CN114456819B - 一种生物质正压气炭联产发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质正压气炭联产发生器，包括炉体、焦油滤清器、炉箅子以及立式绞龙；所述炉体，为生物质碎料提供高温无氧的干馏环境，炉体的顶部与所述立式绞龙连接用于上料，炉体的底部连接有排出生物质炭的出渣绞龙；所述炉箅子设置在炉体内，用于对干馏的生物质碎料进行缓存并搅拌出炭。所述焦油滤清器的顶部安装有上料绞龙，所述焦油滤清器的底部与所述立式绞龙连接，所述焦油滤清器上设置有燃气进口管以及燃气出口管，所述燃气进口管连接在所述焦油滤清器以及所述炉体之间，以使炉体内的燃气自底部进入焦油滤清器中并与自顶部进入的生物质碎料混合过滤，所述燃气出口管用于使过滤后的燃气排出。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质燃气生产领域，具体是一种生物质正压气炭联产发生器。
背景技术
生物质秸秆新柴是无限循环的粮食、树木的下脚料，是相伴人类生活取之不尽用之不竭的自然能源。随着工业化技术不断发展，生物质借助于空气(或氧气)、水蒸汽可以经过热化学反应最终转化为一氧化碳、氢气、甲烷等低分子烃类可燃气体。
我国可用的固体生物质数量巨大，生物质气化主要以农业、木材废弃物为主。生物质分布广泛，就地取材是生物质开发利用的广阔天地。然而，从上世纪四十年代日趋红火的生物质气化集中供气技术因燃气中的焦油而失去市场，究其致命原因为生物质燃气中的焦油堵塞管网、灶具。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物质正压气炭联产发生器，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：
一种生物质正压气炭联产发生器，包括炉体、焦油滤清器、炉箅子以及立式绞龙；
所述炉体，为生物质碎料提供高温无氧的干馏环境，炉体的顶部与所述立式绞龙连接用于上料，炉体的底部连接有排出生物质炭的出渣绞龙；
所述炉箅子设置在炉体内，用于对干馏的生物质碎料进行缓存并搅拌出炭。
所述焦油滤清器的顶部安装有上料绞龙，所述焦油滤清器的底部与所述立式绞龙连接，所述焦油滤清器上设置有燃气进口管以及燃气出口管，所述燃气进口管连接在所述焦油滤清器以及所述炉体之间，以使炉体内的燃气自底部进入焦油滤清器中并与自顶部进入的生物质碎料混合过滤，所述燃气出口管用于使过滤后的燃气排出。
作为本发明进一步的方案：所述炉体包括出渣筒以及包含第一节筒、第二节筒在内的至少两个节筒，所述第一节筒、第二节筒、出渣筒自上而下依次连接并形成密封炉腔，第一节筒的顶部设置有水封罩。
作为本发明进一步的方案：所述炉箅子包括炉栅和剃料架，所述炉栅与所述灰渣筒固连，所述剃料架转动安装在炉栅上，所述炉栅周侧开设有使生物质炭排出的排炭间隙。
作为本发明进一步的方案：所述炉栅包括圈座、多个圈板以及多根连接筋，所述圈板为上大下小的环形板体，多个所述圈板自上而下间隔分布，相邻两个圈板之间形成所述排炭间隙，且多个圈板的大圆面或小圆面半径自上而下呈阶梯式减小以使所述炉栅整体呈漏斗状，所述圈座设置于最底部，多根连接筋固定安装在多个圈板的外周侧以使多个圈板固定，所述连接筋的端部固定安装在圈座的外周，多根所述连接筋呈环向等间距分布。
作为本发明进一步的方案：所述圈板的两端边缘处均固定连接有唇环板。
作为本发明进一步的方案：所述剃料架包括环架和圆座，所述圆座和环架同轴分布，二者之间通过多根环向倾斜分布的连杆固定连接以形成漏斗状镂空架体，所述连杆上固定安装有多根沿环架径向延伸的剃炭签，所述圆座转动连接在所述圈座上。
