CN113980703B - 一种生物质燃气生产用冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质燃气生产用冷却装置，包括炉体和设置在其内部的隔板，隔板上方设有用于产生燃气的气化腔，所述隔板中间位置设有卸料口，卸料口位置设有用于支撑生物质的支撑件，所述炉体左上侧的加料口位置设有用于向其内部补充生物质的生物质补充箱，本发明针对现有装置的弊端进行设计，利用生物质热解来获取可燃性气体，通过利用燃气中的热量进行蒸汽发电，降低了设备的能耗，同时利用蒸汽发电产生高温蒸汽与惰性气体相混合，不仅提高了进气高度，还可以提供了热解的原材料，提高了燃气的产量，另外通过对冷却水自然降温以及二次余热回收，有效的避免了热量的浪费，实用性强。

Description

一种生物质燃气生产用冷却装置

技术领域

本发明涉及生物质加工技术领域，具体是一种生物质燃气生产用冷却装置。

背景技术

生物质气化炉是常用的生物质燃气生产设备，但现在的生物质气化炉还处于起步阶段，由于生物质燃气生成时需要一千两百度的高温，需要对炉排和炉体进行保护以防止炉体和炉排受到损害，但现有的冷却装置常常是冷却油装置，非常复杂并且这部分能量并没有被利用而是损失掉了，不能提高能量的利用率，所以需要对冷却装置重新设计换热管路，针对上述问题，现有专利公告号为CN112625753B的专利公布了一种生物质燃气生产用冷却装置，该装置虽然可以对高温燃气进行冷却，但是这里的冷却方式需要提供制冷剂进行制冷，并且这里对热量的利用只是用于对空气进行加热，然后对汽化炉进行保温，但是这种利用方式仍然只是利用部分燃气中的热量，基于此，现在提供一种生物质燃气生产用冷却装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质燃气生产用冷却装置，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：

一种生物质燃气生产用冷却装置，包括炉体和设置在其内部的隔板，隔板上方设有用于产生燃气的气化腔，所述隔板中间位置设有卸料口，卸料口位置设有用于支撑生物质的支撑件，所述炉体左上侧的加料口位置设有用于向其内部补充生物质的生物质补充箱，所述隔板上端外侧的炉体内壁设有用于对生物质进行加热的加热块，所述隔板内部设有用于缓存惰性气体的缓存腔，所述隔板上端阵列分布有若干个与缓存腔连通的进气孔，所述缓存腔下侧的进气口通过导管与炉体左侧的混合腔连通，所述混合腔左侧设有用于提供惰性气体的供气件，这里的惰性气体为氮气或者二氧化碳，所述炉体上端设有用于存储热水的加热箱，所述加热箱内部设有用于换热的换热盘管，所述换热盘管下端与炉体上端的排气口连接，所述加热箱上端设有蒸汽发电机构，所述蒸汽发电机构的排气端通过蒸汽排管与混合腔的第二进气口连通。

作为本发明进一步的方案：所述混合腔上设有泄压阀，避免其内部压强过大。

作为本发明进一步的方案：所述加热箱左上端补水口处设有补水管，所述补水管上端设有用于存储水的缓存热液箱，所述补水管上设有液位阀，当加热箱中的水位低于设定值时液位阀会自动打开，缓存热液箱中的水会进入加热箱中。

作为本发明进一步的方案：所述换热盘管的排气端设有用于输送燃气管的输送管道，所述输送管道右侧连通用于缓存燃气的二次降温箱，所述二次降温箱上下两侧分别设有一个换热盘，两个换热盘之间设有用于贯穿二次降温箱的换热管，下侧的换热盘通过水管与水泵的输出端连接，上侧的换热盘通过水管与缓存热液箱的进水端连接。

