CN110484306B - 一种复合式生物质分级气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气化炉技术领域，具体为一种复合式生物质分级气化炉，包括炉体，炉体的内部下方侧壁上固定有炉排，炉排下方空间为炉渣腔，炉体侧壁上对应炉渣腔的位置设置有排灰口，炉体的内壁上还固定有滤网，滤网位于炉排的上方，并与炉排之间形成热解腔，炉体内部顶壁固定有精滤机，炉体的外侧固定有送料机构，送料机构上固定有初滤机构，初滤机构通过送料管与送料机构相连接，初滤机构分别通过气管一和气管二连接炉体的侧壁上部和精滤机构。该种复合式生物质分级气化炉，大大降低了燃气中的焦油和烟尘含量，提高燃气质量和保护设备，并将过滤的焦油重新回炉，进行高温裂解，生成小分子燃气，进而再次提高燃气生成效率，降低焦油产生量。

Description

一种复合式生物质分级气化炉

技术领域

本发明涉及气化炉技术领域，具体为一种复合式生物质分级气化炉。

背景技术

我国生物质能资源极为丰富，生物质气化技术是目前利用生物质能最广泛的技术手段，利用生物质燃料气化发电，可将农业垃圾充分利用，节约资源，保护生态环境。

现有的生物质气化炉对生物质进行气化处理时会产生焦油产物，焦油具有特殊的臭味，可燃并有腐蚀性，因此可以导致气化效率降低，而且对气化设备和用气设备都会产生不利的影响，导致设备使用寿命降低并增加危险性，鉴于此，我们提出一种复合式生物质分级气化炉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合式生物质分级气化炉，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合式生物质分级气化炉，包括炉体，炉体的内部下方侧壁上固定有炉排，炉排下方空间为炉渣腔，且炉体侧壁上对应炉渣腔的位置设置有排灰口，炉体的内壁上还固定有滤网，滤网位于炉排的上方，并与炉排之间形成热解腔，炉体内部顶壁固定有精滤机，炉体的外侧固定有送料机构，且送料机构上固定有初滤机构，且初滤机构通过送料管与送料机构相连接，初滤机构分别通过气管一和气管二连接炉体的侧壁上部和精滤机构。

优选的，初滤机构包括料盒和控制器，料盒内部定轴转动连接有转盘，且转盘的中心周处与固定于料盒外侧的电机四的输出轴端相连接，料盒上固定有用来填料的进料筒和用来推料液压杆，进料筒的上端固定有电机二，且进料筒的上部侧壁固定连接进料斗，进料筒的内部定轴转动连接有螺旋叶轴一，且电机二的输出轴端与螺旋叶轴一上端固定有连接，电机二、液压杆和电机四分别与控制器的输出端电连接。

优选的，转盘上开设有不少于三个的料道，且料道沿转盘的圆周走向等间隔布置，料道为两端开口的圆柱形空腔并且料道的中心轴线与转盘的中心轴线平行。

优选的，料盒的上表面分别开设有排气口、进料口和推料通孔，且排气口、进料口和推料通孔均可与料道的上端口相对应，料盒的下表面分别开设有进气口和送料口，且进气口和送料口均可与料道的下端口相对应，进气口与排气口共用中心轴线，且进气口和排气口上均固定连接阻隔网，送料口与推料通孔共用中心轴线。

优选的，进料筒的下端与进料口对应连接，进气口通过气管一连通炉体内部滤网上部的空间，排气口通过气管二连通精滤机构。

优选的，送料机构包括横置的送料筒，送料筒的右端与所述热解腔连通，送料筒的左端侧壁连接有进风管，送料筒的中部通过送料管与推料通孔连通，送料筒内部定轴转动连接有轴管，轴管的左端固定有齿圈，送料筒的下方固定有电机一，电机一的输出轴端固定有齿轮，齿轮与齿圈啮合连接。

