CN105542864A - 一种生物质碎料密实气化装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质碎料密实气化装置及方法。将秸秆切成30-50毫米段落，直接进入料仓，由螺旋给料杆向炉内推入，经过密封锥体入口被压缩，起到了给料的同时密封炉内煤气不外泄的作用。密实螺旋组件向下输送秸秆碎料，经过主体内壳底部成倒锥体，炉排作支撑压实秸秆碎料，形成满足气化工艺要求的料层。主体下部炉排分为活动炉排和固定炉排，在保证气化剂畅通供给，活动炉排由油缸及传动组件拉动活动炉排往复动作，将秸秆灰刮下落到风箱底部，由除灰机排出。产生的煤气在装置内由下向上从出气口送到用户。

Description

一种生物质碎料密实气化装置及方法
技术领域
本发明涉及一种生物质碎料密实气化装置及方法，属生物质气化领域。
背景技术
目前，市场现有的生物质气化方法，有固定床气化炉分上吸式、下吸式，不能大型化，只适应生物质颗粒料和玉米芯，气化成本高，不适应大量的秸秆，由于秸秆物料轻飘，在密封情况下，交替加料时，料难以落下，经常出现膨料现象，即使加入气化炉内料间空隙太大，形不成气化的工艺层次，在炉内直接燃烧无法实现气化目的；流化床气化炉只适应粒径均匀的稻壳，且气化效率较低40％以下，也不能适应大量秸秆；至今在市场上没有规模性、连续性的秸秆气化装置在运行，导致农村秸秆无法消化，就地焚烧污染环境。
发明内容
本发明针对上述不足，提供一种生物质碎料密实气化装置及方法，将秸秆切段成30-50毫米，直接加入该装置气化，适应所有农作物秸秆物料，可大型化，气化效率高，气化工艺简洁，运行成本低，该装置可长年连续稳定的气化运行。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
第一步，将秸秆切成30-50毫米碎料或者粉碎，直接进入料仓，由螺旋给料机向炉内推入，经过密封锥体入口被压缩，起到了给料的同时密封炉内煤气不外泄的作用，为了防止料仓膨料，给料减速机轴的另一端设有主动皮带轮，带动从动皮带轮及拨料桨旋转，拨动料仓里的料连续下落。
第二步，密实螺旋减速机组件，通过固定在支架上轴套和固定在主体上盖的下轴套定位，带动密实螺旋轴旋转，螺旋叶通过螺旋叶支撑板焊接在螺旋轴上为一体一同旋转，向下输送秸秆碎料，主体内壳底部成倒锥体直径向下逐渐缩小与密实螺旋叶配合，活动炉排固定炉排作支撑压实秸秆碎料，形成满足气化工艺要求的料层。(密实螺旋组件，可采用液压缸组件或者采用机械组件用于压实主体内秸秆碎料)。
当密实螺旋轴与下轴套相对旋转是有间隙的，主体内正压气化必有泄露，为防止煤气外泄，由焊接在主体上盖上的水封槽外套、水封槽内套形成水槽内有水，与焊接在密实螺旋轴上的钟罩的立桶部分侵在水中一体旋转，起到在旋转中密封的作用。
第三步，主体内加满秸秆碎料后，由主体下部设置的均布3个点火孔组件，均匀把主体内秸秆碎料点燃后，打开出口上设置的放散管排放烟气，同时打开自然通风阀，待煤气质量好时关闭放散管和自然通风阀，用点火孔盖将点火孔封死避免漏气。
第四步，然后启动鼓风机吹起止回阀板，空气与汽包蒸汽管蒸汽在气化剂管里混合后，进入气化装置底部风箱作为气化剂，其蒸气来源于利用装置内秸秆气化过程的余热加热水夹套产生的蒸气，在汽包集聚能量后，经汽包蒸气管送到炉底部。
第五步，产生的煤气在装置内，通过密实螺旋叶外径与主体内壳的间隙和密实螺旋叶内径与密实螺旋轴的间距上行，经过出气口送至用户。
