CN203639423U - 生物质气化炉 - Google Patents

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Abstract

生物质气化炉，包括带有保温层的炉壳，炉壳的上方设有进料口并配有水封盖；在炉壳内设有料仓，料仓的上端口与进料口相连通，在料仓的下部内侧依次设有锥形停料区和气化区；所述的气化区包括气化筒，在气化筒与料仓之间形成空气进入腔，空气进入腔通过管路与炉壳的外侧相连通；在气化筒的上方周边排列有进风孔，在气化筒的下方周边排列有燃气排出孔，在气化筒的底部设有支撑箅，气化筒侧面设有通向炉壳外侧的点火门；在料仓下部外侧罩有燃气罩壳，燃气罩壳与料仓之间形成燃气腔；燃气罩壳的上部侧面设有燃气排出口，燃气排出口接管路并伸至炉壳的外侧，同时依次连接燃气处理设备和风机的进风口。结构简单，制造成本低，生产的燃气质量好，热值高。

Description

生物质气化炉
技术领域
本实用新型涉及一种气化炉，特别是一种生物质气化炉，主要是利用包括木材、农作物秸秆、谷物壳、树枝树叶等生物质作为原料进行气化生产燃气或利用该气化炉为用户提供热源。
背景技术
目前气化炉所产的燃气含有大量的杂质，特别是焦油含量较多，使用前必须对燃气进行二次裂解和净化处理，辅助设备复杂庞大，不但设备成本高，燃气的热值也不理想。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、产出的燃气无焦油成分且热值高、在负压状态下生产燃气的生物质气化炉，克服现有技术的不足。
本实用新型的生物质气化炉，包括带有保温层的炉壳，炉壳的上方设有进料口并配有水封盖；
在炉壳内设有料仓，料仓的上端口与进料口相连通，在料仓的下部内侧依次设有锥形停料区和气化区；所述的气化区包括气化筒，在气化筒与料仓之间形成空气进入腔，空气进入腔通过管路与炉壳的外侧相连通；在气化筒的上方周边排列有进风孔，在气化筒的下方周边排列有燃气排出孔，在气化筒的底部设有支撑箅，气化筒的侧面设有通向炉壳外侧的点火门；
在料仓的下部外侧罩有燃气罩壳，燃气罩壳与料仓之间形成燃气腔；燃气罩壳的上部侧面设有燃气排出口，燃气排出口接管路并伸至炉壳的外侧，同时依次连接燃气处理设备和风机的进风口。
本实用新型的生物质气化炉，其中所述的锥形停料区为圆台状，圆台的上部大端口直径D与料仓的内径相同，上部大端口直径D与下部小端口直径d之间的差等于圆台的高。
本实用新型的生物质气化炉，其中在燃气罩壳与炉壳之间形成水腔，所述的炉壳内侧位于水腔处设有罩板，罩板与炉壳之间形成燃烧腔，在燃烧腔内设有火头，火头沿炉壳圆周均匀分布多个，各火头通过绕在炉壳外侧的环形燃气分管与所述风机的出口相连通；风机的进风口还连接有进风管；各火头上方罩板处接烟气排管，各烟气排管在炉壳内侧相连通并经烟气总管伸至炉壳的外侧；在炉壳上设有热水汽出口；所述的水腔连接进水管。
本实用新型的生物质气化炉，其中所述的火头包括环状的火头体，在火头体的内侧形成环形的火头内腔，火头体的内侧壁上排列有燃烧孔，在火头体的下部中心处接有燃气进管，燃气进管向下伸出炉壳的外侧并与所述的环形燃气分管相连通，环形燃气分管通过支架支撑在炉壳的外侧。
本实用新型的生物质气化炉，其中所述的燃气处理设备包括旋风分离器、脱水器和过滤器；
所述的旋风分离器包括旋风筒，所述的燃气排出口通过燃气第一连接管与旋风筒的内腔沿上部切线方向连通，旋风筒的下部呈锥形并设有旋风分离器排渣闸门；
