CN103436299B - 一种生物质燃气反应发生炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质燃气反应发生炉，包括第一反应炉，包括第一容器，第一容器内设有止燃器，上端部设有冷却水入口、下端部与循环水管相通，第一容器的上端部设有进料口，下端部设有炭出口，上端部、下端部设有燃气出口与燃气输出管道连通，下部设有燃烧头；第二反应炉，包括第二容器，第二容器内设有第二止燃器，上端部设有第二冷却水入口、炭入口，下部设有炉渣出口，上端部设有第三燃气出口与燃气输出管道连通，下部设有第二燃烧头；炭出口通过输送器与炭入口连通。本发明设置第一、第二反应炉，将生物质燃料分解出的炭进一步与水反应生成水煤气，有效提高了生物质燃料的热值，减少了废气和废渣的排放，具有高能、高效、清洁环保的优点。

Description

一种生物质燃气反应发生炉
技术领域
本发明涉及燃气发生炉，特别是一种生物质燃气反应发生炉。
背景技术
生物质燃料包括植物材料和动物废料等有机物质在内的燃料，特别是来源于农业资源和工业加工的包括农业生产和加工中废弃的各类能源植物，如秸秆、稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣、棉籽壳、木屑、竹屑等，以及城市有机固体废弃物，如居民生活垃圾、商业服务业垃圾等，这些废弃物相对集中，容易收集处理，可作为生物质燃料使用。
目前市面上的现有设备，对生物质燃料的利用率低，大型设备对气体处理装置庞大，而且对生物质燃料利用后所产生的焦油难处理，对环境造成二次污染。尤其是易对本身设备的输气管路造成堵塞，使其无法正常长期运转，也对附属设备造成连带影响，使其使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种高能、高效、清洁环保的生物质燃气反应发生炉。
本发明的目的是通过下述的技术方案来实现的：
一种生物质燃气反应发生炉，包括
第一反应炉，包括常压密闭的第一容器，第一容器内设有第一止燃器，第一容器的上端部设有第一冷却水入口、下端部与循环水管相通，第一容器的上端部设有进料口，下端部设有炭出口，上端部设有第一燃气出口、下端部设有第二燃气出口与燃气输出管道连通；第一容器内腔的下部设有第一燃烧头，第一燃烧头旁边的第一容器壁上设有第一空气入口；
第二反应炉，包括常压密闭的第二容器，第二容器内设有第二止燃器，第二容器的上端部设有第二冷却水入口、炭入口，下部设有炉渣出口，上端部设有第三燃气出口与燃气输出管道连通；第二容器内腔的下部设有第二燃烧头，第二燃烧头旁边的第二容器壁上设有第二空气入口；
所述的炭出口通过第二输送器与炭入口连通。
第一止燃器与第二止燃器结构相同，以第一止燃器为例，第一止燃器包括第一止燃器电机、拨叉和螺旋杆，所述的拨叉为X字形拨叉，螺旋杆设置在拨叉的中部，拨叉与第一止燃器电机连接。
设有破碎机，破碎机上设有原料入口，破碎机的出口通过第一输送器与进料口连接。
所述第一容器的中部设有环形通气道与第一空气入口连通，环形通气道上设有多个空气出口与第一容器内腔相通。
所述的燃气输出管道上设有分离水蒸气与燃气的水气分离器，水气分离器上设有水泵，水泵与循环水管连接，循环水管上设有电控水开关，其中第一电控水开关控制第一容器的下端部冷却水出口，第二电控水开关控制破碎机冷却水入口，第三电控水开关控制破碎机冷却水出口，第四电控水开关控制进入第一容器的第一冷却水入口，第五电控水开关控制第二容器的第二冷却水入口，水气分离器内设有水限位传感器。
第二容器内设有炭护栅，炭护栅与炉渣出口之间设有第三输送器。
所述第一容器内腔的上部和下部分别设有第一温度传感器和第二温度传感器。
所述第一容器内腔的上部设有第一物料限位传感器，第一物料限位传感器包括第一物料上限位传感器和第一物料下限位传感器，下部设有第二物料限位传感器。
所述第二容器内腔的上部设有第三温度传感器。
