CN106590707A - 一种弯曲式热解路径的燃气发生装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，该装置包括：反应腔体、耐热主转轴、锥面承台，锥面承台包括：第一下凸锥腔体、第一上凸锥腔体、第二下凸锥腔体、第二上凸锥腔体、第三下凸锥腔体、分别设置在反应腔体内侧壁上的第一连通腔、第二连通腔、第三连通腔和第四连通腔，第一下凸锥腔体、第一上凸锥腔体、第二下凸锥腔体、第二上凸锥腔体、第三下凸锥腔体五者的底部均设置有下料通道；耐热主转轴上连接有曲壁梁，曲臂梁上设置有与凸锥腔体顶面匹配的刮板桨叶。本发明的结构设计较为合理，可将废弃生物质在高温下热解制取高热值可燃气体，不存在物料桥拱问题，热解室残渣的排灰顺利，方便实用，适宜进一步推广应用。

Description

一种弯曲式热解路径的燃气发生装置

技术领域

本发明涉及燃气发生装置的结构设计技术领域，更具体地说，涉及一种弯曲式热解路径的燃气发生装置。

背景技术

中国是仅次于美国的能源消费大国，能源结构是以煤为主、石油和天然气为辅，化石能源在使用过程中会产生大量二氧化碳、二氧化硫等气体，容易导致酸雨、温室效应和污染环境。随着石油、生物质炭等化石资源的日益枯竭，积极有效地利用现有废弃资源或开发新能源，改变我国当前的能源消费结构，实现能源的有效替代同时解决环境问题是当前研究的重点和热点。现有技术条件下，充分利用生物质资源(包括农林废弃物、产业加工废弃物、畜禽粪便、有机污泥等)制取燃气，对实现废弃生物质资源有效利用，改善我国的能源消费结构，解决环境问题具有重要意义。专利CN102504846A公开的一种内热式生物质热解装置，该装置包括：热解室、与热解室连通的排灰室、设置在热解室顶部的点火装置、设置在排灰室外部的水冷夹套；该结构存在热解室残渣的排灰较难、物料易形成桥拱或热解是否充分的问题。专利CN102504847A公开的一种外热式生物质热解装置，该装置包括：热解室、与热解室连通的排灰室、设置在热解室和排灰室之间的封闭式燃烧室、设置在热解室顶部的燃气出口，该装置也存在热解室残渣的排灰较难、物料易形成桥拱或热解是否充分的问题。因此，针对以上问题，开发一种结构设计合理，方便实用的弯曲式热解路径的燃气发生装置是本领域技术人员要解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为克服上述背景技术中提到的技术问题，现提供一种结构设计合理，方便实用的弯曲式热解路径的燃气发生装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，该装置包括：反应腔体、设置在反应腔体内的耐热主转轴、设置在反应腔体内壁和耐热主转轴之间的锥面承台，锥面承台包括：第一下凸锥腔体、第一上凸锥腔体、第二下凸锥腔体、第二上凸锥腔体、第三下凸锥腔体、分别设置在反应腔体内侧壁上的第一连通腔、第二连通腔、第三连通腔和第四连通腔，第一连通腔两端分别与第一下凸锥腔体顶部、第一上凸锥腔体底部连通；第二连通腔两端分别与第二下凸锥腔体顶部、第一上凸锥腔体底部连通；第三连通腔两端分别与第二下凸锥腔体顶部、第二上凸锥腔体底部连通；第四连通腔两端分别与第三下凸锥腔体顶部、第二上凸锥腔体底部连通；所述第一下凸锥腔体、第一上凸锥腔体、第二下凸锥腔体、第二上凸锥腔体、第三下凸锥腔体五者的底部均设置有下料通道；所述耐热主转轴上连接有曲壁梁，曲臂梁上设置有与凸锥腔体顶面匹配的刮板桨叶；所述反应腔体上分别设置有：与第一下凸锥腔体连通的烟气出口管路、与第三下凸锥腔体连通烟气进口管路，反应腔体侧下部设置有与反应腔体连通的可燃气体出口管路；所述反应腔体顶部设置有进料口。

