CN103146430A - 生物质动态气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种供热设备，即一种生物质动态气化炉，其特点是：炉体(1)内炉膛(2)之前设有储热室(3)，储热室(3)内设有多个吸热块(4)，储热室(3)上方设有燃气管(5)。送风管(8)穿过储热室(3)进入炉膛(2)，炉膛(2)内壁是由多个圆弧面圆滑连接而成的曲面，炉膛(2)内壁开有连通储热室(3)和炉膛(2)的输热口(10)，炉膛(2)内送风管(8)的上侧开有负压口(11)，负压口(11)一侧有压风片(16)。炉体(1)外面送风管(8)上方接通燃料输送管(6)。风机(7)的进风口分别与进气管(14)和吸烟管(9)相连，进气管(14)和吸烟管(9)上设有开关(15)。其有益效果是：储热室储存大量热能，燃料和助燃风通过储热室得到预热。炉膛烟气经风机循环，使炉膛保持稳定的裂解条件。燃料随风进入炉膛后在上下旋转的动态中裂解，裂解均匀。未燃尽的燃料被吸回送风管，反复喷出裂解，气化更加充分。

Description

生物质动态气化炉

技术领域

本发明涉及一种供热设备，即一种生物质动态气化炉。

背景技术

生物质气化是使农作物秸秆及杂草碎木等燃料在气化炉内缺氧燃烧，裂解出可燃气体，再把可燃气体输出燃烧。秸秆气化热效率高，排放少，显著的提高了燃料的利用率，对于替代煤炭，节约能源，保护环境，解决农村秸秆处理难题，提高农民收入，都具有重要的作用。可是，气化炉具的缺氧程度很不好控制，低则达不到裂解温度，高则造成提前燃烧，不能取得燃气，都不能发挥气化的作用。据调查，目前，除了部分大型秸秆气化设备以外，现有的中小型秸秆气化设备大都存在着上述问题。观察发现，上述问题的原因是：秸秆粉碎后放入炉内，在相对静止的状态下点燃，秸秆的空隙很小而且不均，妨碍氧气的供应。此外，现有炉具的结构不利于热量的积累，往往是点燃的局部达到了裂解温度，而整个炉膛的温度则很低，因而燃点不能顺利的蔓延，容易熄灭，导致燃气量不稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种炉内燃料空隙适度而且均匀，炉内温度高，秸秆燃料能够充分有序的气化，产气量稳定，便于使用的秸秆动态气化炉。

上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种生物质动态气化炉，包括炉体、炉膛和风机，风机的送风管从炉体一侧进入炉膛。其特点是：所说的炉体内炉膛之前设有储热室，储热室内设有多个吸热块，储热室上方设有燃气管。所说的送风管穿过储热室进入炉膛，送风管进入炉膛所经过的炉膛内壁和送风管端口所对的炉膛内壁，以及送风管上方的炉膛内壁，由多个圆弧面圆滑连接形成连续的圆拱形曲面，炉膛内壁在送风管进入一侧开有连通储热室和炉膛的输热口，炉膛内送风管的上侧开有负压口，助燃风先经过的负压口一侧边缘下方设有斜向弯折的压风片。炉体外面送风管上方接通燃料输送管。风机的进风口分别与进气管和吸烟管相连，进气管和吸烟管上设有开关。

所说的吸烟管进入炉膛的一端装有滤烟罩。

所说的滤烟罩的入口端设有过滤网。

所说的滤烟罩是由板材沿阿基米德螺线盘卷的螺线筒，螺线筒两端封闭，下方设有进烟口，进烟口上设有多片挡片，螺线筒的中心筒与吸烟管相连接。

所说的输热口开在炉膛内壁的送风管进入处。

所说的送风管在负压口处断开。

所说的炉体的外围设有水套，水套设有出水管和回水管，出水管和回水管与用热器的两端相接。

所说的炉膛在送风管进入一侧的内壁内侧设有滤挡筛，滤挡板由多片挡板对接而成，各个挡板之间留有间隙。

所说的送风管的出口端上侧装有竖立且回折的阻风板。

所说的炉膛或储热室接出一支测试管，测试管的另一端设有带阀门的微型点火头。

本发明的有益效果是：储热室储存大量热能，送风管通过储热室，燃料和助燃风得到预热，利于炉温积累。炉膛烟气经风机循环，既可向炉内送入热风，又可以保持炉膛的缺氧状态，使炉膛保持稳定的裂解条件。燃料随风进入炉膛后在上下旋转的动态中裂解，不易堆积，利于供氧，裂解均匀。未燃尽的燃料被吸回送风管，反复喷出裂解，气化更加充分。显著改善了秸秆气化炉具的性能，达到了节煤、环保、充分利用农作物秸秆和增加农民收入的目的。