所述的脱水器包括脱水器壳体，在脱水器壳体内设有燃气折返隔板，下部设有脱水器排渣闸门；
所述的过滤器包括过滤器壳体，在过滤器壳体内设有过滤燃气的填料，过滤器壳体的下部呈锥形并底端设有过滤器排渣闸门，侧面设有过滤器进口，在过滤器壳体内位于过滤器进口处设有阻挡板，过滤器壳体上方设有与风机的进风口相连通的过滤器出口；
旋风筒的内腔与脱水器壳体一端的脱水器进口之间通过燃气第二连接管连通，脱水器另一端的脱水器出口与过滤器壳体下部侧面的过滤器进口之间通过燃气第三连接管连通；
本实用新型的生物质气化炉，其中所述的旋风筒外侧设有旋风分离器外壳，在旋风分离器外壳与旋风筒之间形成旋风分离器水腔，所述的烟气总排管通过换热器与换热器上的烟气外排管相连通，换热器上的低温水进口通过换热器和上部连接管与旋风分离器水腔相连通，旋风分离器水腔通过下部连接管与所述的水腔相连通；
本实用新型的生物质气化炉，其中所述的脱水器壳体内侧下部位于两端设有对称的倾斜设置的斜挡板；所述的填料为碎块状农作物秸秆，并位于网包内；所述的炉壳上设有温度显示仪表、水位显示仪、压力显示仪表及压力安全阀；在炉壳的上方进料口的周边设有密封水槽，所述的水封盖***所述的密封水槽内。
本实用新型的生物质气化炉与现有技术相比整体结构简化，设备的制造成本低，生物质原料在料仓内自上而下逐步升温，完成了干燥、裂解、气化等过程，产出的燃气含杂少，无焦油成分，无需后序复杂的二次裂解和净化设备，燃气的热值高，本气化炉不但可生产燃气，还可利用产出的燃气为用户提供热水或蒸汽，一炉多用。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式的结构示意图；
图2是图1所示的M处的局部放大示意图；
图3是图1所示的K处的局部放大示意图。
具体实施方式
如图1、2、3所示：3为炉壳，在炉壳3的外侧包覆有保温层。
炉壳3的上方设有进料口21并配有水封盖20。在炉壳3的上方进料口21的周边设有环形密封水槽1，水封盖20的周边有向下的侧面，该侧面***密封水槽1内。运行时，在环形密封槽1内注入有水，进料后将水封盖20盖好，通过水进行密封。
在炉壳3内设有筒状立式料仓4，料仓4的上端口与进料口21相连通并与炉壳3焊接固定。
在料仓4的下部内侧依次设有锥形停料区和气化区。其中锥形停料区为圆台状，圆台的上部大端口直径D与料仓4的内径相同，上部大端口直径D与下部小端口直径d之间的差等于圆台的高。气化区包括与锥形停料区相连接的气化筒16，在气化筒16与料仓4之间形成空气进入腔15，空气进入腔15通过空气进管18和空气控制阀17与炉壳3的外侧相连通。在气化筒16的上方周边排列有进风孔55。在气化筒16的下方周边排列有燃气排出孔58。在气化筒16的底部设有三根平行的支撑箅57。气化筒16的侧面设有通向炉壳3外侧的点火门60，点火门60的端口配有门盖59，门盖59与点火门60之间通过转轴连接并设锁销或锁紧挂钩或锁紧螺栓。
在料仓4的下部外侧罩有燃气罩壳6，燃气罩壳6与料仓4之间形成燃气腔14，燃气腔14环绕在料仓4的外侧。燃气罩壳6的上部侧面连接有燃气排出口29，燃气排出口29伸至炉壳3的外侧并接燃气第一连接管28。
燃气第一连接管28连接燃气处理设备和风机50的进风口。其中燃气处理设备包括旋风分离器、脱水器和过滤器。
旋风分离器包括旋风筒33，燃气第一连接管28与旋风筒33的内腔沿上部切线方向连通，旋风筒33的下部呈锥形并设有用于排出杂质的旋风分离器排渣闸门32。