作为本发明进一步的方案：还包括中心柱，所述中心柱同轴固定安装在圆座上，所述中心柱与所述环架之间通过多根环向水平分布的横杆固定连接。
作为本发明进一步的方案：所述第二节筒与所述出渣筒之间且位于二者的外周侧套设有封套，所述封套的顶端固定安装有第一法线进风器，所述第一法线进风器与所述第二节筒的外筒共同围合形成用于向炉体内通入气化介质的密封环腔，所述第二节筒的周侧开设有多个用于连通所述密封环腔与炉体内腔的进风孔。
作为本发明进一步的方案：所述第二节筒内同轴固定安装有环座，所述环座内同轴固定安装有连接筒，所述连接筒的端部延伸至炉栅并与炉栅的外壁间隙配合。
作为本发明进一步的方案：所述焦油滤清器包括上锥筒、柱筒、下锥筒和出料筒，所述上锥筒、柱筒、下锥筒、出料筒自上而下依次密封连接并形成密封壳体，所述上锥筒的顶部与所述上料绞龙连接，所述出料筒的底部与所述立式绞龙的一端连接，所述燃气出口管穿过所述柱筒并向上延伸，所述焦油滤清器的密封壳体内设置有用于对燃气出口管进行罩设并对生物质碎料进行导流的导流罩。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明结构紧凑，设计合理，通过将炉体的顶部与焦油滤清器的底部通过立式绞龙连接，炉体内设置有用于对生物质碎料进行缓存并破碎出炭的炉箅子，焦油滤清器顶部安装有上料绞龙，并且在焦油滤清器上设置有燃气进口管以及燃气出口管，从而使炉体内干馏产生的燃气以及焦油通过燃气进口管自底部进入焦油滤清器中并向上攀升，再与顶部进入焦油滤清器内并向下掉落的生物质碎料充分混合，高温燃气对生物质碎料进行初步干燥，且焦油在混合的过程中附着在生物质碎料上以实现焦油过滤，燃气通过焦油滤清器的过滤使得焦油得以清除，进而提高燃气纯净度，而焦油附着在被高温干燥后的生物质碎料上，再由立式绞龙送入炉体内进行干馏，一方面使生物质碎料得以有效的干燥，提高热值，另一方面，焦油随生物质碎料二次返回至炉体内并进行裂解气化以再次生成燃气，从而实现焦油与燃气的高效转换，进一步提高该生物质正压气炭联产发生器的燃气产出率，同时避免配备额外的焦油收集装置，简化生物质正压气炭联产发生器的整体结构，从而实现更加稳定高效的气炭联产。
附图说明
图1为生物质正压气炭联产发生器的结构示意图；
图2为生物质正压气炭联产发生器的主视图；
图3为生物质正压气炭联产发生器的剖视图；
图4为图3的局部放大图；
图5为生物质正压气炭联产发生器中炉箅子的结构示意图；
图6为生物质正压气炭联产发生器中炉箅子的爆炸图；
图7为焦油滤清器的结构示意图；
图8为焦油滤清器的主视图；
图9为焦油滤清器的剖视图；
图10为生物质正压气炭联产发生器中机架的安装示意图；
图中：炉体100、第一节筒101、水封罩101a、第二节筒102、进风孔102a、环座102b、连接筒102c、灰渣筒103、出渣绞龙103a、燃气进口管103b、封套104、第一法线进风器104a；
炉箅子105、剃料架105a、环架105a1、横杆105a2、连杆105a3、剃炭签105a4、中心柱105a5、圆座105a6、炉栅105b、圈板105b1、唇环板105b2、连接筋105b3、圈座105b4；
齿环106、法兰107；
焦油滤清器200、上锥筒200a、柱筒200b、下锥筒200c、直筒200d、出料筒201、第二法线进风器201a、上料绞龙202、上料斗202a、燃气出口管203、风机203a、导流罩204；
立式绞龙300、机架400、立柱401、围栏402、爬梯403、工作平台404、框架405。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1～3，本实施例，一种生物质正压气炭联产发生器，包括炉体100、焦油滤清器200、炉箅子105以及立式绞龙300，所述炉体100、立式绞龙300、焦油滤清器200依次连接。
