CN101812327B - 下吸式焦油二次裂解生物质气化炉 - Google Patents
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Abstract
下吸式焦油二次裂解生物质气化炉，它涉及一种下吸式生物质气化炉。针对下吸式气化炉焦油含量高，与水、灰、炭等结合后堵塞管道，影响气化炉稳定运行问题。内炉筒的下端设置在灰仓内，活动炉排设置在还原室内的下方，耐火层与内炉筒之间设有燃气二次裂解室，内炉筒的下端外壁与耐火层内壁之间形成燃气二次裂解室入口，进气管的一端穿过炉膛缩口上方的外炉筒的侧壁、保温层、耐火层、燃气二次裂解室和内炉筒侧壁与炉膛相通，另一端与封堵螺纹连接，封堵的侧壁上设有多个进气孔，出气管穿过外炉筒的侧壁、保温层、耐火层与燃气二次裂解室相通。本发明可实现燃气中焦油在高温区内二次裂解，大幅度降低可燃气体中焦油的含量，满足农村居民用气需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种下吸式生物质气化炉，属于生物质能源利用技术领域。
背景技术
生物质气化技术是利用气化装置将生物质等在缺氧状态下进行高温热解产生可燃气体，经冷却净化可以用于家庭炊事、工业发电等。目前，气化炉分为固定床和流化床两种类型，现有技术中最为常见的是固定床气化炉。固定床气化炉具有结构简单、造价低廉、操作容易、燃料范围广等优点。固定床气化炉主要有上吸式和下吸式两种结构形式。无论采用哪种形式气化炉均存在焦油含量高，与水、灰、炭等结合后堵塞管道，影响气化炉稳定运行，且浪费能源的问题。而焦油含量高的问题一直是阻碍气化炉发展的瓶颈。通常采取的办法是外加净化装置，如授权公告号为CN 2486552Y、授权公告日为2002年4月17日、名称为《家用小型下吸式秸秆气化炉》的实用新型专利。然而单纯靠净化装置除焦难度较大，成本会大幅提高，而且净化装置清焦困难，污染环境。目前下吸式气化炉通常是燃气一次通过高温热解区和还原室，然后输出炉体，因停留时间较短，大多气化炉焦油裂解效果不甚理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种下吸式焦油二次裂解生物质气化炉，以解决采用下吸式气化炉存在焦油含量高，与水、灰、炭等结合后堵塞管道，影响气化炉稳定运行，且浪费能源的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的下吸式焦油二次裂解生物质气化炉包括清灰门、活动炉排总成、多个进气管、封堵、出气管、内炉筒、外炉筒、炉盖、耐火层和保温层；内炉筒设置在外炉筒内，外炉筒的下端封闭，外炉筒为圆柱形筒，内炉筒的内腔为炉膛，内炉筒由上至下依次由上圆柱形筒、上圆台形筒、下圆台形筒和下圆柱形筒组成，上圆台形筒和下圆台形筒的小直径端面对接形成炉膛缩口，上圆柱形筒的下端面与上圆台形筒的大直径端面对接，下圆柱形筒的上端面与下圆台形筒的大直径端面对接，上圆柱形筒的内腔为料仓，上圆台形筒的内腔为高温热解区，下圆台形筒的内腔与下圆柱形筒的内腔为还原室，内炉筒的上端为进料口，外炉筒与内炉筒之间的环腔内由里至外依次设置有耐火层和保温层，保温层内壁的下端设有台肩，耐火层的下端设置在保温层内壁的台肩上，耐火层、保温层、外炉筒和内炉筒的上端均平齐，炉盖设置在外炉筒的上端面上，内炉筒的下端面与外炉筒的下端面之间的空腔为灰仓，外炉筒的侧壁上设有与灰仓相通的清灰口，清灰口处安装有清灰门；内炉筒的下端设置在灰仓内，活动炉排总成中的活动炉排