作为本发明进一步的方案：所述二次降温箱右侧的输送管道上设有用于检测燃气温度和燃气组分的检测器，所述检测器与水泵的控制端电性连接。

作为本发明进一步的方案：所述水泵的进水端通过管道连接用于存储水的散热水箱，所述散热水箱为扁平状的金属箱体，且所述金属箱体表面分布有散热翅片，这种扁平设置的金属箱体有效的增大了散热面，使得散热冷水可以自然冷却，降低了散热能耗，所述缓存热液箱外侧设有溢流口，溢流口通过管路与散热水箱的进水端连通。

作为本发明进一步的方案：所述蒸汽发电机构包括与加热箱上端连通的活塞筒，所述活塞筒内部滑动配合有一个活塞块，所述活塞块上端中间位置设有一个活塞杆，所述活塞杆上端与活塞筒顶部的滑动孔滑动配合，所述活塞杆上端设有一个顶板，所述顶板与活塞筒顶部之间通过复位弹簧连接固定，所述活塞筒左上侧设有与蒸汽排管连通的排气口，所述顶板右下侧转动设有一个传动连杆，所述传动连杆下端与转动盘外侧偏心位置转动连接，所述传动连杆设置在发电机的转子输入端，所述发电机的输出端与蓄电池的输入端连接。

作为本发明再进一步的方案：所述支撑件包括支撑板，所述支撑板上端面为锥形结构，所述支撑板下端连接用于带动其上下移动的升降推动件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明针对现有装置的弊端进行设计，利用生物质热解来获取可燃性气体，通过利用燃气中的热量进行蒸汽发电，降低了设备的能耗，同时利用蒸汽发电产生高温蒸汽与惰性气体相混合，不仅提高了进气高度，还可以提供了热解的原材料，提高了燃气的产量，另外通过对冷却水自然降温以及二次余热回收，有效的避免了热量的浪费，实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明内部的结构示意图。

图3为本发明中隔板上端面的结构示意图。

图4为本发明中支撑板的结构示意图。

其中：炉体11、进气孔12、缓存腔13、支撑板14、升降推动件15、气化腔16、混合腔17、加热块18、排气口19、生物质补充箱20、换热盘管21、加热箱22、蒸汽排管23、活塞块24、活塞杆25、复位弹簧26、顶板27、传动连杆28、转动盘29、发电机30、缓存热液箱31、液位阀32、换热盘33、换热管34、二次降温箱35、检测器36、水泵37、散热水箱38。

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。

实施例1

请参阅图1-图3，本发明实施例中，一种生物质燃气生产用冷却装置，包括炉体11和设置在其内部的隔板，隔板上方设有用于产生燃气的气化腔16，所述隔板中间位置设有卸料口，卸料口位置设有用于支撑生物质的支撑板14，所述支撑板14上端面为锥形结构，所述支撑板14下端连接用于带动其上下移动的升降推动件15，所述炉体11左上侧的加料口位置设有用于向其内部补充生物质的生物质补充箱20，所述隔板上端外侧的炉体11内壁设有用于对生物质进行加热的加热块18，所述隔板内部设有用于缓存惰性气体的缓存腔13，所述隔板上端阵列分布有若干个与缓存腔13连通的进气孔12，所述缓存腔13下侧的进气口通过导管与炉体11左侧的混合腔17连通，所述混合腔17左侧设有用于提供惰性气体的供气件，这里的惰性气体为氮气或者二氧化碳，所述炉体11上端设有用于存储热水的加热箱22，所述加热箱22内部设有用于换热的换热盘管21，所述换热盘管21下端与炉体11上端的排气口19连接，所述加热箱22上端设有蒸汽发电机构，所述蒸汽发电机构的排气端通过蒸汽排管23与混合腔17的第二进气口连通，这样就可以通过蒸汽与惰性气体混合，一方面是对吹气进行加热，另一方面是为吹气提供动力，并且也可以参与生物质反应，提高了燃气产量；

所述加热箱22左上端补水口处设有补水管，所述补水管上端设有用于存储水的缓存热液箱31，所述补水管上设有液位阀32，当加热箱22中的水位低于设定值时液位阀32会自动打开，缓存热液箱31中的水会进入加热箱22中，避免出现加热箱22中水量不足的问题；