第六步，主体内下部设有由角钢连接板组成的两扇炉排，一扇固定在支撑工字钢上为固定炉排，一扇落在固定炉排上的滑板上，气化工作常态时活动炉排与固定炉排的角钢交错放置，防止自然落灰落料破坏气化层，同时又能保证气化剂畅通均匀的通过进入装置内供气化用，活动炉排靠两侧的固定轨道、定位滑块和下面滑板限位滑动，气化后的秸秆灰由油缸及传动组件拉动活动炉排往复动作，将秸秆灰刮下落到风箱底部，由除灰机排出。
本发明有益效果
1、本发明提供的一种生物质碎料密实气化装置，将从农田收集的秸秆，用铡草机铡成段，就能直接用于气化；
2、不用粉的很碎，减少了粉碎的耗能，不用打包，只要秸秆含水率30％以下，就可以直接用于气化，大量的节约秸秆预处理成本，与生物质颗粒气化相比成本减少50％以上；
3、单机产能可大型化；
4、可实现连续加料连续产气可实现全自动控制；
5、煤气热值高，可达5600kj/m3以上。
6、工艺简洁，运行安全可靠。
附图说明
图1为一种生物质碎料气化装置主视剖视示意图。
图2为A-A剖视炉排俯视图示意图。
图3为I的局部放大示意图。
图4为B-B局部剖视示意图。
按图中序号顺序说明：1、除灰机，2、风箱，3、支撑工字钢，4、固定炉排，5、传动组件，6、油缸，7、活动炉排，8、角钢，9、主体外壳，10、主体内壳，11、水夹套，12、密实螺旋叶，13、密实螺旋叶支撑板，14、密实螺旋轴，15、煤气出口，16、支架，17、水封槽外套，18、放散管，19、水封槽内套，20、钟罩，21、密实螺旋减速机组件，22、上轴套，23、下轴套，24、水，25、汽包，26、主体上盖，27、拨料浆，28、料仓，29、从动皮带轮，30、螺旋给料机，31、主动皮带轮，32、给料减速机，33、密封椎体入口，34、点火孔组件，35、气化剂管，36、自然通风阀，37、阀体，38、止回阀板，39、鼓风机，40、蒸汽管，41、定位轨道，42、定位滑块，43、活动炉排滑道，44、活动炉排连扳。
具体实施方式
将秸秆切成30-50毫米段落或者粉碎，直接进入料仓28，由螺旋给料机30向炉内推入，经过密封锥体入口33，秸秆碎料被压缩起到了密封炉内煤气不外泄的作用，螺旋给料杆30连续运转，将被压缩的秸秆碎料送入主体内，为了防止料仓膨料，给料减速机32轴的另一端设有主动皮带轮31，带动从动皮带轮29及拨料浆27旋转，拨动料仓里的料连续下落。
密实螺旋减速机组件21，通过固定在支架16上的上轴套和固定在主体上盖26的下轴套23定位，带动密实螺旋轴14旋转，螺旋叶12通过螺旋叶支撑板13焊接在密实螺旋轴14上为一体一同旋转，向下输送秸秆碎料，主体内壳10底部成倒锥体直径向下逐渐缩小与密实螺旋叶配合，活动炉排7固定炉排4作支承压实秸秆碎料，形成满足气化工艺要求的料层。
当密实螺旋轴14与下轴套23相对旋转是有间隙的，主体内正压气化必有泄露，为防止煤气外泄，由焊接在主体上盖上的水封槽外套17、水封槽内套19形成水槽内有水24，与焊接在密实螺旋轴上的钟罩20的立桶部分侵在水24中一体旋转，起到在旋转中密封的作用。
主体内加满秸秆碎料后，由主体下部设置的均布三个点火孔组件34，均匀把主体内秸秆碎料点燃后，打开出口上设置的放散管18排放烟气，同时打开自然通风阀36，待煤气质量好时将放散管18和自然通风阀36关闭，用点火孔盖将点火孔封死避免漏气。
然后启动鼓风机39吹起在阀体37内设置的止回阀板38，空气与汽包25连接的蒸汽管40的蒸汽在气化剂管35混合后，进入主体底部椎体风箱2作为气化剂，其蒸气来源于利用主体内秸秆气化过程的余热，加热由主体外壳9和主体内壳10形成的水夹套11产生的蒸气，在汽包25集聚能量后，经汽包蒸气管40送到炉底部。