脱水器包括脱水器壳体36，在脱水器壳体36内设有燃气折返隔板39，下部设有脱水器排渣闸门38。脱水器壳体36内侧下部位于两端设有对称的倾斜设置的斜挡板37。脱水器壳体36的一端设有脱水器进口35，另一端设有脱水器出口40。
过滤器包括过滤器壳体45，在过滤器壳体45内设有过滤燃气的填料43。过滤器壳体45的下部呈锥形并底端设有排放杂物的过滤器排渣闸门53。侧面设有过滤器进口54，在过滤器壳体45内位于过滤器进口54处设有折弯状的阻挡板42。过滤器壳体45上方固定连接有过滤器盖46，过滤器盖46中心处设有过滤器出口47，过滤器出口47通过三通49与风机50的进风口相连通。三通49接空气流量调整阀48。填料43为碎块状农作物秸秆，并通过填料网44包裹后置于支撑件52上，支撑件52位于过滤器壳体45内下部锥形部分的上方。风机50的出风口接燃气第四连接管51。
旋风筒33的内腔与脱水器壳体36一端的脱水器进口35之间通过燃气第二连接管27连通，脱水器另一端的脱水器出口40与过滤器壳体45下部侧面的过滤器进口54之间通过燃气第三连接管41连通。
在燃气罩壳6与炉壳3之间形成水腔5，炉壳3内侧位于水腔5处设有罩板8，罩板8与炉壳3之间形成燃烧腔10，在燃烧腔10内设有火头，火头沿炉壳3圆周均匀分布四个，各火头通过绕在炉壳3外侧的环形燃气分管13相连通，环形燃气分管13与燃气第四连接管51通过控制阀相连通。每个火头上方罩板8处接烟气排管7，第个烟气排管7在炉壳3内侧两两连通后接烟气总管22，烟气总管22伸至炉壳3的外侧。在炉壳3上设有热水汽出口2。
火头包括环状的火头体11，在火头体11的内侧形成环形的火头内腔63，火头体11的内侧壁上排列有燃烧孔62。在火头体11的下部中心处接有燃气进管12，燃气进管12向下伸出炉壳3的外侧并与环形燃气分管13相连通，环形燃气分管13通过支架61支撑在炉壳3的外侧。在炉壳3上位于火头处设有火头盖9。
旋风筒33外侧设有旋风分离器外壳34，在旋风分离器外壳34与旋风筒33之间形成旋风分离器水腔30。烟气总排管22通过换热器24与换热器24上的烟气外排管25相连通，换热器24上的低温水进口23通过换热器24和上部连接管26与旋风分离器水腔30相连通，旋风分离器水腔30通过下部连接管31与水腔5相连通。
炉壳3上安装有压力显示仪表64、压力安全阀65、温度显示仪表66及水位显示仪。炉壳3的下方侧面设有用于除杂的底门19。
由于运行开始时点火时间短，并不能产生燃气，因此在风机50的出风口与燃气第四连接管51之间接第一阀门67，在风机50的出风口与烟气外排管25之间通过管路接第二阀门68和第三阀门69。开始点火时关闭第一阀门67，打开第二阀门68，关闭第三阀门69，使开始产出的气体由风机50经第二阀门68排出，点火后正常运行时关闭第二阀门68，打开第一阀门67和第三阀门69。
工作过程如下：
如图1：本实用新型的气化炉可直接生产出燃气，将原料包括木材、农作物秸秆、谷物壳、树枝树叶等生物质切碎，形成块状，只要能顺利自进料口21投入到料仓4内即可，将料仓4内腔、停料区及气化区内腔填满。打开门盖59，通过点火门60将气化筒16内的的生物质点燃，关闭门盖59，开启风机50，关闭空气流量调整阀48，风机50的运行可使整个气化炉处于负压工作状态，打开空气控制阀17，空气自空气进管18进入空气进入腔15内，在风机50的作用下空气自进风孔55进入气化筒16的内部的气化腔56，原料通过在料仓4内部自上至下完成加温干燥、裂解、气化和还原过程，在裂解区产生焦油、水蒸汽和炭，气化区产生二氧化碳、氢气和炭，在还原区产生一氧化碳、氢气、CH4CmHn形成燃气。