CN111423893A - 一种高效环保型炭化锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锅炉技术领域，具体地说，涉及一种高效环保型炭化锅炉。其包括加热仓和加料仓以及安装在所述加热仓和加料仓底部的底座，所述加热仓包括加热装置和安装在所述加热装置外部的加热仓外罩，所述加料仓包括加料装置和安装在加料装置外部的加料仓外罩，所述加热装置包括炉芯外罩，所述炉芯外罩的内部设置有保温罩，所述保温罩内部上下两端分别安装有碳化筒和燃烧筒。该发明通过柴油点燃辅助燃烧，可燃物(秸秆，生活垃圾)高温分解气化，碳化循环作为热源，从而大大降低了柴油用量，但依然能获得较高的热能和附属产品碳，也保护了环境，实现了能源的综合利用，具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉技术领域，具体地说，涉及一种高效环保型炭化锅炉。
背景技术
锅炉是利用燃料燃烧释放的热能或其他热能将工质水或其他流体加热到一定参数的设备，目前市场上最常见的锅炉有五种，燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、生物燃料锅炉、电加热锅炉。而燃煤锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、生物燃料锅炉、电加热锅炉的热源为单一的，无法实现能源的综合利用，导致资源利用率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效环保型炭化锅炉，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种高效环保型炭化锅炉，包括加热仓和加料仓以及安装在所述加热仓和加料仓底部的底座，所述加热仓包括加热装置和安装在所述加热装置外部的加热仓外罩，所述加料仓包括加料装置和安装在加料装置外部的加料仓外罩，所述加热装置包括炉芯外罩，所述炉芯外罩的内部设置有保温罩，所述保温罩内部上下两端分别安装有碳化筒和燃烧筒，所述碳化筒的内部开设有碳化腔，所述碳化筒的顶部开设有与碳化腔相连通的填料口，所述燃烧筒包括混合燃烧室和蒸汽室，所述混合燃烧室的一端开设有与其内部相连通的燃烧机接口，所述碳化筒的顶部安装有与碳化腔相连通的排气管，所述排气管的另一端连通有焦油冷却器，所述焦油冷却器的底部安装有与其内部相连通的焦油排出口，所述焦油冷却器的底部一侧连通有燃气进管，所述燃气进管的另一端连通于混合燃烧室内，所述蒸汽室内部贯穿连接有烟气管道，所述烟气管道一端与碳化腔连通，所述烟气管道另一端与混合燃烧室连通，所述混合燃烧室的顶部安装有与其内部相连通的废气管。
作为优选，所述碳化筒的顶部安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴同轴安装有连接轴，所述连接轴伸入碳化腔内部，所述连接轴的外壁环形阵列有多个搅拌块。
作为优选，所述保温罩的顶部开设有与填料口相连通的下料管卡口，所述保温罩的顶部开设与排气管卡接配合的排气管卡口，所述保温罩的顶部开设与废气管卡接配合的废气管卡口，所述保温罩的顶部开设与连接轴尺寸相适配的轴卡口，所述保温罩的外壁开设有与燃气进管卡接配合的燃气进管卡口。
作为优选，所述燃烧筒外壁两端分别安装有与蒸汽室相连通的蒸汽出口管和进水管，所述蒸汽出口管位于进水管的顶部。
作为优选，所述燃烧筒的外壁安装有与蒸汽室相连通的水位计安装管。
作为优选，所述加热仓外罩的顶部开设有用于废气管穿出的出口孔。
作为优选，所述加料装置包括加料斗，所述加料斗的底部连通有螺旋进料管，所述螺旋进料管的一端连通有下料管，所述下料管从下料管卡口处插入填料口内，所述螺旋进料管的另一端安装有第一工作电机，所述加料仓外罩的顶部安装有可打开的加料仓门。
作为优选，所述碳化筒和燃烧筒之间安装有螺旋出料管，所述碳化筒的底部开设有与碳化腔相连通的排碳口，所述螺旋出料管的顶部开设有与排碳口相连通的料口，所述螺旋出料管的底部安装有与其内部相连通的排料管，所述螺旋出料管的一端安装有第二工作电机。
作为优选，所述底座包括碳箱，所述碳箱的顶部开设有与其内部相连通的下料口，所述排料管和下料口相通，所述碳箱的一端安装有可打开的拉门。
