CN101644448A - 智能型秸秆气化炉 - Google Patents

Abstract

智能型秸秆气化炉。是一种利用农业废弃物通过限氧燃烧热解反应转化为可燃气体的上吸式家用气化炉。本发明通过设置脱料探测提示及排湿炉盖系统，增加了炉内燃料的密度，提高了产气效果，且能自动提示加料而不再脱料熄火，对秸秆含水量没有要求；通过燃气多孔导出设置，可获得占总量80％的不含焦油和水分的燃气；为方便拆卸、疏通或更换，本发明设置了外置式可疏通型净化器；通过设置自动防断火进风系统，保证了炉膛内全面均衡燃烧不再偏烧架空，且能及时破碎即将形成的焦炭，确保了连续产气，实现了永不断火的效果；为解决现有气化炉采用普通钢板制作炉膛，在长期的燃烧高温环境下容易氧化剥层以致穿孔的不足，本发明采用了耐火浇注料制作炉膛，延长了气化炉的使用寿命。

Description

智能型秸秆气化炉

所属技术领域

本发明涉及一种利用农业废弃物通过限氧燃烧热解反应转化为可燃气体的气化炉。尤其是上吸式家用气化炉。

背景技术

目前，现有技术中的上吸式气化炉因其结构简单，造价低廉，秸秆资源广泛，又因全球性关注能源危机和因季节性焚烧秸秆等农业废弃物所造成的大气污染问题，党和国家非常重视这项可再生能源的开发利用，鼓励和倡导秸秆能源化，努力实现既节能又环保。但由于现有技术中的气化炉对秸秆干燥度的要求过高，使用中又因无法掌握加料时机而经常脱料熄火，加上焦油处理不清而堵塞管道，还常因炉内架空而断火等诸多因素制约了其推广应用。发明人通过多年来的大量实验，于2008年3月24日递交了申请号为200810084425.X的专利文件，通过反复试验现又在其基础上作出了一些改进和提高。

发明内容

为克服现有的气化炉在使用轻质膨松秸秆燃料时因其密度不够而产气效果不佳，又因无法掌握其加料时机而屡见脱料熄火，还因受阴雨潮湿气候影响使秸秆中含水量过高而无法正常热解产气的不足，本发明所采用的技术方案是：在炉体上设置脱料探测提示及排湿炉盖系统，其主要有带导柱的压料块和装有磁场控制开关的提示器或蜂鸣器以及排湿炉盖部分组合而成；当压料块利用自重均匀的将炉内轻质膨松燃料自然压实时便增加了其密度也促进了及时落料，提高了产气效果；随着燃料的消耗，连接压料块的导柱顶端装有磁块的部分跟随下落到设定位置时就触发了导套外的提示器，即可自动地发出请加料提示或设定的语音；排湿炉盖是上小下大呈圆锥形或圆弧形的，其底部周边插入炉体上口所设置的环形水槽中，当炉膛内正常燃烧时会产生高温对其上部备用燃料前赴后继地进行烘烤，使其中的水分逐渐受热而转化成蒸汽不断地向上挥发至炉盖时(因炉盖与外界空气接触不断散热的因素而形成较大的温差)突遇骤冷而凝结成水珠沿排湿炉盖的斜坡面下滑至环形水槽中，再从溢流管排出炉外，就这样周而复始地只要炉内不脱料，永远保持一定量的底料极限，对秸秆的含水量就没有要求。

为了克服现有的气化炉因其都是从炉体中上部导气，燃气中的焦油和水汽含量过高的不足，本发明所采用的技术方案是：燃气多孔导出设置，经大量实验发现在炉体中上部输出燃气是比较简单易行的常规做法，但焦油和水汽含量也是最高的，而在炉体燃烧高温区输出燃气虽然没有焦油和水分，但因炉内气体得不到正常循环致使渐渐中断产气，而采用所述的燃气多孔导出设置方案却是行之有效的，即分别在燃烧高温区设置燃气导出管(或孔)以及在炉体中上部(高温区以上部位)再设置较小的约占总量20％的导出管(或孔)同时输出就可不影响炉内燃烧循环，能保持稳定正常产气的效果，又可获得占总量80％的不含焦油和水分的燃气。

为了克服现有的气化炉因其净化器都是固定在炉体上一次性焊牢的，无法拆卸和疏通的，日久就会造成堵塞而失去功效的不足，本发明所采用的技术方案是：外置式可疏通型净化器，它可以是一个独立体，方便任意更换、拆卸、疏通清洗或与炉体安装连接，其设置了一大一小的两个管道将炉内含焦油的燃气和高温区只含有灰份的无焦燃气分别同时导入其底部水面，通过水面冷却清洗后的燃气再向上经吸附料干式过滤后成为洁净燃气由洁净燃气输出口送至灶具。