附图说明

图1是第一种实施例的主视图；

图2是第一种实施例的俯视图；

图3是第一种实施例的部件风机的一种工作状态图；

图4是第一种实施例的部件风机的另一种工作状态图；

图5是第一种实施例的部件送风管的主视图；

图6是第二种实施例的部件送风管的主视图；

图7是第三种实施例的主视图；

图8是第三种实施例的部件螺线筒的主视图；

图9是第三种实施例的部件螺线筒的左视图；

图10是第四种实施例的主视图；

图11是第五种实施例的主视图；

图12是第六种实施例的主视图。

图中可见：炉体1，炉膛2，储热室3，吸热块4，燃气管5，燃料输送管6，风机7，送风管8，吸烟管9，输热口10，负压口11，滤烟罩12，过滤网13，进气管14，开关15，压风片16，螺线筒17，进烟口18，挡片19，中心筒20，水套21，出水管22，回水管23，滤挡筛24，挡板25，清灰孔26，阻风板27，测试管28，微型点火头29，观察口30。

具体实施方式

第一种实施例：如图1、2所示，这种秸秆动态气化炉的炉体1里面有炉膛2和储热室3。储热室3内设有多个吸热块4，吸热块4是由耐火砖等耐热吸热部件。储热室3上方设有燃气管5，可以直接安放锅灶，也可以向外接出燃气管道。炉体1的外面设有风机7和送风管8，送风管8上方接通燃料输送管6。送风管8穿过储热室3和炉膛2的内壁进入炉膛2，炉膛2的内壁两侧为平面，其余上下前后四面内壁，即送风管8所经过的内壁和送风管8端口所对的炉膛内壁，以及送风管8上方的炉膛内壁，是由多个圆弧面圆滑连接，形成连续的接近闭合的圆拱形曲面。炉膛2内壁在送风管8进入处开有输热口10，输热口10连通储热室3。结合图3图4可见，风机7的进风口上设有两个管，一个是与大气相通的进气管14，另一个与炉膛相通吸烟管9，两个管上设有开关15。吸烟管9进入炉膛的一端装有滤烟罩12，滤烟罩12的入口端设有过滤网13。结合图5可见，送风管8进入炉膛2的一段上侧开有负压口10，在负压口10助燃风先经过的一侧边缘设有向后下方斜向弯折的压风片12。

工作时，先将秸秆切成小段，装入燃料管6，开动风机7，并拧动开关15，打开进气管14，新鲜空气即可进入炉膛2，同时燃料随助燃风吹送到炉膛2内并点燃。由于炉膛2内壁为圆滑弧面，助燃风打入后顺壁面上下旋转，秸秆燃料也随风旋转燃烧。送风管8里面的助燃风在经过负压口10的时候，其上部气流被压风片12阻挡而向下流动，加快了下部的风速，同时也在负压口10上下形成了一个负压区。这样，一部分旋转燃烧的燃料和气流被吸入负压区，再次从送风管8抛出再次进行旋转燃烧。当炉温达到秸秆的裂解温度时，即可适当关闭进气管14的进风量，同时加大吸烟管9的开度，炉膛内的烟气被吸到风机7，再由风机打入炉膛2，这样，炉膛2内不断有风进入，但氧气的含量却增加很少，可以使炉内燃料在持续飞转中稳定的裂解。同时，另一部分燃料和气流从输热口9流出进入储热室3，由于储热室3里面有许多吸热块4，燃料反复触碰吸热块4而再次裂解，最后形成燃气从燃气管5送到用热场所。此外，在燃气发生量比较稳定的情况下，可以关闭风机，使炉内燃料在静态下裂解，直到气量降低时，再开启风机。

大量实验证明，经过上述过程，秸秆的气化率比现有同类气化炉提高10一15％，而且燃气发生量稳定可控，使用难度大幅降低，能够适应普通农户或小规模用热场所的需求，具备了推广应用的条件。

第二种实施例：如图6所示，这种炉具与前一实施例的结构基本一样，所不同的是送风管在负压口10处断开，这应当属于负压口10的一种极端的形式。实验证明，送风管在负压口10处适当的断开的效果更好，而且便于制造安装。

第三种实施例：如图7所示，这种炉具与前两种实施例的结构基本一致，只是吸烟管12进入炉膛2一端所接的滤烟罩12是一个螺线筒17。结合图8图9可见，螺线筒17是由板材沿阿基米德螺线盘卷而成，螺线筒两端封闭，当然也可以与炉膛两侧的内壁相接而封闭，螺线筒17下方设有进烟口18，进烟口18上设有多片挡片19，螺线筒17的中心筒20与吸烟管9相连接。

工作中，当需要进行烟气循环时，在风机的吸引下，烟气从进烟口18进入筒内，而燃料则被挡片19挡在筒外，烟气经螺线旋转进入中心管，烟气的大部热量通过螺线筒留在炉膛内，仅保留一定热量的热风再通过吸风管9进入风机，再由风机打入炉膛。这样，既可以防止烟气中的可燃气体在风机当中燃烧，又可向炉膛打入热风，维持炉膛内的裂解温度，保证裂解的稳定进行。