所述第二容器内腔的上部设有第三物料限位传感器，第三物料限位传感器包括第三物料上限位传感器和第三物料下限位传感器，下部设有第四物料限位传感器。
还包括控制系统，所述的第一温度传感器、第二温度传感器、第一物料上限位传感器、第一物料下限位传感器、第二物料限位传感器、第三温度传感器、第三物料上限位传感器、第三物料下限位传感器、第四物料限位传感器与控制系统连接；所述的第一电控水开关、第二电控水开关、第三电控水开关、第四电控水开关、第五电控水开关、水限位传感器与控制系统连接；控制系统与破碎机电机、第一输送器电机、第一风机、第一止燃器电机、炭出口电机、第二输送器电机、第二止燃器电机、水泵、第二风机、第三输送器连接。
本发明的第一反应炉为生物质炭化炉，第二反应炉为燃气发生炉，在第一反应炉内对生物质燃料进行初步干馏、分解、生产初级燃气，在第二反应炉内进行炭与水反应，根据C+H2O=CO+H2，生成CO和H2可燃性气体。在第一容器和第二容器上端设置冷水喷头，为上喷水冷法，是为了在炉内就把生物质燃料反应时所产生的焦油、飞灰滤除，降低燃气出口温度，防止焦油气化，同时提供了与炭发生反应的水。容器内设置的止燃器，可避免生物质燃料在高温下结块形成空腔，产生废气CO2使反应无法正常进行，还可避免过高的温度气化焦油混入可燃气，堵塞管路，降低产气率。
本发明通过设置第一、第二反应炉，将生物质燃料分解出的炭进一步与水反应生成水煤气，充分利用了资源，有效提高了生物质燃料的热值，同时也减少了废气和废渣的排放，减少了对环境的污染。本发明具有高能、高效、清洁环保的优点。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例中第一止燃器的结构示意图；
图3为实施例中控制系统与发生炉的方框连接示意图。
图中，1.第一容器2.第一止燃器2-1.拨叉2-2.螺旋杆3.第一冷却水入口4.进料口5.第一输送器6.破碎机7.原料入口8.循环水管9.外供水入口10.第一燃气出口11.燃气输出管道12.炭入口13.水气分离器14.第三燃气出口15.第二冷却水入口16.第三温度传感器17.第二止燃器18.第三物料上限位传感器19.第三物料下限位传感器20.第二容器21.炭护栅22.第二空气入口23.第四物料限位传感器24.第三输送器25.炉渣出口26.第二输送器27.第一温度传感器28.第一物料上限位传感器29.第一物料下限位传感器30.环形通气道31.第二物料限位传感器32.第二燃气出口33.第二温度传感器34.炭出口35.第一空气入口36.第一风机37.第一输送器电机38.破碎机电机39.第一电控水开关40.第二电控水开关41.第三电控水开关42.第一止燃器电机43.第四电控水开关44.第五电控水开关45.第二输送器电机46.第二止燃器电机47.水泵48.水限位传感器49.第二风机50.炭出口电机51.第一燃烧头52.第二燃烧头53.控制系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
参照图1-图3，一种生物质燃气反应发生炉，包括
第一反应炉，包括常压密闭的第一容器1，第一容器1内设有第一止燃器2，第一容器1的上端部设有第一冷却水入口3、下端部与循环水管8相通，第一容器1的上端部设有进料口4，下端部设有炭出口34，上端部设有第一燃气出口10、下端部设有第二燃气出口32与燃气输出管道11连通；第一容器内腔的下部设有第一燃烧头51，第一燃烧头51旁边的第一容器壁上设有第一空气入口35；
第二反应炉，包括常压密闭的第二容器20，第二容器20内设有第二止燃器17，第二容器20的上端部设有第二冷却水入口15、炭入口12，下部设有炉渣出口25，上端部设有第三燃气出口14与燃气输出管道11连通；第二容器内腔的下部设有第二燃烧头52，第二燃烧头52旁边的第二容器壁上设有第二空气入口22；
所述的炭出口34通过第二输送器26与炭入口12连通。