为了克服现有的气化炉因其进风不均匀而偏烧架空，又因无法及时驱除炉膛内的积灰而导致其与焦油混合后在高温的作用下逐渐形成块状焦炭，导致无法产气而断火的不足，本发明所采用的技术方案是：设置自动防断火进风系统，其主要有进风分配室、驱灰破炭头、转轴和轴承、涡轮、蜗杆、小电机和电子控制器、进风管和风机组成；进风分配室为双层圆柱形中空结构，上层小圆和下层大圆的周壁上分别均布有一排呈螺旋角度的吹风孔，上层小圆分管炉膛中心部位供风，下层大圆分管炉膛中心以外的周边部分供风，并且呈旋风状气流，确保炉膛内全面均衡燃烧不再产生偏烧架空现象；驱灰破炭头可以设置成对应的两个也可以是多个，或制成方向盘形的，可以固定在进风分配器上成为一体化旋转的，也可以分体单独靠转轴带动旋转，在炉外电子控制器的操纵下靠小电机的动力带动转轴驱使驱灰破炭头旋转进行自动驱赶灰分并集中至储灰罐，及时破碎即将形成的焦炭，确保了连续产气，实现了永不断火的效果。

为了克服现有的气化炉因采用普通薄钢板制作炉膛，在长期的燃烧高温环境下很快氧化剥层，直至穿孔报废的不足，本发明所采用的技术方案是：设置采用耐火浇注料制作炉膛也可以选用耐磨浇注料制作，或用高铝以及碳化硅耐火材料预制成成型炉膛，以此解决气化炉的炉膛极易锈蚀而提前报废的问题，真正满足气化炉产品能连续使用十年以上的设计效果。

本发明的有益效果是能够自动提示加料，再也不会因无法掌握加料时机而经常脱料熄火了；具备自动排湿功能，对秸秆燃料的干湿度不再有严格要求，即使阴雨季节和潮湿地区也适合推广使用了；通过利用压料块的自重对炉内燃料的自然压实，便简易地增加了轻质膨松燃料的密度，提高了产气效果，从而可使用的燃料来源更广了；自从发现并利用燃气多孔导出设置后，燃气中的焦油和水汽含量只有通常的20％，这相当于为气化炉的推广应用架设了一路绿灯；有了外置式可疏通型净化器，气化炉的使用效果提高，故障率降低，用户可自己动手维护保养了，给用户带来了方便和实用。通过设置自动防断火进风系统，彻底解决了阻碍气化炉发展的技术瓶颈，从此再也不必提起因偏烧架空而断火，因难于清除结块的焦炭而中断产气的问题了，只要按自动提示及时加料，就可确保连续产气永不断火，而且因燃烧区经常搅拌而促进了燃料的燃烧更加充分，产气效果提高，无须人工掏灰，只要每月打开一次储灰罐口盖就会自行滑出；设置采用耐火浇注料替代普通钢板制作炉膛，既能对炉膛内起到保温作用，有利于提高气化效果，更重要的是延长了气化炉使用寿命；通过改进，智能型秸秆气化炉已经趋于成熟，适合节能减排和社会主义新农村建设中的推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的主视剖面构造图。

图2是本发明所述的自动防断火进风系统中的核心部件——进风分配室和驱灰破炭头的组合装置示意图。

图1中1.排烟阀，2.导套，3.提示器，4.磁块，5.排湿炉盖，6.环形水槽，7.炉体，8.导柱，9.压料块，10.耐火浇注料炉膛，11.驱灰破炭头，12.进风分配室，13.储灰罐，14.小电机，15.蜗杆，16.涡轮，17.转轴，18.进风管，19.风机，20.排污口，21.溢流管，22.高温燃气导出口，23.快速接头，24.高温燃气导向管，25.含焦燃气导出口，26.快速接头，27.外置式可疏通型净化器，28.疏通口盖，29.网孔板，30.干式过滤吸附料，31.洁净燃气输出口，32.操作盖，33.溢流管，图2中34.螺旋式进风孔，35.驱灰破炭齿，11.驱灰破炭头，12.进风分配室。