优选的，轴管的外侧壁上固定有多个搅杆，轴管的中部滑动插接有滑杆，且滑杆右端位于所述热解腔内，且滑杆的右端固定有拨料杆。

优选的，精滤机构包括固定在炉体内部上方的旋风分离器，气管二与旋风分离器的进风口连接，且气管二上连接有增压泵，旋风分离器的顶部中心固定有排气管，且排气管的外侧壁定轴转动连接叶轮，叶轮的下侧固定连接有刮刀，且刮刀与旋风分离器的内壁贴合接触，旋风分离器的内壁顶部固定有雾化喷嘴，雾化喷嘴与炉体外侧的供水装置连接。

优选的，供水装置包括水箱、水泵和分流管，水泵的进水口通过管路与水箱连接，出水口与分流管连接，且分流管与雾化喷嘴连接。

优选的，旋风分离器的底部固定连接导管，并通过导管与排污管连通，排污管一端位于所述热解腔内，另一端位于炉体的外侧，且位于炉体外侧的一端固定有电机三，排污管内部定轴转动连接有螺旋叶轴二，且螺旋叶轴二的的一端与电机三的输出轴端固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，通过初滤机构，利用燃料自身对燃气进行除焦除尘处理，然后一同随物料输送至炉体内进行气化处理，大大降低了燃气中的焦油和烟尘含量，提高燃气质量和保护设备，而且能够形成填料、吸附净化、送料循环，使得不断有新的物料对燃气中的焦油和烟尘过滤净化，实现自动更换吸附剂的作用，省时省力，提高净化效果；

本发明中，通过送料机构对物料打散，并随气流输送至所述热解腔内，这样可以使得物料均匀散开与空气更好的接触，从而提高气化效率，而且当热解腔内积聚物料较多时，可通过滑杆使得拨料杆向热解腔内伸进，并利用拨料杆堆积的物料或灰渣斗抖散，从而保持高效的气化效果，而且从外部操作，易于实现，安全可靠，无需停机；

本发明中，利用精滤机构对燃气进一步的净化处理，降低焦油和烟尘含量，并通过排污管将污物输送至所述热解腔内，进行高温裂解，生成小分子燃气，进而再次提高燃气生成效率，降低焦油产生量，其中雾化喷嘴喷出的水雾进入热解腔中之后参与裂解反应，大大降低了焦油裂解产生的炭黑产物，提高优质燃气的产出。

附图说明

图1为本发明的总装截面结构示意图；

图2为本发明中的料盒轴截面结构示意图；

图3为图2中的A-A截面结构示意图；

图4为图2中的B-B截面结构示意图。

图中：1-炉体；2-炉排；3-滤网；4-拨料杆；5-排灰口；6-电机一；7-齿轮；8-齿圈；9-滑杆；10-送料筒；11-进风管；12-送料管；13-料盒；14-进料筒；15-进料斗；16-电机二；17-液压杆；18-气管一；19-气管二；20-增压泵；21-水箱；22-水泵；23-分流管；24-雾化喷嘴；25-叶轮；26-排气管；27-刮刀；28-旋风分离器；29-导管；30-螺旋叶轴二；31-排污管；32-电机三；33-螺旋叶轴一；34-排气口；35-转盘；36-物料腔；37-进料口；38-电机四；39-进气口；40-轴管；41-搅杆；42-送料口；43-推料通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种复合式生物质分级气化炉，包括炉体1，炉体1的内部下方侧壁上固定有炉排2，炉排2下方空间为炉渣腔，且炉体1侧壁上对应炉渣腔的位置设置有排灰口5，炉体1的内壁上还固定有滤网3，滤网3位于炉排2的上方，并与炉排2之间形成热解腔，炉体1内部顶壁固定有精滤机构，炉体1的外侧固定有送料机构，且送料机构上固定有初滤机构，且初滤机构通过送料管12与送料机构相连接，初滤机构分别通过气管一18和气管二19连接炉体1的侧壁上部和精滤机构。