第一止燃器2与第二止燃器17结构相同，如图2所示，以第一止燃器2为例，第一止燃器2包括第一止燃器电机42、拨叉2-1和螺旋杆2-2，所述的拨叉2-1为X字形拨叉，螺旋杆2-2设置在拨叉2-1的中部，拨叉2-1与第一止燃器电机42连接。止燃器能避免生物质燃料在高温下结块形成空腔，产生废气CO2使反应无法正常进行，还可避免过高的温度气化油脂混入可燃气，堵塞管路，降低产气率。
设有破碎机6，破碎机6上设有原料入口7，破碎机6的出口通过第一输送器5与进料口4连接。
所述第一容器1的中部设有环形通气道30与第一空气入口35连通，环形通气道30上设有多个空气出口与第一容器1内腔相通。
所述的燃气输出管道11上设有分离水蒸气与燃气的水气分离器13，使输出的燃气纯净，水气分离器13上设有水泵47，水泵47与循环水管8连接，循环水管8上设有电控水开关，其中第一电控水开关39控制第一容器1的下端部冷却水出口，第二电控水开关40控制破碎机6冷却水入口，第三电控水开关41控制破碎机6冷却水出口，第四电控水开关43控制进入第一容器1的第一冷却水入口3，第四电控水开关43设置在第一冷却水入口3与外供水入口9之间，第五电控水开关44控制第二容器20的第二冷却水入口15，水气分离器13内设有水限位传感器48。
第二容器20内设有炭护栅21，炭护栅21与炉渣出口25之间设有第三输送器24。
第一输送器5、第二输送器26、第三输送器24为管式螺旋输送器，起到输送物料、避免物料飞洒、对反应炉起密闭作用。
破碎机6上设有循环水出口与循环水管8连通，破碎机6可用混合搅拌机、筛选机代替。
所述第一容器1内腔的上部和下部分别设有第一温度传感器27和第二温度传感器33。
所述第一容器1内腔的上部设有第一物料限位传感器，第一物料限位传感器包括第一物料上限位传感器28和第一物料下限位传感器29，下部设有第二物料限位传感器31。
所述第二容器20内腔的上部设有第三温度传感器16。
所述第二容器20内腔的上部设有第三物料限位传感器，第三物料限位传感器包括第三物料上限位传感器18和第三物料下限位传感器19，下部设有第四物料限位传感器23。
如图3所示，还包括控制系统53，所述的第一温度传感器27、第二温度传感器33、第一物料上限位传感器28、第一物料下限位传感器29、第二物料限位传感器31、第三温度传感器16、第三物料上限位传感器18、第三物料下限位传感器19、第四物料限位传感器23与控制系统53连接；所述的第一电控水开关39、第二电控水开关40、第三电控水开关41、第四电控水开关43、第五电控水开关44、水限位传感器48与控制系统53连接；控制系统53与破碎机电机38、第一输送器电机37、第一风机36、第一止燃器电机42、炭出口电机50、第二输送器电机45、第二止燃器电机46、水泵47、第二风机49、第三输送器24连接。
工作时，生物质颗粒进入原料入口7，破碎机6与水混合，由第一输送器5输送破碎后的生物质燃料进入第一反应炉进料口4，将生物质燃料输送至第一反应炉中，第一风机36驱动空气从第一空气入口35将空气输送至第一反应炉环形通气道30进入第一反应炉与生物质燃料燃烧反应，燃烧所产生的热量对生物质燃料进行初步干馏分解成CO、H2、CO2、甲烷等。分解后所产生的气体经第一温度传感器27根据所检测到的信号传至控制系统53，控制系统53发出电信号控制第二电控水开关40、第三电控水开关41、第四电控水开关43和第一风机36来控制第一容器1内的温度。第一物料限位传感器和第二物料限位传感器31根据所检测到的物料信号传至控制系统53，由控制系统53发出电信号控制第一输送器电机37、破碎机电机38来调节进入第一容器1的物料供给量。第二温度传感器33根据所检测到的信号传至控制系统53，控制系统53发出电信号控制第一电控水开关39控制出口炭34温度。第三物料限位传感器根据所检测到的信号传至控制系统53，控制系统53发出电信号控制第二输送器电机45来控制进入第二容器20的炭供给量。第三温度传感器16根据所检测到的信号传至控制系统53，控制系统53发出电信号控制第五电控水开关44和第二风机49来控制第二容器20内的温度。第四物料限位传感器23根据所检测到的信号传至控制系统53，控制系统53发出电信号控制第三输送器24决定排渣量。