第四种实施例：如图7所示，这种炉具与前两种实施例的结构基本一致，只是外面加装了水套21，水套21是由两层壁板构成的一个装水的空腔，上部设有出水管22，下部设有回水管23，出水管22和回水管23分别与用热器两端连接，构成闭合的热交换回路，把炉内的热能传递到用热场所。

第五种实施例：如图11所示，炉膛2在送风管8进入一侧的内壁内侧设有滤挡筛24，滤挡筛24由多片挡板25搭连而成，各个挡板25之间留有间隙。这种滤挡筛24的作用是把没有燃尽的燃料阻拦下来，由于挡板25的温度很高，燃料触及挡板后可以进一步燃烧，没有烧尽的燃料再落到负压口10，重新打出燃烧。而大部分热气流则从挡板25之间的间隙流出，从输热口9进入储热室3。这里的输热口9与前例的结构也不太一样，炉膛2的内壁与送风管8相连，送风管8的下方空间与炉膛2和储热室3相连通，相当于输热口9，说明输热口9的形式也可以是多种多样的。

此外，图中的送风管的出口端上侧装有竖立且回折的阻风板19。其作用是阻挡没有进入负压口10的燃料和气流，迫使其回流进入负压口9再次喷出燃烧，防止这部分燃料下落而增加残留。

正常情况下，这种炉具没有灰分残留，但在使用不合理或出现故障时，还可能出现灰分。为此，在炉体1的下面设有清灰孔26，清灰孔26上粗下细呈锥状，内有浮球，平时浮球下落，关闭锥孔，清灰时用炉钩上推浮球，灰烬即可落下。

第六种实施例：如图12所示，在炉膛或储热室接出一支测试管28，测试管28的另一端设有带阀门的微型点火头29。图中的点火头29处于炉体1燃气罩的观察口30下面，作用是在用火之前，先打开阀门，点燃微型点火头29，点火头很小，点燃后状如蜡头，可以观察炉内的燃气生成和储备情况，并且针对情况采取措施，通过加氧或者加燃料，调整炉内产气条件。这个微型点火29头燃气量很小，可以连续长时间点燃，随时观察燃气情况。也可以在上面加设水壶等器皿，有效利用这部分燃气。

实验证明，这套观察装置，可以替代造价昂贵的炉温传感器及多种测试仪器，通过目测就可以了解炉内的情况，便于人为调控，也可以采用其他自动控制措施，保证炉具的正常运行，避免目前中小型民用气化炉具存在的燃气情况难以掌握，盲目操作，低温或过烧的问题。

Claims (10)

1.一种生物质动态气化炉，包括炉体(1)、炉膛(2)和风机(7)，风机(7)的送风管(8)从炉体(1)一侧进入炉膛(2)，其特征在于：所说的炉体(1)内炉膛(2)之前设有储热室(3)，储热室(3)内设有多个吸热块(4)，储热室(3)上方设有燃气管(5)，所说的送风管(8)穿过储热室(3)进入炉膛(2)，送风管(8)进入炉膛(2)所经过的炉膛(2)内壁和送风管(8)端口所对的炉膛(2)内壁，以及送风管(8)上方的炉膛(2)内壁，是由多个圆弧面圆滑连接形成连续的圆拱形曲面，炉膛(2)内壁在送风管(8)进入一侧开有连通储热室(3)和炉膛(2)的输热口(10)，炉膛(2)内送风管(8)的上侧开有负压口(11)，助燃风先经过的负压口(11)一侧边缘下方设有斜向弯折的压风片(16)，炉体(1)外面送风管(8)上方接通燃料输送管(6)，风机(7)的进风口分别与进气管(14)和吸烟管(9)相连，进气管(14)和吸烟管(9)上设有开关(15)。

2.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所说的吸烟管(9)进入炉膛(2)的一端装有滤烟罩(12)。

3.根据权利要求2所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所说的滤烟罩(12)的入口端设有过滤网(13)。

4.根据权利要求2所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所示的滤烟罩(12)是由板材沿阿基米德螺线盘卷的螺线筒(17)，螺线筒(17)两端封闭，下方设有进烟口(18)，进烟口(18)上设有多片挡片(19)，螺线筒(17)的中心筒(20)与吸烟管(9)相连接。

5.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所说的输热口(10)开在炉膛(2)内壁的送风管(8)进入处。

6.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所说的送风管(8)在负压口(11)处断开。

7.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所说的炉体(1)的外围设有水套(21)，水套(21)设有出水管(22)和回水管(23)，出水管(22)和回水管(23)与用热器的两端相接。

8.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所说的炉膛(2)在送风管(8)进入一侧的内壁内侧设有滤挡筛(24)，滤挡板由多片挡板(25)对接而成，各个挡板(25)之间留有间隙。

9.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所说的送风管(8)的出口端上侧装有竖立且回折的阻风板(27)。

10.根据权利要求1所述的生物质动态气化炉，其特征在于：所说的炉膛(2)或储热室(3)接出一支测试管(28)，测试管(28)的另一端设有带阀门的微型点火头(29)。

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