进一步限定，上述技术方案中所述第一连通腔与第一上凸锥腔体底部连通点、第二连通腔与第一上凸锥腔体底部连通点二者在第一上凸锥腔体底部对称；第二连通腔与第二下凸锥腔体顶部连通点、第三连通腔与第二下凸锥腔体顶部连通点二者在第二下凸锥腔体顶部对称；第三连通腔与第二上凸锥腔体底部连通点、第四连通腔与第二上凸锥腔体底部连通点二者在第二上凸锥腔体底部对称。

进一步限定，上述技术方案中所述反应腔体外壁设置有保温层；反应腔体顶部和底部分别设置有第一凸出锥形腔和第二凸出锥形腔，耐热主转轴上部通过设置在第一凸出锥形腔顶端的第一轴承与第一凸出锥形腔连接，耐热主转轴底部穿过第二凸出锥形腔并通过第二轴承与同步调速电机连接；所述耐热主转轴轴线和反应腔体轴线重合。

进一步，所述下料通道包括：设置在第一下凸锥腔体底部的第一通道、设置在第一上凸锥腔体底部的第二通道、设置在第二下凸锥腔体底部的第三通道、设置在第二上凸锥腔体底部的第四通道、设置在第三下凸锥腔体底部的第五通道。

进一步，所述第五通道与设置在第二凸出锥形腔底部的出料口连通，出料口内设置有螺旋出料杆。

进一步限定，上述技术方案中所述耐热主转轴上连接有S形曲壁梁，S形曲壁梁分别设置在第一下凸锥腔体、第一上凸锥腔体、第二下凸锥腔体、第二上凸锥腔体、第三下凸锥腔体五者的上部空间中，S形曲壁梁与第一下凸锥腔体表面、第一上凸锥腔体表面、第二下凸锥腔体表面、第二上凸锥腔体表面、第三下凸锥腔体五者表面各点垂直距离相等；所述刮板桨叶沿曲臂梁等间距排列，各刮板桨叶与曲臂梁切点处的夹角不等。

进一步限定，上述技术方案中所述进料口与螺旋进料装置连通，螺旋进料装置包括：与进料口连接的“7”形输料管、设置在输料管内的螺旋进料杆、设置在输料管上部且与输料管连通的第一进料仓和第二进料仓、分别与第一进料仓进出口、第二进料仓进出口连接的进料控制器，进料控制器控制第一进料仓出口和第二进料仓进口同开关，第一进料仓进口和第二进料仓出口同开关；所述烟气出口管路上设置有换热器和抽吸泵。

有益效果：与现有技术相比，本发明的弯曲式热解路径的燃气发生装置的结构设计较为合理，可将废弃生物质在高温下热解制取高热值可燃气体，热解较为充分，不存在物料桥拱问题，热解室残渣的排灰顺利，方便实用，可为环境保护和温室气体减排做出贡献，具有较大的经济效益、环境效益和社会效益，适宜进一步推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A-A处的俯视图；

图中，1.反应腔体，11.烟气出口管路，111.换热器，112.抽吸泵，12.烟气进口管路，13.可燃气体出口管路，14.进料口，15.出料口，2.耐热主转轴，21.曲臂梁，22.刮板桨叶，23.第一轴承，24.第二轴承，31.第一下凸锥腔体，311.第一通道，32.第一上凸锥腔体，321.第二通道，33.第二下凸锥腔体，34.第二上凸锥腔体，35.第三下凸锥腔体，351.第五通道，36.第一连通腔，37.第二连通腔，38.第三连通腔，39.第四连通腔，4.同步调速电机，50.输料管，51.螺旋进料杆，52.第一进料仓，53.第二进料仓，54.进料控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用，并且，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必须的。