具体实施方式

在图1中，圆柱形炉体(7)的上部设置有上小下大的呈一定坡度的圆锥形的排湿炉盖(5)，其底部周边插入设置于炉口周围的环形水槽(6)中，环形水槽的一侧安装有溢流管(33)，排湿炉盖(5)的中心向上装有稍粗的导套(2)可兼作排气管，其上部可设置排气阀(1)下部可按需要设定的高度固定内置磁场控制开关的提示器(3)，导套内置有连接压料块(9)的较细的导柱(8)，其顶端嵌入磁块(4)，导套与导柱间应留有间隙以利排气，炉体下部连接耐火浇注料炉膛(10)，耐火浇注料炉膛内底部置有进风分配室(12)和驱灰破炭头(11)的组合装置，其依靠转轴(17)穿过炉底连接至蜗轮(16)和蜗杆(15)及小电机和电子控制器(14)，有电子控制器控制其在焦炭尚未形成前就及时旋转进行驱灰破炭和搅拌，由此保障炉膛内无积灰、无结块焦炭且燃烧更充分，产气效果更好，风机(19)通过进风管(18)穿过炉底将空气送入进风分配室(12)；炉体(7)上应设置较小的含焦燃气导出口(25)将炉内燃气导向外置式可疏通型净化器(27)底部的水面，耐火浇注料炉膛(10)的位置也应设置较大的高温燃气导出口(22)连接高温燃气导向管(24)将炉膛内的高温燃气同时输向净化器底部的水面进行冷却清洗；外置式可疏通型净化器(27)的底部应正常保持一定量的清水，其水位高度可以通过设置溢流管(21)进行调节，其底部还应留有便于清理疏通和换水用的排污口(20)，其上部设置有可取出的网孔板(29)，网孔板上可放置干式过滤吸附料用于吸附燃气中的水蒸气及杂质，上口还应设置洁净燃气输出口(31)便于将洁净燃气送往灶具供日常使用；外置式可疏通型净化器的顶端设置有操作盖(32)和与炉体相连接的快速接头(26)和(23)，当需要疏通时揭开操作盖(32)取出干式过滤吸附料(30)后拧开疏通口盖(28)即可用钢筋或铁丝疏通管道，还可以松开快速接头(26)和(23)后从其接口处向左右管道内进行疏通清理，必要时可将排污口(20)打开后用清水从上端操作盖口倒入冲洗。

Claims (7)

1.智能型秸秆气化炉，包括现有技术中上吸式家用气化炉的炉体、排气阀、环形水槽、净化器，其特征是：炉体上设置有脱料探测提示及排湿炉盖系统、燃气多孔导出设置、外置式可疏通型净化器、自动防断火进风系统、浇注料炉膛。

2.根据权利要求1所述的智能型秸秆气化炉，其特征是：脱料探测提示及排湿炉盖系统的排湿炉盖部分应是上小下大呈圆锥形或圆弧形的也可以是棱形的，具有一定坡面的，可冷凝收集炉内潮湿燃料因受热蒸发上升的水汽并沿斜坡面下滑至其底部周边水槽内的。

3.根据权利要求1所述的智能型秸秆气化炉，其特征是：脱料探测提示及排湿炉盖系统的排湿炉盖中心向上设置有导套和内置导柱向下连接至压料块的，是利用压料块自重在将轻质膨松的燃料自然压实的同时实施探测所设定的炉内燃料余量极限的，导套外固定有内置磁场控制开关的提示器或蜂鸣器，导柱内顶端装入了磁块，在炉内燃料不足时可自动发出提示音的。

4.根据权利要求1所述的智能型秸秆气化炉，其特征是：燃气多孔导出设置应是在炉体燃烧高温区和燃烧高温区以上部位分别设置一个或多个管或孔将炉内燃气同时导出的。

5.根据权利要求1所述的智能型秸秆气化炉，其特征是：外置式可疏通型净化器是设置两个或两个以上的管道将炉内输出的含焦油和灰分的燃气分别导入净化器的；净化器中上部同时还设置有便于更换的干式过滤吸附料的，输气管接头可以拆装能与炉体轻易离合以便更换或疏通清洗的燃气净化装置。

6.根据权利要求1所述的智能型秸秆气化炉，其特征是：自动防断火进风系统应是将其中的进风分配室和驱灰破炭头的组合装置设置于炉膛燃烧高温区的，在电子控制器的操纵下依靠炉外小电机的动力通过从炉体底部穿进炉膛的转轴的驱动下旋转的，用于自动驱灰破炭和进风的联合装置；进风分配室与驱灰破炭头可以组合为一体的，也可将进风分配室固定于底部，把驱灰破炭头设置其顶面上，通过转轴的驱动实施旋转；还可以将进风分配室设于炉膛周壁以外形成环形风道通过进风管或进风孔向炉内供风的，驱灰破炭头也可改变形状后设置于炉膛底部燃烧高温区单独旋转的。

7.根据权利要求1所述的智能型秸秆气化炉，其特征是：浇注料炉膛应是在炉体内燃烧高温区的周壁和底部采用耐火浇注料或耐磨浇注料制作成的炉膛，也可以是用高铝和碳化硅耐火材料预制而成的成型炉膛。

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