所述换热盘管21的排气端设有用于输送燃气管的输送管道，所述输送管道右侧连通用于缓存燃气的二次降温箱35，所述二次降温箱35上下两侧分别设有一个换热盘33，两个换热盘33之间设有用于贯穿二次降温箱35的换热管34，下侧的换热盘33通过水管与水泵37的输出端连接，上侧的换热盘33通过水管与缓存热液箱31的进水端连接，在实际使用时，通过水泵37向换热盘33中输送冷水，冷水吸收燃气中的热量，受热后的热水进入缓存热液箱31中以待后期的补水；

所述二次降温箱35右侧的输送管道上设有用于检测燃气温度和燃气组分的检测器36，在初始工作时，需要通过先向炉体11内部送入惰性气体，避免管道内部氧气含量较多，存在安全隐患，当检测器36检测到燃气温度高于设定值时，水泵37提高转速，从而提高对燃气的冷却速度；

所述水泵37的进水端通过管道连接用于存储水的散热水箱38，所述散热水箱38为扁平状的金属箱体，且所述金属箱体表面分布有散热翅片，这种扁平设置的金属箱体有效的增大了散热面，使得散热冷水可以自然冷却，降低了散热能耗，所述缓存热液箱31外侧设有溢流口，溢流口通过管路与散热水箱38的进水端连通，这样当缓存热液箱31中的水位达到一定高度时，多余的水会沿着溢流口进入散热水箱38中，以便快速散热；

所述蒸汽发电机构包括与加热箱22上端连通的活塞筒，所述活塞筒内部滑动配合有一个活塞块24，所述活塞块24上端中间位置设有一个活塞杆25，所述活塞杆25上端与活塞筒顶部的滑动孔滑动配合，所述活塞杆25上端设有一个顶板27，所述顶板27与活塞筒顶部之间通过复位弹簧26连接固定，所述活塞筒左上侧设有与蒸汽排管23连通的排气口，所述顶板27右下侧转动设有一个传动连杆28，所述传动连杆28下端与转动盘29外侧偏心位置转动连接，所述传动连杆28设置在发电机30的转子输入端，当高温气体沿着换热盘管21流动时，加热箱22内部的水会被加热，沸腾的水会推动活塞块24向上运动，当移动到蒸汽排管23位置时会发生泄气，此时在复位弹簧26的作用下，活塞块24会向下复位，在顶板27上下往复移动时，传动连杆28会带动排气口19转动，转动盘29会带动发电机30内部的转子转动，从而完成发电，所述发电机30的输出端与蓄电池的输入端连接。

本发明的工作原理是：实际使用时，通过生物质补充箱20将生物质送入炉体11中，由于生物质补充箱20为密封设置，所以无需担心加料时混入氧气，通过升降推动件15带动支撑板14将生物质料托住，然后通过加热块18进行加热，在没有氧气的环境中，生物质会碳化分解，其中会产生可燃性气体，可燃性气体在惰性气体的带动下会沿着排气口19排出，高温可燃性气体会通过换热盘管21对加热箱22中的水进行加热，在加热箱22中水沸腾后，蒸汽发电机构会进行发电，从而为整个装置的电力设备提供电能，蒸汽发电机机构产生的高温蒸汽会进入混合腔17中，与惰性气体混合，不仅可以对惰性气体进行加热，还可以作为燃气的原材料，提高燃气的产量，通过复位弹簧26对排出燃气温度进行检测，通过控制水泵37的工作功率来调节燃气在二次降温箱35中的冷却速度，这里将二次降温产生的热水送入缓存热液箱31中，以便及时向加热箱22中补充热水，另外缓存热液箱31上设有溢流口，通过将多余的热水送入散热水箱38中，利用散热水箱38自然冷却，来获取后期制冷的冷源，降低了降温成本。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (9)

1.一种生物质燃气生产用冷却装置，包括炉体（11）和设置在其内部的隔板，隔板上方设有用于产生燃气的气化腔（16），所述隔板中间位置设有卸料口，卸料口位置设有用于支撑生物质的支撑件，所述炉体（11）左上侧的加料口位置设有用于向其内部补充生物质的生物质补充箱（20），所述隔板上端外侧的炉体（11）内壁设有用于对生物质进行加热的加热块（18）；