本实施例中，初滤机构包括料盒13和控制器，料盒13内部定轴转动连接有转盘35，且转盘35的中心周处与固定于料盒13外侧的电机四38的输出轴端相连接，料盒13上固定有用来填料的进料筒14和用来推料液压杆17，进料筒14的上端固定有电机二16，且进料筒14的上部侧壁固定连接进料斗15，进料筒14的内部定轴转动连接有螺旋叶轴一33，且电机二16的输出轴端与螺旋叶轴一33上端固定有连接，，电机二16、液压杆17和电机四38分别与控制器的输出端电连接，控制器采用PLC控制器或单片机。

本实施例中，转盘35上开设有不少于三个的料道36，且料道36沿转盘35的圆周走向等间隔布置，料道36为两端开口的圆柱形空腔并且料道36的中心轴线与转盘35的中心轴线平行。

本实施例中，料盒13的上表面分别开设有排气口34、进料口37和推料通孔43，且排气口34、进料口37和推料通孔43均可与料道36的上端口相对应，料盒13的下表面分别开设有进气口39和送料口42，且进气口39和送料口42均可与料道36的下端口相对应，进气口39与排气口34共用中心轴线，且进气口39和排气口34上均固定连接阻隔网，送料口42与推料通孔43共用中心轴线。

本实施例中，进料筒14的下端与进料口37对应连接，进气口39通过气管一18连通炉体1内部滤网3上部的空间，排气口34通过气管二19连通精滤机构。

本实施例中，送料机构包括横置的送料筒10，送料筒10的右端与所述热解腔连通，送料筒10的左端侧壁连接有进风管11，送料筒10的中部通过送料管12与推料通孔42连通，送料筒10内部定轴转动连接有轴管40，轴管40的左端固定有齿圈8，送料筒10的下方固定有电机一6，电机一6的输出轴端固定有齿轮7，齿轮7与齿圈8啮合连接。

本实施例中，轴管40的外侧壁上固定有多个搅杆41，轴管40的中部滑动插接有滑杆9，且滑杆9右端位于所述热解腔内，且滑杆9的右端固定有拨料杆4。

本实施例中，精滤机构包括固定在炉体1内部上方的旋风分离器28，气管二19与旋风分离器28的进风口连接，且气管二19上连接有增压泵20，旋风分离器28的顶部中心固定有排气管26，且排气管26的外侧壁定轴转动连接叶轮25，叶轮25的下侧固定连接有刮刀27，且刮刀27与旋风分离器28的内壁贴合接触，旋风分离器28的内壁顶部固定有雾化喷嘴24，雾化喷嘴24与炉体1外侧的供水装置连接。

本实施例中，供水装置包括水箱21、水泵22和分流管23，水泵22的进水口通过管路与水箱21连接，出水口与分流管23连接，且分流管23与雾化喷嘴24连接。

本实施例中，旋风分离器28的底部固定连接导管29，并通过导管29与排污管31连通，排污管31一端位于所述热解腔内，另一端位于炉体1的外侧，且位于炉体1外侧的一端固定有电机三32，排污管31内部定轴转动连接有螺旋叶轴二30，且螺旋叶轴二30的的一端与电机三32的输出轴端固定连接。

本发明的使用方法和优点：该种复合式生物质分级气化炉在进行对生物质气化处理时，工作过程如下：

在启动设备后，将碎化处理的物料从进料斗15投进进料筒14，电机二16带动螺旋叶轴二33转动使得物料压紧，并经过进料口37进入转盘35上与进料口37对应的料道36内，然后控制器控制电机四38工作使得转盘35转动一个角度，该角度为相邻两个料道36到转盘35中心轴线的夹角，填充有物料的料道36在转盘35的转动下移位至进气口34处，对气管一18输出的燃气进行初步过滤净化，利用物料本身作为吸附剂将燃气中的焦油和烟尘过滤净化处理，电机四38转动的同时同步将吸收过焦油和烟尘的物料移位至送料管12处，并通过控制器启动液压杆17将物料和其吸收的焦油、烟尘等一同经过送料管12送至送料筒10中，同样的电机四38转动同时，也同步将空置的料道36移位至进料筒14处，进行下一次物料填充，形成循环，物料的不断移位，使得不断有新的物料对燃气中的焦油和烟尘过滤净化，实现自动更换吸附剂的作用，省时省力，提高净化效果，而且大大降低了燃气中的焦油和烟尘含量，提高燃气质量和保护设备；