作为优选，所述底座包括与加热仓外罩卡接配合的加热仓卡罩，所述加热仓卡罩的一端开设有燃烧机进口。
与现有技术相比，本发明的有益效果：该高效环保型炭化锅炉中，通过柴油点燃辅助燃烧，可燃物(秸秆，生活垃圾)高温分解气化，产生可燃气体循环作为热源，从而大大降低了柴油用量，但依然能获得较高的热能和附属产品碳，也保护了环境，实现了能源的综合利用，具有重要意义。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的整体结构拆分图；
图3为本发明的加料装置和加热装置安装结构示意图；
图4为本发明的加料装置结构示意图；
图5为本发明的加热装置结构拆分图；
图6为本发明的加热装置整体结构示意图；
图7为本发明的碳化筒结构示意图；
图8为本发明的燃烧筒结构示意图；
图9为本发明的底座结构示意图；
图10为本发明的排气管优化结构图。
图中各个标号意义为：
1、加热仓；
2、加料仓；
3、加料仓外罩；31、加料仓门；
4、加料装置；41、加料斗；42、螺旋进料管；43、下料管；44、第一工作电机；45、螺旋出料管；46、料口；47、排料管；48、第二工作电机；
5、加热仓外罩；51、出口孔；
6、加热装置；61、炉芯外罩；
62、保温罩；621、下料管卡口；622、排气管卡口；623、废气管卡口；624、轴卡口；625、燃气进管卡口；
63、碳化筒；631、碳化腔；632、填料口；633、旋转电机；634、连接轴；635、搅拌块；636、排碳口；
64、燃烧筒；641、混合燃烧室；642、蒸汽室；
65、燃烧机接口；
66、排气管；661、冷却筒；662、吸烟风机；
67、焦油冷却器；68、燃气进管；69、烟气管道；610、废气管；611、蒸汽出口管；612、进水管；613、水位计安装管；614、焦油排出口；
7、底座；71、加热仓卡罩；72、燃烧机进口；73、碳箱；74、下料口；75、拉门。
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，本领域普通技术人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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1-图10所示，本发明提供一种技术方案：
本发明提供一种高效环保型炭化锅炉，包括加热仓1和加料仓2以及安装在加热仓1和加料仓2底部的底座7，加热仓1包括加热装置6和安装在加热装置6外部的加热仓外罩5，加料仓2包括加料装置4和安装在加料装置4外部的加料仓外罩3，加热装置6包括炉芯外罩61，炉芯外罩61的内部设置有保温罩62，保温罩62内部上下两端分别安装有碳化筒63和燃烧筒64，保温罩62作用防止碳化筒63和燃烧筒64温度流失，温度不能保温，会影响碳化效果，造成能源浪费，碳化筒63的内部开设有碳化腔631，用于在碳化腔631内进行高温裂解，碳化筒63的顶部开设有与碳化腔631相连通的填料口632，便于将燃料从填料口632处添加进入碳化腔631内，燃烧筒64包括混合燃烧室641和蒸汽室642，混合燃烧室641的一端开设有与其内部相连通的燃烧机接口65，将燃烧机从燃烧机接口65接入混合燃烧室641内部，并将可燃气体进行点燃，通过混合燃烧室641内燃烧温度上升，热量通过混合燃烧室641内壁和烟气管道69传递至蒸汽室64对蒸汽室内的水进行加热产生蒸汽，同时剩余的烟气热量通过烟气管道69进入炭化筒63内部，使得碳化腔631内部温度升高，将碳化腔631内部的可燃物气化分解，碳化筒63的顶部安装有与碳化腔631相连通的排气管66，排气管66的另一端连通有焦油冷却器67，焦油冷却器67的底部安装有与其内部相连通的焦油排出口614，排气管66用于将裂解好的气体导入焦油冷却器67内部，焦油冷却器67采用冷气器利用液化原理实现，通过冷水进入冷凝管，给焦油冷却器67内部的烟气降温液化，分离水，焦油和可然气体，由于水和焦油比重大从焦油排出口614排出，焦油冷却器67的底部一侧连通有燃气进管68，燃气进管68的另一端连通于混合燃烧室641内，可燃物气化分解产生的可燃气体从