设置在还原室内的下方，耐火层与内炉筒之间设有腔室，该腔室为燃气二次裂解室，燃气二次裂解室的上端封闭，内炉筒的下端外壁与相对应的耐火层的内壁之间形成燃气二次裂解室入口，燃气二次裂解室的形状与内炉筒侧壁的形状相同，每个进气管的一端穿过炉膛缩口上方的外炉筒的侧壁、保温层、耐火层、燃气二次裂解室和内炉筒的侧壁与炉膛相通，每个进气管的另一端装在设置在外炉筒外部的封堵内且二者螺纹连接，封堵的侧壁上设有多个进气孔，出气管位于进气管的上方，出气管的一端设置在外炉筒的外部，出气管的另一端穿过外炉筒的侧壁、保温层和耐火层与燃气二次裂解室相通。
本发明的有益效果是：一、本发明结合常规下吸式气化炉原理，在高温热解区（温度约900-1000℃）产生的可燃气体经过还原室（温度约600℃）可实现焦油的一次裂解；在此基础上再通过燃气二次裂解室经高温加热后实现焦油的二次裂解。燃气经燃气二次裂解室入口180°转弯，实现燃气中固体颗粒的惯性分离。所产的可燃气中焦油、烟尘含量大幅降低，水、灰、炭等结合后不堵塞管道，气化炉能保证稳定运行，能源利用率高。二、进气管与封堵螺纹连接，封堵的侧壁上设有多个进气孔，这样可以调节进入炉膛内的空气流量，通过调节输入炉膛内的空气量的大小来改变气化的速率。三、料仓体积大，燃气出口位置高，可实现燃气二次裂解室中的燃气对燃料的烘焙，充分利用燃气显热。四、本发明燃料范围广，针对散装、块状、棒状生物质燃料均有良好的气化效果。
附图说明
图1是本发明的主视剖面图，图2是本发明的实施例1的主视结构示意图，图3是本发明的实施例2的主视结构示意图，图4是封堵4和进气管6装配在一起的主视剖面图（二者完全旋合在一起），图5是封堵4和进气管6装配在一起的主视剖面图（二者未完全旋合在一起），图6是活动炉排2和炉排摇杆轴24装配在一起的俯视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1及图4-图6说明，本实施方式的下吸式焦油二次裂解生物质气化炉包括清灰门1、活动炉排总成2、多个进气管6、封堵7、出气管8、内炉筒、外炉筒10、炉盖11、耐火层14和保温层15；内炉筒设置在外炉筒10内，外炉筒10的下端封闭，外炉筒10为圆柱形筒，内炉筒的内腔为炉膛，内炉筒由上至下依次由上圆柱形筒9、上圆台形筒25、下圆台形筒30和下圆柱形筒21组成，上圆台形筒25和下圆台形筒30的小直径端面对接形成炉膛缩口22，上圆柱形筒9的下端面与上圆台形筒25的大直径端面对接，下圆柱形筒21的上端面与下圆台形筒30的大直径端面对接，上圆柱形筒9的内腔为料仓16（可实现仓内燃料的烘焙，降低出口燃气温度，提高热量利用率），上圆台形筒25的内腔为高温热解区5，下圆台形筒30的内腔与下圆柱形筒21的内腔为还原室4，内炉筒的上端为进料口12，外炉筒10与内炉筒之间的环腔内由里至外依次设置有耐火层14和保温层15，保温层15内壁的下端设有台肩，耐火层14的下端设置在保温层15内壁的台肩上，耐火层14、保温层15、外炉筒10和内炉筒的上端均平齐，炉盖11设置在外炉筒10的上端面上，内炉筒的下端面与外炉筒10的下端面之间的空腔为灰仓20，外炉筒10的侧壁上设有与灰仓20相通的清灰口，清灰口处安装有清灰门1；内炉筒的下端设置在灰仓20内，活动炉排总成中的活动炉排2设置在还原室4内的下方，耐火层14与内炉筒之间设有腔室，该腔室为燃气二次裂解室17，燃气二次裂解室17的上端封闭，内炉筒的下端外壁与相对应的耐火层14的内壁之间形成燃气二次裂解室入口19（燃气二次裂解室入口19为内炉筒的内壁向下延伸