吸收焦油和烟尘的物料由送料管12进入送料筒10内后，电机一6通过齿轮7和齿圈8带动轴管40转动，轴管40带动搅杆41将物料打散，并在进风管11吹出的热空气作用下，随气流输送至所述热解腔内，这样可以使得物料均匀散开与空气更好的接触，从而提高气化效率，而且焦油在热解腔内进行高温裂解生成小分子燃气，进而再次提高燃气生成效率，降低焦油产生量，生成的炉渣经过炉排2掉落至炉渣腔内，从排灰口5排出即可，当热解腔内积聚物料较多时，可通过滑杆9使得拨料杆4向热解腔内伸进，并利用拨料杆4堆积的物料或灰渣斗抖散，从而保持高效的气化效果，而且从外部操作，易于实现，安全可靠，无需停机；

热解后的燃气从滤网3向上输出，滤网3起到阻隔物料和炉渣的作用，从而使得物料限位在热解腔内，保持充分有效的热解，并能够阻挡大的灰渣，燃气经过气管一18输出炉体1，并经过进气口39进入料盒13内部，经过对应的料道36内的物料过滤净化后由排气口34输出至气管二19中，其中进气口39和排气口34上均的阻隔网，是用来对物料阻隔，避免因气流的流动将物料带进气管二19中，燃气进入气管二19中之后，在增压泵20的增压作用下输送至旋风分离器28内，增压泵20的作用是对燃气增压，放置因物料的阻力降低了燃气进入旋风分离器28中的流速，从而提高二次净化过滤效果，也提高燃气的输送效率；

燃气进入旋风分离器28后，水泵22将水箱21内的水抽出，并输送至分流管23内，然后由雾化喷嘴24雾化喷出，水雾与燃气中的焦油和烟尘接触粘结，提高焦油分离效果，从而在旋风分离器28的作用下进一步的分离净化，提高燃气质量，降低焦油和烟尘含量，在燃气进入旋风分离器28中的同时，气流带动叶轮25转动，从而使得刮刀27同步转动，对旋风分离器28内壁上的焦油等污物刮除，并由导管29流向排污管31内部，电机三32带动螺旋叶轴30转动将排污管31内部的污物输送至所述热解腔内，进行高温裂解，生成小分子燃气，进而再次提高燃气生成效率，降低焦油产生量，其中雾化喷嘴24喷出的水雾进入热解腔中之后参与裂解反应，大大降低了焦油裂解产生的炭黑产物，提高优质燃气的产出；