由于自气化筒16内排出的燃气在进入燃气腔14时突然容积放大，因此在气化筒16的下端部形成了惰性区，在惰性区内燃气中的杂质颗粒会自动向下运动，达到在此除杂过滤的目的。燃气经燃气排出口58进入燃气腔14内，再经燃气排出口29和燃气第一连接管28进入旋风筒33内，并沿旋风筒33内腔向下旋转，燃气中的部分颗粒杂质以撞击沉降下方，堆积一定量时可通过旋风分离器排渣闸门32排出。燃气再由燃气第二连接管27进入脱水器壳体36内，在脱水器壳体36内部经过燃气折返隔板39的几次折返后经燃气第三连接管41进入过滤器壳体45的下部，燃气在脱水器壳体36内完成了脱焦、脱水、脱灰的过程，产生的杂物可定期通过脱水器排渣闸门38排出。进入过滤器壳体45的燃气首先撞击在阻挡板42上，使其中的杂物再次沉降，然后向上经过支撑件52和填料43过滤，变成清洁、无焦油、热值高的燃气，最后经过过滤器出口47和三通49进入风机50，再由风机50的出口和燃气第四连接管51送出。原料在料仓4内从上到下连续下行，料仓4的上部为干燥区，中部为裂解区，下部为停料区和气化区，其中干燥区温度为100-300℃，裂解区温度为400-800℃，停料区及气化区的温度为900-1200℃。
利用本气化炉生产热水过程如下：低温进水管23(冷水管)与***的回水相接，热水汽出口2与***的供水相接，低温进水管23通过换热器24与上部连接水管26连通并充满了介质水，旋风分离器水腔30、下部连接水管31、水腔5均充满了介质水，燃气第四连接管51通过阀门与燃气分配管13连通，将产生的燃气送至火头体11内的火头内腔63处，经火头燃烧可对水腔5内的水进行加热，热水可通过热水汽出口2供出。在此过程中低温水在换热器24内可与烟气排管7和烟气总排管22排出的热烟气进行换热，以提高低温水的温度，低温水经过旋风分离器水腔30时，也可在此进一步换热，提高了进入水腔5内介质水的温度。
利用本气化炉生产蒸汽时在水腔5的上部留有一部分空间即可，火头加热水介质后在水腔5的上方产生蒸汽，蒸汽自热水汽出口2排出，为用户提供了热源。
本气化炉整体结构简化，设备的制造成本低，生物质原料在料仓内自上而下逐步升温，完成了干燥、裂解、气化等过程，产出的燃气含杂少，无焦油成分，无需后序复杂的二次裂解和净化设备，燃气的热值高，本气化炉不但可生产燃气，还可利用产出的燃气为用户提供热水或蒸汽，一炉多用。

Claims (7)

1.一种生物质气化炉，包括带有保温层的炉壳(3)，炉壳(3)的上方设有进料口(21)并配有水封盖(20)；
其特征在于：在炉壳(3)内设有料仓(4)，料仓(4)的上端口与进料口(21)相连通，在料仓(4)的下部内侧依次设有锥形停料区和气化区；所述的气化区包括气化筒(16)，在气化筒(16)与料仓(4)之间形成空气进入腔(15)，空气进入腔(15)通过管路与炉壳(3)的外侧相连通；在气化筒(16)的上方周边排列有进风孔(55)，在气化筒(16)的下方周边排列有燃气排出孔(58)，在气化筒(16)的底部设有支撑箅(57)，气化筒(16)的侧面设有通向炉壳(3)外侧的点火门(60)；
在料仓(4)的下部外侧罩有燃气罩壳(6)，燃气罩壳(6)与料仓(4)之间形成燃气腔(14)；燃气罩壳(6)的上部侧面设有燃气排出口(29)，燃气排出口(29)接管路并伸至炉壳(3)的外侧，同时依次连接燃气处理设备和风机(50)的进风口。