实施例一

如附图所示的一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，该装置包括：反应腔体1、设置在反应腔体1内的耐热主转轴2、设置在反应腔体1内壁和耐热主转轴2之间的锥面承台，锥面承台包括：第一下凸锥腔体31、第一上凸锥腔体32、第二下凸锥腔体33、第二上凸锥腔体34、第三下凸锥腔体35、分别设置在反应腔体1内侧壁上的第一连通腔36、第二连通腔37、第三连通腔38和第四连通腔39，第一连通腔36两端分别与第一下凸锥腔体31顶部、第一上凸锥腔体32底部连通；第二连通腔37两端分别与第二下凸锥腔体33顶部、第一上凸锥腔体32底部连通；第三连通腔38两端分别与第二下凸锥腔体33顶部、第二上凸锥腔体34底部连通；第四连通腔39两端分别与第三下凸锥腔体35顶部、第二上凸锥腔体34底部连通；所述第一下凸锥腔体31、第一上凸锥腔体32、第二下凸锥腔体33、第二上凸锥腔体34、第三下凸锥腔体35五者的底部均设置有下料通道；所述耐热主转轴2上连接有曲壁梁21，曲臂梁21上设置有与凸锥腔体顶面匹配的刮板桨叶22；所述反应腔体1上分别设置有：与第一下凸锥腔体31连通的烟气出口管路11、与第三下凸锥腔体35连通的烟气进口管路12，反应腔体1侧下部设置有与反应腔体1连通的可燃气体出口管路13；所述反应腔体1顶部设置有进料口14。

实施例二

本实施例的技术方案是在上述实施例一的基础上对本发明的技术方案的进一步描述，上述技术方案中，所述第一连通腔36与第一上凸锥腔体32底部连通点、第二连通腔37与第一上凸锥腔体32底部连通点二者在第一上凸锥腔体32底部对称；第二连通腔37与第二下凸锥腔体33顶部连通点、第三连通腔38与第二下凸锥腔体33顶部连通点二者在第二下凸锥腔体33顶部对称；第三连通腔38与第二上凸锥腔体34底部连通点、第四连通腔39与第二上凸锥腔体34底部连通点二者在第二上凸锥腔体34底部对称；所述烟气出口管路11上设置有换热器111和抽吸泵112。

实施例三

本实施例的技术方案是在上述实施例一或实施例二的基础上对本发明的技术方案的进一步描述，上述技术方案中，所述反应腔体1外壁设置有保温层(图中未标出)；反应腔体1顶部和底部分别设置有第一凸出锥形腔和第二凸出锥形腔，第二凸出锥形腔内表面与第三下凸锥腔体35底部匹配，耐热主转轴2上部通过设置在第一凸出锥形腔顶端的第一轴承23与第一凸出锥形腔连接，耐热主转轴2底部穿过第二凸出锥形腔并通过第二轴承24与同步调速电机4连接，第一轴承23上也可设置相同的同步调速电机4；所述耐热主转轴2轴线和反应腔体1轴线重合。

上述技术方案中，所述下料通道包括：设置在第一下凸锥腔体31底部的第一通道311、设置在第一上凸锥腔体32底部的第二通道321(该第二通道321口径大小可根据实际固体废料的粘度、颗粒度大小进形设置)、设置在第二下凸锥腔体33底部的第三通道、设置在第二上凸锥腔体34底部的第四通道、设置在第三下凸锥腔体35底部的第五通道351。所述第五通道351与设置在第二凸出锥形腔底部的出料口15连通，出料口15内设置有螺旋出料杆。