排气管66排出，经过焦油冷却器67冷却过滤焦油，生成可燃物气体，过滤后的可燃气体在通过燃气进管68进入混合燃烧室641内进行燃烧，实现油气热能切换，蒸汽室642和化腔631之间安装有烟气管道69，烟气管道69从蒸汽室642内部通过，混合燃烧室641的顶部安装有与其内部相连通的废气管610，废气管610也从蒸汽室642内部通过，蒸汽室642内填充有水液，使得混合燃烧室641外全部是水包围，同时烟气管道69和废气管10在蒸汽室642部分也全部被水包围，燃烧机和燃烧机接口65对接后，在混合燃烧室641燃烧，燃烧热量被蒸汽室642内部水液吸收，来不及吸收的热烟通过烟气管道69排排入碳化腔631中，这样设计的好处在于能源更好的利用，在产生水蒸汽的同时可利用剩余热量将生物质燃料进行炭化产出高质量的生物炭，同时也充分利用生物质燃料裂解时产生的热量和可燃气体。
在实际使用过程中，为了进一步提高裂解好的气体的冷却效果，本发明实施例的排气管66和焦油冷却器67之间安装有冷却筒661，用于提高裂解好的气体的冷却效果，同时，冷却筒661和焦油冷却器之间安装有吸烟风机662，使得可燃气体能够更好的到达混合燃烧室641内。
本发明的高效环保型炭化锅炉在燃烧时，将可燃物从填料口632处添加进入碳化腔631内，燃烧机从燃烧机接口65接入混合燃烧室641，通过混合燃烧室641内燃烧温度上升，热量通过混合燃烧室641内壁和烟气管道69传递至蒸汽室64对蒸汽室内的水进行加热产生蒸汽，同时剩余的烟气热量通过烟气管道69进入炭化筒63内部炭化腔631与炭化腔631内部燃料直接接触，使得碳化筒63温度升至200℃，将碳化筒63内部的可燃物气化分解，可燃物气化分解产生的可燃气体从排气管66排出，经过焦油冷却器67冷却过滤焦油，生成可燃物气体，过滤后的可燃气体在通过燃气进管68进入混合燃烧室641内进行燃烧，混合燃烧室641燃烧，燃烧热量被蒸汽室642内部水液吸收，来不及吸收的热烟通过废气管610排出。
在实际操作过程中，为了碳化筒63内可燃物能够进行充分裂解，本发明的碳化筒63的顶部安装有旋转电机633，旋转电机633的输出轴同轴安装有连接轴634，连接轴634伸入碳化腔631内部，连接轴634的外壁环形阵列有多个搅拌块635，通过将旋转电机633接入电源使其工作，旋转电机633驱动连接轴634转动，通过搅拌块635在碳化筒63内进行搅拌作业，对碳化筒63内部的可燃物进行搅拌破碎，增大可燃物的热量接触面积，提高可燃物的裂解效果。
具体的，保温罩62的顶部开设有与填料口632相连通的下料管卡口621，便于下料管43从下料管卡口621处插入填料口632内，保温罩62的顶部开设与排气管66卡接配合的排气管卡口622，便于排气管66从排气管卡口622处穿出，保温罩62的顶部开设与废气管610卡接配合的废气管卡口623，便于废气管610从废气管卡口623处排出，保温罩62的顶部开设与连接轴634尺寸相适配的轴卡口624，便于连接轴634从轴卡口624处排出，保温罩62的外壁开设有与燃气进管68卡接配合的燃气进管卡口625，便于燃气进管68从燃气进管卡口625处穿出。
在实际操作过程中，由于蒸汽室642内部的水液接收热量后蒸发成水汽排出，导致蒸汽室642内需要经常添加水液，为了便于对蒸汽室642内添加水液，本发明的燃烧筒64外壁两端分别安装有与蒸汽室642相连通的蒸汽出口管611和进水管612，蒸汽出口管611位于进水管612的顶部，通过进水管612能够对蒸汽室642内部进行添加水液，进行补水，而产生的蒸汽从蒸汽出口管611输出，优选的，进水管612外接水泵，通过水泵进行供水。
为了对蒸汽室642内的水位进行测量，本发明的燃烧筒64的外壁安装有与蒸汽室642相连通的水位计安装管613，水位计安装管613是安装水位传感器用，主要作用是测量蒸汽室642内的水最高位和最低位，给蒸汽室642补水，保证蒸汽出气的连续性(补水高位停止，低位补水)。
进一步的，加热仓外罩5的顶部开设有用于废气管610穿出的出口孔51，便于废气管610从出口孔51排出。