现有技术只是分解生物质，会产生更多的二氧化碳，没有对生物质燃料产生的炭进行进一步的生产可燃气的处理，不但浪费了资源，还对环境造成污染。本申请能高效地分解生物质燃料和原料，对城市的有机垃圾包括动物残骸、油脂等也有很好的处理效果，特别是通过第一反应炉对生物质燃料分解后产生的炭进行进一步的处理，对生物质已不是纯粹的利用率，而是进一步利用生物质中的炭成分与水发生反应生成更为清洁的水煤气，充分利用了资源，有效提高了生物质燃料的热值，同时也大大地减少了废气和废渣的排放，减少了对环境的污染。

Claims (7)

1.一种生物质燃气反应发生炉，其特征在于：包括
第一反应炉，包括常压密闭的第一容器，第一容器的上端部设有第一冷却水入口、下端部与循环水管相通，第一容器的上端部设有进料口，下端部设有炭出口，上端部设有第一燃气出口、下端部设有第二燃气出口与燃气输出管道连通；第一容器内腔的下部设有第一燃烧头，第一燃烧头旁边的第一容器壁上设有第一空气入口；
第二反应炉，包括常压密闭的第二容器，第二容器的上端部设有第二冷却水入口、炭入口，下部设有炉渣出口，上端部设有第三燃气出口与燃气输出管道连通；第二容器内腔的下部设有第二燃烧头，第二燃烧头旁边的第二容器壁上设有第二空气入口；
所述的炭出口通过第二输送器与炭入口连通；
所述的第一容器内设有第一止燃器；
所述的第二容器内设有第二止燃器；
所述的第一止燃器包括第一止燃器电机、拨叉和螺旋杆，所述的拨叉为X字形拨叉，螺旋杆设置在拨叉的中部，拨叉与第一止燃器电机连接。
2.根据权利要求1所述的生物质燃气反应发生炉，其特征在于：设有破碎机，破碎机上设有原料入口，破碎机的出口通过第一输送器与进料口连接。
3.根据权利要求1所述的生物质燃气反应发生炉，其特征在于：所述第一容器的中部设有环形通气道与第一空气入口连通，环形通气道上设有多个空气出口与第一容器内腔相通。
4.根据权利要求1所述的生物质燃气反应发生炉，其特征在于：第二容器内设有炭护栅，炭护栅与炉渣出口之间设有第三输送器。
5.根据权利要求1所述的生物质燃气反应发生炉，其特征在于：设有水泵与循环水管连接，循环水管上设有电控水开关，其中第一电控水开关控制第一容器的下端部冷却水出口，第二电控水开关控制破碎机冷却水入口，第三电控水开关控制破碎机冷却水出口，第四电控水开关控制进入第一容器的第一冷却水入口，第五电控水开关控制第二容器的第二冷却水入口，燃气输出管道上设有水气分离器，水气分离器内设有水限位传感器。
6.根据权利要求1所述的生物质燃气反应发生炉，其特征在于：所述第一容器内腔的上部和下部分别设有第一温度传感器和第二温度传感器；
所述第一容器内腔的上部设有第一物料限位传感器，第一物料限位传感器包括第一物料上限位传感器和第一物料下限位传感器，下部设有第二物料限位传感器；
所述第二容器内腔的上部设有第三温度传感器；
所述第二容器内腔的上部设有第三物料限位传感器，第三物料限位传感器包括第三物料上限位传感器和第三物料下限位传感器，下部设有第四物料限位传感器。
7.根据权利要求1所述的生物质燃气反应发生炉，其特征在于：还包括控制系统，第一温度传感器、第二温度传感器、第一物料上限位传感器、第一物料下限位传感器、第二物料限位传感器、第三温度传感器、第三物料上限位传感器、第三物料下限位传感器、第四物料限位传感器与控制系统连接；第一电控水开关、第二电控水开关、第三电控水开关、第四电控水开关、第五电控水开关、水限位传感器与控制系统连接；控制系统与破碎机电机、第一输送器电机、第一风机、第一止燃器电机、炭出口电机、第二输送器电机、第二止燃器电机、水泵、第二风机、第三输送器连接。
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