实施例四

本实施例的技术方案是在上述实施例一、实施例二或实施例三的基础上对本发明的技术方案的进一步描述，上述技术方案中，所述耐热主转轴2上连接有S形曲壁梁21，S形曲壁梁21分别设置在第一下凸锥腔体31、第一上凸锥腔体32、第二下凸锥腔体33、第二上凸锥腔体34、第三下凸锥腔体35五者的上部空间中，S形曲壁梁21分别与第一下凸锥腔体31表面、第一上凸锥腔体32表面、第二下凸锥腔体33表面、第二上凸锥腔体34表面、第三下凸锥腔体35五者表面各点垂直距离相等；所述刮板桨叶22沿曲臂梁21等间距排列，各刮板桨叶22与曲臂梁21切点处的夹角不等，附图2中所示为由上而下的第二层刮板桨叶22的俯视图。参照附图2，实际应用中，设置在第一下凸锥腔体31上部空间中的第一层刮板桨叶22俯视图中与曲臂梁21切点处的夹角从左到右为38°、33°、30°、20°，38°、38°、38°、40°；设置在第一上凸锥腔体32上部空间中的第二层刮板桨叶22俯视图中与曲臂梁21切点处的夹角从左到右为25°、20°、15°、40°，50°、25°、22°、20°；设置在第二下凸锥腔体33上部空间中的第三层刮板桨叶22俯视图中与曲臂梁21切点处的夹角从左到右为5°、5°、10°、3°，10°、15°、15°、9°；设置在第二上凸锥腔体34上部空间中的第四层刮板桨叶22俯视图中与曲臂梁21切点处的夹角从左到右为15°、12°、20°、30°，50°、25°、28°、28°；设置在第三下凸锥腔体35上部空间中的第四层刮板桨叶22俯视图中与曲臂梁21切点处的夹角从左到右为30°、30°、28°、35°，20°、30°、35°、35°；

上述技术方案中，所述进料口14与螺旋进料装置连通，螺旋进料装置包括：与进料口14连接的“7”形输料管50、设置在输料管50内的螺旋进料杆51、设置在输料管50上部且与输料管50连通的第一进料仓52和第二进料仓53、分别与第一进料仓52进出口、第二进料仓53进出口连接的进料控制器54，进料控制器54控制第一进料仓52出口和第二进料仓53进口同开关，第一进料仓52进口和第二进料仓53出口同开关。

本发明的工作原理如下：

固体废料从两个进料仓分别进入输料管50，由进料控制器54控制，当第一进料仓52进口进料时第二进料仓53出口阀门开启，第一进料仓52出口关闭第二进料仓53进口阀门关闭；当第一进料仓52进口关闭时第二进料仓53出口阀门关闭，第一进料仓52出口开启第二进料仓53进口阀门开启；如此交替加料，可保证输料管50中密闭不与外界相通。

反应腔体1中，上部的温度较低，基本是使湿的固体废料脱水干燥，与耐热主转轴2相连的曲臂梁21上装有许多有一定倾斜角度的刮板桨叶22，在耐热主转轴2旋转时刮动固体废料使其从凸锥腔体表面边缘部位流向轴心部位或者刚好相反，从而形成弯曲式热解路径。固体废料在凸锥腔体表面上翻滚移动，凸锥腔体带有一定倾角且空腔中是高温烟气，所以固体废料在凸锥腔体表面进行弯曲式旋转并热交换，当固体废料到达最下部几层凸锥腔体时，温度可达800℃，从而发生热解。

裂解后的碳化物从出料口15排出，裂解产生的可燃气体从可燃气体出口管路13排出并搜集，作为资源分离利用，最终实现固废的减量化和资源化利用，整个装置的外部包裹保温材料，此保温层可确保装置热效率达到最佳状态；本装置固体废料与烟气不接触，可保证了热解的连续进行。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，其特征是：该装置包括：反应腔体、设置在反应腔体内的耐热主转轴、设置在反应腔体内壁和耐热主转轴之间的锥面承台，锥面承台包括：第一下凸锥腔体、第一上凸锥腔体、第二下凸锥腔体、第二上凸锥腔体、第三下凸锥腔体、分别设置在反应腔体内侧壁上的第一连通腔、第二连通腔、第三连通腔和第四连通腔，