经180°转弯后形成，可实现燃气中固体颗粒的惯性分离，经过二次高温裂解后，燃气中的焦油实现二次转化为可燃气体，提高燃气热值），燃气二次裂解室17的形状与内炉筒侧壁的形状相同，每个进气管6的一端穿过炉膛缩口22上方的外炉筒10的侧壁、保温层15、耐火层14、燃气二次裂解室17和内炉筒的侧壁与炉膛相通，每个进气管6的另一端装在设置在外炉筒10外部的封堵7内且二者螺纹连接，封堵7的侧壁上设有多个进气孔23，出气管8位于进气管6的上方，出气管8的一端设置在外炉筒10的外部，出气管8的另一端穿过外炉筒10的侧壁、保温层15和耐火层14与燃气二次裂解室17相通。如此设置，可实现燃气中焦油在高温区内二次裂解，大幅度降低可燃气体中焦油含量，再结合简单的净化装置，可得到较洁净的生物质气化气体，满足农村居民用气需要。
具体实施方式二：结合图1和图6说明，本实施方式的活动炉排总成由活动炉排2、炉排摇杆3、密封圈18和炉排摇杆轴24组成；炉排摇杆轴24的一端穿过外炉筒10的侧壁、保温层15、耐火层14和内炉筒的侧壁与活动炉排2固接，炉排摇杆轴24的另一端与设置在外炉筒10外面的炉排摇杆3的一端固接，炉排摇杆轴24与炉排摇杆3垂直设置，密封圈18装在炉排摇杆轴24上且与外炉筒10的外壁相靠。如此设置，炉排摇杆轴24通过密封圈18实现与外炉筒的密封；通过转动炉排摇杆3实现炉排的活动，进而实现清除炉排上灰渣的目的。其它与实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明，本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是：本实施方式的气化炉还包括环形水槽13；环形水槽13设置在外炉筒10的上端面上，炉盖11设置在环形水槽13内，炉盖11的横截面为圆形。如此设置，炉盖实现水封，有良好的密封效果。且圆形的炉盖也可将生物质受热蒸发出的水蒸汽冷凝收集到密封环形水槽，故对生物质的水份含量没有太高要求。
实施例1：结合图2说明，本实施例是本发明的气化炉应用的一个具体实例，经炉内壁高温区加热实现了燃气中焦油二次裂解，由出气管8输出低焦油燃气，经简易净化装置26净化后，再经抽气泵27输送至用户28。其它与实施方式一、二或三相同。
实施例2：结合图3说明，本实施例是本发明的气化炉应用的一个具体实例，经炉内壁高温区加热实现了燃气中焦油二次裂解，由出气管8输出低焦油燃气，经简易净化装置26净化输送至用户28。风机29将空气经进气管6鼓入炉内，炉盖11设置在环形水槽13内实现水封，燃气被迫沿具体实施方式一路线从出气管8输出。
使用时，首先打开炉盖11，向料仓16内投入点火底料，打开清灰门1，当点火成功后，加入生物质燃料并压实，密封清灰门1，炉盖11在环形水槽13（内装有水）内实现水封。鼓风机29将空气送到进气管6内，通过调整封堵7与进气管6的旋接长度调节输入空气量的大小，燃料经烘焙后在高温热解区5内高温燃烧裂解，燃气向下通过600℃左右的还原室4实现焦油一次裂解，然后经活动炉排2向下，经180°转弯后进入燃气二次裂解室入口19，进而进入燃气二次裂解室17，经炉内壁高温区加热实现焦油的二次裂解，最后经出气管8输出低焦油燃气，经简易净化装置26后输送至用户28。使用过程中可摇动炉排摇杆3实现灰渣落入灰仓20，炉排摇杆轴24靠近外炉筒10的外壁处设有密封圈18以防漏气。当灰仓20内灰满时打开清灰门1清灰，同时可通过出气管8反吹实现燃气二次裂解室17清灰。
Claims (3)