其特征在于，所述隔板内部设有用于缓存惰性气体的缓存腔（13），所述隔板上端阵列分布有若干个与缓存腔（13）连通的进气孔（12），所述缓存腔（13）下侧的进气口通过导管与炉体（11）左侧的混合腔（17）连通，所述混合腔（17）左侧设有用于提供惰性气体的供气件，所述炉体（11）上端设有用于存储热水的加热箱（22），所述加热箱（22）内部设有用于换热的换热盘管（21），所述换热盘管（21）下端与炉体（11）上端的排气口（19）连接，所述加热箱（22）上端设有蒸汽发电机构，所述蒸汽发电机构的排气端通过蒸汽排管（23）与混合腔（17）的第二进气口连通。

2.根据权利要求1所述的生物质燃气生产用冷却装置，其特征在于，所述加热箱（22）左上端补水口处设有补水管，所述补水管上端设有用于存储水的缓存热液箱（31），所述补水管上设有液位阀（32），当加热箱（22）中的水位低于设定值时液位阀（32）会自动打开，缓存热液箱（31）中的水会进入加热箱（22）中。

3.根据权利要求2所述的生物质燃气生产用冷却装置，其特征在于，所述换热盘管（21）的排气端设有用于输送燃气管的输送管道，所述输送管道右侧连通用于缓存燃气的二次降温箱（35），所述二次降温箱（35）上下两侧分别设有一个换热盘（33），两个换热盘（33）之间设有用于贯穿二次降温箱（35）的换热管（34），下侧的换热盘（33）通过水管与水泵（37）的输出端连接，上侧的换热盘（33）通过水管与缓存热液箱（31）的进水端连接。

4.根据权利要求3所述的生物质燃气生产用冷却装置，其特征在于，所述二次降温箱（35）右侧的输送管道上设有用于检测燃气温度和燃气组分的检测器（36），所述检测器（36）与水泵（37）的控制端电性连接。

5.根据权利要求4所述的生物质燃气生产用冷却装置，其特征在于，所述水泵（37）的进水端通过管道连接用于存储水的散热水箱（38），所述散热水箱（38）为扁平状的金属箱体，且所述金属箱体表面分布有散热翅片，这种扁平设置的金属箱体有效的增大了散热面，使得散热冷水可以自然冷却，降低了散热能耗，所述缓存热液箱（31）外侧设有溢流口，溢流口通过管路与散热水箱（38）的进水端连通。

6.根据权利要求1所述的生物质燃气生产用冷却装置，其特征在于，所述蒸汽发电机构包括与加热箱（22）上端连通的活塞筒，所述活塞筒内部滑动配合有一个活塞块（24），所述活塞块（24）上端中间位置设有一个活塞杆（25），所述活塞杆（25）上端与活塞筒顶部的滑动孔滑动配合，所述活塞杆（25）上端设有一个顶板（27），所述顶板（27）与活塞筒顶部之间通过复位弹簧（26）连接固定，所述活塞筒左上侧设有与蒸汽排管（23）连通的排气口，所述顶板（27）右下侧转动设有一个传动连杆（28），所述传动连杆（28）下端与转动盘（29）外侧偏心位置转动连接，所述传动连杆（28）设置在发电机（30）的转子输入端，所述发电机（30）的输出端与蓄电池的输入端连接。

7.根据权利要求1所述的生物质燃气生产用冷却装置，其特征在于，所述支撑件包括支撑板（14），所述支撑板（14）上端面为锥形结构，所述支撑板（14）下端连接用于带动其上下移动的升降推动件（15）。

8.根据权利要求1所述的生物质燃气生产用冷却装置，其特征在于，所述惰性气体为氮气或者二氧化碳。

9.根据权利要求1所述的生物质燃气生产用冷却装置，其特征在于，所述混合腔（17）上设有泄压阀。

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