第一连通腔两端分别与第一下凸锥腔体顶部、第一上凸锥腔体底部连通；第二连通腔两端分别与第二下凸锥腔体顶部、第一上凸锥腔体底部连通；第三连通腔两端分别与第二下凸锥腔体顶部、第二上凸锥腔体底部连通；第四连通腔两端分别与第三下凸锥腔体顶部、第二上凸锥腔体底部连通；所述第一下凸锥腔体、第一上凸锥腔体、第二下凸锥腔体、第二上凸锥腔体、第三下凸锥腔体五者的底部均设置有下料通道；

所述耐热主转轴上连接有曲壁梁，曲臂梁上设置有与凸锥腔体顶面匹配的刮板桨叶；所述反应腔体上分别设置有：与第一下凸锥腔体连通的烟气出口管路、与第三下凸锥腔体连通烟气进口管路，反应腔体侧下部设置有与反应腔体连通的可燃气体出口管路；所述反应腔体顶部设置有进料口。

2.根据权利要求1所述的一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，其特征是：所述第一连通腔与第一上凸锥腔体底部连通点、第二连通腔与第一上凸锥腔体底部连通点二者在第一上凸锥腔体底部对称；第二连通腔与第二下凸锥腔体顶部连通点、第三连通腔与第二下凸锥腔体顶部连通点二者在第二下凸锥腔体顶部对称；第三连通腔与第二上凸锥腔体底部连通点、第四连通腔与第二上凸锥腔体底部连通点二者在第二上凸锥腔体底部对称。

3.根据权利要求1所述的一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，其特征是：所述反应腔体外壁设置有保温层；反应腔体顶部和底部分别设置有第一凸出锥形腔和第二凸出锥形腔，耐热主转轴上部通过设置在第一凸出锥形腔顶端的第一轴承与第一凸出锥形腔连接，耐热主转轴底部穿过第二凸出锥形腔并通过第二轴承与同步调速电机连接；所述耐热主转轴轴线和反应腔体轴线重合。

4.根据权利要求3所述的一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，其特征是：所述下料通道包括：设置在第一下凸锥腔体底部的第一通道、设置在第一上凸锥腔体底部的第二通道、设置在第二下凸锥腔体底部的第三通道、设置在第二上凸锥腔体底部的第四通道、设置在第三下凸锥腔体底部的第五通道。

5.根据权利要求4所述的一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，其特征是：所述第五通道与设置在第二凸出锥形腔底部的出料口连通，出料口内设置有螺旋出料杆。

6.根据权利要求1所述的一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，其特征是：所述耐热主转轴上连接有S形曲壁梁，S形曲壁梁分别设置在第一下凸锥腔体、第一上凸锥腔体、第二下凸锥腔体、第二上凸锥腔体、第三下凸锥腔体五者的上部空间中，S形曲壁梁与第一下凸锥腔体表面、第一上凸锥腔体表面、第二下凸锥腔体表面、第二上凸锥腔体表面、第三下凸锥腔体五者表面各点垂直距离相等；所述刮板桨叶沿曲臂梁等间距排列，各刮板桨叶与曲臂梁切点处的夹角不等。

7.根据权利要求1所述的一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，其特征是：所述进料口与螺旋进料装置连通，螺旋进料装置包括：与进料口连接的“7”形输料管、设置在输料管内的螺旋进料杆、设置在输料管上部且与输料管连通的第一进料仓和第二进料仓、分别与第一进料仓进出口、第二进料仓进出口连接的进料控制器，进料控制器控制第一进料仓出口和第二进料仓进口同开关，第一进料仓进口和第二进料仓出口同开关。

8.根据权利要求1所述的一种弯曲式热解路径的燃气发生装置，其特征是：所述烟气出口管路上设置有换热器和抽吸泵。