟道的连接位置之间；

第二阀，设置于第二烟道上，用于控制第二烟道内的气流量；

气流方向调节装置，设置于第二烟道上，用于控制第二烟道内的气流方向。

2.根据权利要求1所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，所述第一烟道包括第一段和第二段；

所述第一段临近于炉本体设置，并分别与所述炉本体和第二段管路连接，所述第一段由与所述炉本体管路连接的一端向与所述第二段管路连接的一端倾斜向上延伸；

所述第二烟道与所述第二段管路连接。

3.根据权利要求2所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，所述倾斜的角度范围为5°至30°。

4.根据权利要求2所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，所述第一阀设置于所述第二段上。

5.根据权利要求1所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，所述低焦油生物质气化炉还包括温度检测装置；

所述温度检测装置设置于所述炉本体上，用于检测所述炉本体的腔体内的温度；

并且，所述温度检测装置与所述气流方向调节装置电连接，所述温度检测装置用于控制所述气流方向调节装置的工作状态。

6.根据权利要求5所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，若所述炉本体的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则所述温度检测装置控制所述气流方向调节装置，使得所述第二烟道内的气流由所述第一烟道流向炉本体；

若所述炉本体的腔体内的温度高于预设的第二阈值温度，则所述温度检测装置控制所述气流方向调节装置，使得所述第二烟道内的气流由所述炉本体流向第一烟道。

7.根据权利要求5所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，所述温度检测装置与所述第二阀电连接，所述温度检测装置用于控制所述第二阀的开启程度。

8.根据权利要求7所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，若所述炉本体的腔体内的温度大于等于预设的第一阈值温度，且小于等于预设的第二阈值温度，则所述温度检测装置控制所述第二阀完全开启。

9.根据权利要求7所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，若所述炉本体的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则所述温度检测装置控制所述第二阀开启至所述第二阀完全开启程度的70％至80％。

10.根据权利要求5所述的低焦油生物质气化炉，其特征在于，所述温度检测装置与所述第一阀电连接，所述温度检测装置用于控制所述第一阀的开启程度；

若所述炉本体的腔体内的温度低于预设的第一阈值温度，则所述温度检测装置控制所述第一阀开启至所述第一阀完全开启程度的80％至90％。