产生的煤气在主体内，通过密实螺旋叶12外径与主体内壳10的间隙和密实螺旋叶12内径与密实螺旋轴14的间距上行，经过出气口15送至用户。
主体内下部设有由角钢8连接板44组成的两扇炉排，一扇固定在支撑工字钢3上为固定炉排4，一扇落在固定炉排4上的滑板43上的活动炉排7，气化工作常态时活动炉排7与固定炉排4的角钢交错放置，防止自然落灰落料破坏气化层，同时又能保证气化剂畅通均匀的通过，进入主体内供气化用，活动炉排7靠两侧的固定轨道41、定位滑块42和下面滑板43限位滑动，气化后的秸秆灰由油缸6及传动组件5拉动活动炉7排往复动作，将秸秆灰刮下落到风箱2底部，由除灰机1排出。

Claims (10)

1.一种生物质碎料气化装置及方法，其特征在于，由螺旋给料部分、主体部分、水封槽部分、密实螺旋部分、点火孔部分、炉排部分、供风部分、出气部分组成。
2.如权利要求1所述螺旋给料部分，其特征在于：由外部输送机将秸秆碎料输入料仓，所述料仓下部开口与螺旋给料机连接，由给料减速机带动螺旋给料机旋转给料，所述螺旋给料机设有密封锥体入口，用于给料时料被压缩，在给料的同时起到密封的作用。料仓内设有拨料桨，所述拨料桨由螺旋给料机轴设有的主动皮带轮，带动从动皮带轮轴及拨料桨旋转拨料连续下落。
3.如权利要求1所述主体部分，其特征在于：由具有倒锥体形的内壳、主体外壳和主体上盖组成，主体外壳套在主体内壳外形成水夹套，所述水夹套利用该装置内气化余热产生水蒸气，水蒸气由水夹套出口进入汽包，所述汽包上设有蒸汽管，所述蒸汽管与主体下部气化剂管连接为其提供蒸汽。
4.如权利要求1所述水封槽部分，其特征在于：由焊接在主体上盖上的水封槽外套、水封槽内套形成的水封槽内有水，与焊接在密实螺旋轴上的钟罩的立桶部分侵在水中旋转，起到在旋转中密封的作用。
5.如权利要求1所述密实螺旋部分，其特征在于：密实螺旋减速机组件，通过固定在支架上轴套和固定在主体上盖的下轴套定位，带动密实螺旋轴旋转，螺旋叶通过螺旋叶支撑板焊接在螺旋轴上为一体一同旋转，向下输送秸秆碎料并压实(密实螺旋组件，可采用液压缸组件或者采用机械组件用于压实主体内秸秆碎料)。
6.如权利要求1所述点火孔部分，其特征在于：在主体下部设置的均布三个点火孔组件。
7.如权利要求1所述炉排部分，其特征在于：主体内下部设有由角钢连接板组成的两扇炉排，一扇固定在支撑工字钢上为固定炉排，一扇落在固定炉排上的滑板上为活动炉排。气化工作常态时活动炉排与固定炉排的角钢交错放置，防止自然落灰落料破坏气化层，同时又能保证气化剂畅通均匀的通过进入装置内供气化用，活动炉排靠两侧的固定轨道、定位滑块和下面滑板限位滑动，气化后的秸秆灰由油缸及传动组件拉动活动炉排往复动作，将秸秆灰刮下落到风箱底部，由除灰机排出。
8.如权利要求1所述供风部分，其特征在于：鼓风机与阀体连接，所述阀体设止回阀板、自然通风阀、气化剂管，所述气化剂管内连接的蒸汽管，插入主体底部锥体风箱。
9.如权利要求1所述出气部分，其特征在于：在主体内产生的煤气，通过密实螺旋叶外径与主体内壳的间隙，和密实螺旋叶内径与密实螺旋轴的间距上行，经过出气口送至用户。放散管是用于本气化装置初始点火时，或者当停炉时将放散管打开余气放散掉，以确保安全。
10.气化原料，适应含水率＜30％、秸秆切成30-50毫米的碎料。
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