在实际操作过程中，由于碳化筒63温度较高，采用人工向碳化筒63内添加可燃物可能会造成烫伤，同时，采用人工添加，效率低，可燃物分布也不均匀，因此，本发明设置加料装置4，加料装置4包括加料斗41，加料斗41的底部连通有螺旋进料管42，螺旋进料管42的一端连通有下料管43，下料管43从下料管卡口621处插入填料口632内，螺旋进料管42的另一端安装有第一工作电机44，加料仓外罩3的顶部安装有可打开的加料仓门31，加料仓门31从加料仓外罩3打开后，加料斗41露出，将可燃物从加料斗41加入，可燃物顺着加料斗41底部进入螺旋进料管42，并通过螺旋进料管42将可燃物推送至下料管43处，并从下料管43排入填料口632，最终进入碳化筒63内。
由于生物质原料中含较多的氧，当碳化筒63内温度升高到一定程度后，氧将参加反应而使温度迅速提高，从而加速完成热解，如缓慢裂解可以得到碳，因此碳化筒63内会产生一定的碳，为了方便对碳化筒63内部的碳进行回收，本发明的碳化筒63和燃烧筒64之间安装有螺旋出料管45，碳化筒63的底部开设有与碳化腔631相连通的排碳口636，螺旋出料管45的顶部开设有与排碳口636相连通的料口46，螺旋出料管45的底部安装有与其内部相连通的排料管47，螺旋出料管45的一端安装有第二工作电机48，将第二工作电机48接通电源，使其工作，第二工作电机48驱动螺旋出料管45将碳化筒63内堆积的碳从排碳口636排出，并经过螺旋出料管45从排料管47排出。
具体的，为了对排出的碳进行存放，本发明的底座7包括碳箱73，碳箱73的顶部开设有与其内部相连通的下料口74，排料管47和下料口74相通，从排料管47排出的碳通过下料口74进入碳箱73内部，便于对碳进行收集，同时，碳箱73的一端安装有可打开的拉门75，拉开拉门75能够将碳箱73内部的碳取出。
值得说明的是，底座7包括与加热仓外罩5卡接配合的加热仓卡罩71，安装时，加热仓外罩5卡在加热仓卡罩71上，实现加热装置6的外包裹，一方面，减少加热装置6热量的流失，另一方面，避免接触在加热装置6外壁造成烫伤，加热仓卡罩71的一端开设有燃烧机进口72，便于将燃烧机接入。
本发明的高效环保型炭化锅炉在具体使用时，将加料仓门31从加料仓外罩3打开后，加料斗41露出，可燃物从加料斗41加入，可燃物顺着加料斗41底部进入螺旋进料管42，并通过螺旋进料管42将可燃物推送至下料管43处，并从下料管43排入填料口632，最终进入碳化筒63内，燃烧机从燃烧机接口65接入混合燃烧室641，通过混合燃烧室641内燃烧温度上升，热量通过混合燃烧室641内壁和烟气管道69传递至蒸汽室64对蒸汽室内的水进行加热产生蒸汽，同时剩余的烟气热量通过烟气管道69进入炭化筒63内部炭化腔631与炭化腔631内部燃料直接接触，使得碳化筒63温度升至200℃，将碳化筒63内部的可燃物气化分解，可燃物气化分解产生的可燃气体从排气管66排出，经过焦油冷却器67冷却过滤焦油，生成可燃物气体，过滤后的可燃气体在通过燃气进管68进入混合燃烧室641内进行燃烧，混合燃烧室641燃烧，燃烧热量被蒸汽室642内部水液吸收，来不及吸收的热烟通过废气管610排出，同时蒸汽室642内产生的热量通过烟气管道69排入碳化腔631中，碳化腔631内温度升高，使得碳化腔631内可燃物裂解，生成碳，第二工作电机48驱动螺旋出料管45将碳化筒63内堆积的碳从排碳口636排出，并经过螺旋出料管45从排料管47排出，从排料管47排出的碳通过下料口74进入碳箱73内部。
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 (10)
1.一种高效环保型炭化锅炉，包括加热仓(1)和加料仓(2)以及安装在所述加热仓(1)和加料仓(2)底部的底座(7)，其特征在于：所述加热仓(1)包括加热装置(6)和安装在所述加热装置(6)外部的加热仓外罩(5)，所述加料仓(2)包括加料装置(4)和安装在加料装置(4)外部的加料仓外罩(3)，所述加热装置(6)包括炉芯外罩(61)，所述炉芯外罩(61)的内部设置有保温罩(62)，所述保温罩(62)内部上下两端分别安装有碳化筒(63)和燃烧筒(64)，所述碳化筒(63)的内部开设有碳化腔(631)，所述碳化筒(63)的顶部开设有与碳化腔(631)相连通的填料口(632)，所述燃烧筒(64)包括混合燃烧室(641)和蒸汽室(642)，所述混合燃烧室(641)的一端开设有与其内