本实施例中，利用物料自身对燃气进行除焦除尘处理，并将焦油回炉裂解，然后利用精滤机构进一步的对燃气净化过滤处理，同时也将获取的焦油等回炉裂解，从而从根本上解决燃气中的焦油产出问题，降低焦油对设备的损伤，而且提高了燃气的输出效率和质量。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种复合式生物质分级气化炉，包括炉体（1），所述炉体（1）的内部下方侧壁上固定有炉排（2），所述炉排（2）下方空间为炉渣腔，且炉体（1）侧壁上对应炉渣腔的位置设置有排灰口（5），其特征在于：所述炉体（1）的内壁上还固定有滤网（3），所述滤网（3）位于炉排（2）的上方，并与炉排（2）之间形成热解腔，所述炉体（1）内部顶壁固定有精滤机构； 所述炉体（1）的外侧固定有送料机构，且送料机构上固定有初滤机构，且初滤机构通过送料管（12）与送料机构相连接，所述初滤机构分别通过气管一（18）和气管二（19）连接炉体（1）的侧壁上部和精滤机构，所述初滤机构包括料盒（13）和控制器，所述料盒（13）内部定轴转动连接有转盘（35），且转盘（35）的中心周处与固定于料盒（13）外侧的电机四（38）的输出轴端相连接，所述料盒（13）上固定有用来填料的进料筒（14）和用来推料液压杆（17），所述进料筒（14）的上端固定有电机二（16），且进料筒（14）的上部侧壁固定连接进料斗（15），所述进料筒（14）的内部定轴转动连接有螺旋叶轴一（33），且电机二（16）的输出轴端与螺旋叶轴一（33）上端固定连接，所述电机二（16）、液压杆（17）和电机四（38）分别与控制器的输出端电连接，所述转盘（35）上开设有不少于三个的料道（36），且料道（36）沿转盘（35）的圆周走向等间隔布置，所述料道（36）为两端开口的圆柱形空腔并且料道（36）的中心轴线与转盘（35）的中心轴线平行，所述料盒（13）的上表面分别开设有排气口（34）、进料口（37）和推料通孔（43），且排气口（34）、进料口（37）和推料通孔（43）均可与料道（36）的上端口相对应，所述料盒（13）的下表面分别开设有进气口（39）和送料口（42），且进气口（39）和送料口（42）均可与料道（36）的下端口相对应，所述进气口（39）与排气口（34）共用中心轴线，且进气口（39）和排气口（34）上均固定连接阻隔网，所述送料口（42）与推料通孔（43）共用中心轴线。

2.根据权利要求1所述的一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于：所述进料筒（14）的下端与进料口（37）对应连接，所述进气口（39）通过气管一（18）连通炉体（1）内部滤网（3）上部的空间，所述排气口（34）通过气管二（19）连通精滤机构。

3.根据权利要求1所述的一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于：所述送料机构包括横置的送料筒（10），所述送料筒（10）的右端与所述热解腔连通，所述送料筒（10）的左端侧壁连接有进风管（11），所述送料筒（10）的中部通过送料管（12）与推料通孔（43）连通，所述送料筒（10）内部定轴转动连接有轴管（40），所述轴管（40）的左端固定有齿圈（8），所述送料筒（10）的下方固定有电机一（6），所述电机一（6）的输出轴端固定有齿轮（7），所述齿轮（7）与齿圈（8）啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于：所述轴管（40）的外侧壁上固定有多个搅杆（41），所述轴管（40）的中部滑动插接有滑杆（9），且滑杆（9）右端位于所述热解腔内，且滑杆（9）的右端固定有拨料杆（4）。

5.根据权利要求2所述的一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于：所述精滤机构包括固定在炉体（1）内部上方的旋风分离器（28），所述气管二（19）与旋风分离器（28）的进风口连接，且气管二（19）上连接有增压泵（20），所述旋风分离器（28）的顶部中心固定有排气管（26），且排气管（26）的外侧壁定轴转动连接叶轮（25），所述叶轮（25）的下侧固定连接有刮刀（27），且刮刀（27）与旋风分离器（28）的内壁贴合接触，所述旋风分离器（28）的内壁顶部固定有雾化喷嘴（24），所述雾化喷嘴（24）与炉体（1）外侧的供水装置连接。

6.根据权利要求5所述的一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于：所述供水装置包括水箱（21）、水泵（22）和分流管（23），所述水泵（22）的进水口通过管路与水箱（21）连接，出水口与分流管（23）连接，且分流管（23）与雾化喷嘴（24）连接。

7.根据权利要求5所述的一种复合式生物质分级气化炉，其特征在于：所述旋风分离器（28）的底部固定连接导管（29），并通过导管（29）与排污管（31）连通，所述排污管（31）一端位于所述热解腔内，另一端位于炉体（1）的外侧，且位于炉体（1）外侧的一端固定有电机三（32），所述排污管（31）内部定轴转动连接有螺旋叶轴二（30），且螺旋叶轴二（30）的的一端与电机三（32）的输出轴端固定连接。

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