1.一种下吸式焦油二次裂解生物质气化炉，所述气化炉包括清灰门（1）、活动炉排总成、多个进气管（6）、封堵（7）、出气管（8）、内炉筒、外炉筒（10）、炉盖（11）、耐火层（14）和保温层（15）；内炉筒设置在外炉筒（10）内，外炉筒（10）的下端封闭，外炉筒（10）为圆柱形筒，内炉筒的内腔为炉膛，内炉筒由上至下依次由上圆柱形筒（9）、上圆台形筒（25）、下圆台形筒（30）和下圆柱形筒（21）组成，上圆台形筒（25）和下圆台形筒（30）的小直径端面对接形成炉膛缩口（22），上圆柱形筒（9）的下端面与上圆台形筒（25）的大直径端面对接，下圆柱形筒（21）的上端面与下圆台形筒（30）的大直径端面对接，上圆柱形筒（9）的内腔为料仓（16），上圆台形筒（25）的内腔为高温热解区（5），下圆台形筒（30）的内腔与下圆柱形筒（21）的内腔为还原室（4），内炉筒的上端为进料口（12），外炉筒（10）与内炉筒之间的环腔内由里至外依次设置有耐火层（14）和保温层（15），保温层（15）内壁的下端设有台肩，耐火层（14）的下端设置在保温层（15）内壁的台肩上，耐火层（14）、保温层（15）、外炉筒（10）和内炉筒的上端均平齐，炉盖（11）设置在外炉筒（10）的上端面上，内炉筒的下端面与外炉筒（10）的下端面之间的空腔为灰仓（20），外炉筒（10）的侧壁上设有与灰仓（20）相通的清灰口，清灰口处安装有清灰门（1）；其特征在于：内炉筒的下端设置在灰仓（20）内，活动炉排总成中的活动炉排（2）设置在还原室（4）内的下方，耐火层（14）与内炉筒之间设有腔室，该腔室为燃气二次裂解室（17），燃气二次裂解室（17）的上端封闭，内炉筒的下端外壁与相对应的耐火层（14）的内壁之间形成燃气二次裂解室入口（19），燃气二次裂解室（17）的形状与内炉筒侧壁的形状相同，每个进气管（6）的一端穿过炉膛缩口（22）上方的外炉筒（10）的侧壁、保温层（15）、耐火层（14）、燃气二次裂解室（17）和内炉筒的侧壁与炉膛相通，每个进气管（6）的另一端装在设置在外炉筒（10）外部的封堵（7）内且二者螺纹连接，封堵（7）的侧壁上设有多个进气孔（23），出气管（8）位于进气管（6）的上方，出气管（8）的一端设置在外炉筒（10）的外部，出气管（8）的另一端穿过外炉筒（10）的侧壁、保温层（15）和耐火层（14）与燃气二次裂解室（17）相通。
2.根据权利要求1所述的下吸式焦油二次裂解生物质气化炉，其特征在于：活动炉排总成由活动炉排（2）、炉排摇杆（3）、密封圈（18）和炉排摇杆轴（24）组成；炉排摇杆轴（24）的一端穿过外炉筒（10）的侧壁、保温层（15）、耐火层（14）和内炉筒的侧壁与活动炉排（2）固接，炉排摇杆轴（24）的另一端与设置在外炉筒（10）外面的炉排摇杆（3）的一端固接，炉排摇杆轴（24）与炉排摇杆（3）垂直设置，密封圈（18）装在炉排摇杆轴（24）上且与外炉筒（10）的外壁相靠。
3.根据权利要求1或2所述的下吸式焦油二次裂解生物质气化炉，其特征在于：所述气化炉还包括环形水槽（13）；环形水槽（13）设置在外炉筒（10）的上端面上，炉盖（11）设置在环形水槽（13）内，炉盖（11）的横截面为圆形。
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- 2010-04-22 CN CN2010101528026A patent/CN101812327B/zh active Active
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