部相连通的燃烧机接口(65)，所述碳化筒(63)的顶部安装有与碳化腔(631)相连通的排气管(66)，所述排气管(66)的另一端连通有焦油冷却器(67)，所述焦油冷却器(67)的底部安装有与其内部相连通的焦油排出口(614)，所述焦油冷却器(67)的底部一侧连通有燃气进管(68)，所述燃气进管(68)的另一端连通于混合燃烧室(641)内，所述蒸汽室(642)内部贯穿连接有烟气管道(69)，所述烟气管道(69)一端与碳化腔(631)连通，所述烟气管道(69)另一端与混合燃烧室(641)连通，所述混合燃烧室(641)的顶部安装有与其内部相连通的废气管(610)。
2.根据权利要求1所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述碳化筒(63)的顶部安装有旋转电机(633)，所述旋转电机(633)的输出轴同轴安装有连接轴(634)，所述连接轴(634)伸入碳化腔(631)内部，所述连接轴(634)的外壁环形阵列有多个搅拌块(635)。
3.根据权利要求2所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述保温罩(62)的顶部开设有与填料口(632)相连通的下料管卡口(621)，所述保温罩(62)的顶部开设与排气管(66)卡接配合的排气管卡口(622)，所述保温罩(62)的顶部开设与废气管(610)卡接配合的废气管卡口(623)，所述保温罩(62)的顶部开设与连接轴(634)尺寸相适配的轴卡口(624)，所述保温罩(62)的外壁开设有与燃气进管(68)卡接配合的燃气进管卡口(625)。
4.根据权利要求1所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述燃烧筒(64)外壁两端分别安装有与蒸汽室(642)相连通的蒸汽出口管(611)和进水管(612)，所述蒸汽出口管(611)位于进水管(612)的顶部。
5.根据权利要求4所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述燃烧筒(64)的外壁安装有与蒸汽室(642)相连通的水位计安装管(613)。
6.根据权利要求1所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述加热仓外罩(5)的顶部开设有用于废气管(610)穿出的出口孔(51)。
7.根据权利要求2所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述加料装置(4)包括加料斗(41)，所述加料斗(41)的底部连通有螺旋进料管(42)，所述螺旋进料管(42)的一端连通有下料管(43)，所述下料管(43)从下料管卡口(621)处插入填料口(632)内，所述螺旋进料管(42)的另一端安装有第一工作电机(44)，所述加料仓外罩(3)的顶部安装有可打开的加料仓门(31)。
8.根据权利要求1所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述碳化筒(63)和燃烧筒(64)之间安装有螺旋出料管(45)，所述碳化筒(63)的底部开设有与碳化腔(631)相连通的排碳口(636)，所述螺旋出料管(45)的顶部开设有与排碳口(636)相连通的料口(46)，所述螺旋出料管(45)的底部安装有与其内部相连通的排料管(47)，所述螺旋出料管(45)的一端安装有第二工作电机(48)。
9.根据权利要求8所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述底座(7)包括碳箱(73)，所述碳箱(73)的顶部开设有与其内部相连通的下料口(74)，所述排料管(47)和下料口(74)相通，所述碳箱(73)的一端安装有可打开的拉门(75)。
10.根据权利要求1所述的高效环保型炭化锅炉，其特征在于：所述底座(7)包括与加热仓外罩(5)卡接配合的加热仓卡罩(71)，所述加热仓卡罩(71)的一端开设有燃烧机进口(72)。
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