2.根据权利要求1所述的生物质气化炉，其特征在于：所述的锥形停料区为圆台状，圆台的上部大端口直径D与料仓(4)的内径相同，上部大端口直径D与下部小端口直径d之间的差等于圆台的高。
3.根据权利要求2所述的生物质气化炉，其特征在于：在燃气罩壳(6)与炉壳(3)之间形成水腔(5)，所述的炉壳(3)内侧位于水腔(5)处设有罩板(8)，罩板(8)与炉壳(3)之间形成燃烧腔(10)，在燃烧腔(10)内设有火头，火头沿炉壳(3)圆周均匀分布多个，各火头通过绕在炉壳(3)外侧的环形燃气分管(13)与所述风机(50)的出口相连通；风机(50)的进风口还连接有空气流量调整阀(48)；各火头上方罩板(8)处接烟气排管(7)，各烟气排管(7)在炉壳(3)内侧相连通并经烟气总管(22)伸至炉壳(3)的外侧；在炉壳(3)上设有热水汽出口(2)；所述的水腔(5)连接进水管。
4.根据权利要求3所述的生物质气化炉，其特征在于：所述的火头包括环状的火头体(11)，在火头体(11)的内侧形成环形的火头内腔(63)，火头体(11)的内侧壁上排列有燃烧孔(62)，在火头体(11)的下部中心处接有燃气进管(12)，燃气进管(12)向下伸出炉壳(3)的外侧并与所述的环形燃气分管(13)相连通，环形燃气分管(13)通过支架(61)支撑在炉壳(3)的外侧。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的生物质气化炉，其特征在于：所述的燃气处理设备包括旋风分离器、脱水器和过滤器；
所述的旋风分离器包括旋风筒(33)，所述的燃气排出口(29)通过燃气第一连接管(28)与旋风筒(33)的内腔沿上部切线方向连通，旋风筒(33)的下部呈锥形并设有旋风分离器排渣闸门(32)；
所述的脱水器包括脱水器壳体(36)，在脱水器壳体(36)内设有燃气折返隔板(39)，下部设有脱水器排渣闸门(38)；
所述的过滤器包括过滤器壳体(45)，在过滤器壳体(45)内设有过滤燃气的填料(43)，过滤器壳体(45)的下部呈锥形并底端设有过滤器排渣闸门(53)，侧面设有过滤器进口(54)，在过滤器壳体(45)内位于过滤器进口(54)处设有阻挡板(42)，过滤器壳体(45)上方设有与风机(50)的进风口相连通的过滤器出口(47)；
旋风筒(33)的内腔与脱水器壳体(36)一端的脱水器进口(35)之间通过燃气第二连接管(27)连通，脱水器另一端的脱水器出口(40)与过滤器壳体(45)下部侧面的过滤器进口(54)之间通过燃气第三连接管(41)连通。
6.根据权利要求5所述的生物质气化炉，其特征在于：所述的旋风筒(33)外侧设有旋风分离器外壳(34)，在旋风分离器外壳(34)与旋风筒(33)之间形成旋风分离器水腔(30)，所述的烟气总排管(22)通过换热器(24)与换热器(24)上的烟气外排管(25)相连通，换热器(24)上的低温水进口(23)通过换热器(24)和上部连接管(26)与旋风分离器水腔(30)相连通，旋风分离器水腔(30)通过下部连接管(31)与所述的水腔(5)相连通。
7.根据权利要求6所述的生物质气化炉，其特征在于：所述的脱水器壳体(36)内侧下部位于两端设有对称的倾斜设置的斜挡板(37)；所述的填料(43)为碎块状农作物秸秆，并位于网包内；所述的炉壳(3)上设有温度显示仪表、水位显示仪、压力显示仪表及压力安全阀；在炉壳(3)的上方进料口(21)的周边设有密封水槽(1)，所述的水封盖(20)***所述的密封水槽(1)内。
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