所述炉体100，为炉体100内的生物质碎料提供高温无氧的干馏环境，生物质碎料在炉体100内的高温无氧环境中并在气化介质的作用下进行干燥、氧化、还原的干馏过程，并生成生物质炭、燃气和焦油，产出的生物质炭由炉体100底部安装的出渣绞龙103a排出，产出的燃气和散布在燃气中的焦油由连接在炉体100和焦油滤清器200之间的燃气进口管103b进入焦油滤清器200。
所述炉箅子105设置在炉体100内，用于对干馏的生物质碎料进行缓存并搅拌出炭。
所述焦油滤清器200，用于对生物质碎料进行干燥、对燃气进行净化，焦油滤清器200的顶部安装有上料绞龙202，所述上料绞龙202的端部安装有上料斗202a，燃气和散布在燃气中的焦油由底部环向进入焦油滤清器200中并自下而上攀升，再与顶部进入焦油滤清器200内并自上而下掉落的生物质碎料充分混合，高温燃气对生物质碎料进行初步干燥，且焦油在混合的过程中附着在生物质碎料上以实现焦油过滤，过滤后的燃气由燃气出口管203排出，燃气出口管203上装配有用于使燃气抽出的风机203a，燃气通过焦油滤清器200的过滤使得散布在燃气中的焦油得以清除，进而提高燃气纯净度，而焦油附着在被高温干燥后的生物质碎料上，再由立式绞龙300送入炉体100内进行干馏，一方面使生物质碎料得以有效的干燥，提高热值，另一方面，焦油随生物质碎料二次返回至炉体100内并进行裂解气化以再次生成燃气，从而实现焦油与燃气的高效转换，进一步提高该生物质正压气炭联产发生器的燃气产出率，同时避免配备额外的焦油收集装置，简化生物质正压气炭联产发生器的整体结构，从而实现更加稳定高效的气炭联产。
本实施例中，具体的，所述炉体100包括出渣筒以及包含第一节筒101、第二节筒102在内的至少两个节筒，所述第一节筒101、第二节筒102、出渣筒自上而下依次连接并形成密封炉腔，其中，第一节筒101和第二节筒102之间通过法兰107连接，第一节筒101的顶部与所述立式绞龙300连接以用于生物质碎料的进料，所述出渣筒的底部与出渣绞龙103a连接，以使产出的生物质炭由出渣绞龙103a排出，第一节筒101的顶部设置有水封罩101a。
结合图4-6，本实施例中，具体的，所述炉箅子105包括炉栅105b和剃料架105a，所述炉栅105b与所述灰渣筒103固连，所述剃料架105a转动安装在炉栅105b上，生物质碎料由炉体100内掉落并逐层堆积在炉栅105b上，将炉栅105b上位于最底层的生物质碎料通过燃烧器点燃并通入气化介质，以使得生物质碎料逐层的在高温无氧环境下进行干馏，并产生生物质炭、燃气以及焦油，剃料架105a缓慢转动并使逐层炭化而产生的生物质炭进行旋转破碎，并由炉栅105b周侧的间隙排出至出渣筒内进行出炭，进而提高出炭效率，以防止炭料沉积无法顺利排出。
可选的，所述炉栅105b和剃料架105a均大致呈漏斗状，所述炉栅105b包括圈座105b4、多个圈板105b1以及多根连接筋105b3，所述圈板105b1为上大下小的环形板体，圈板105b1具有位于上方的大圆面以及位于下方的小圆面，多个所述圈板105b1自上而下间隔分布，相邻两个圈板105b1之间的间隔作为排炭间隙，且多个圈板105b1的大圆面或小圆面半径自上而下呈阶梯式减小以使所述炉栅105b整体呈漏斗状，所述圈座105b4设置于最底部，多根连接筋105b3固定安装在多个圈板105b1的外周侧以使多个圈板105b1固定，所述连接筋105b3的端部固定安装在圈座105b4的外周以使圈座105b4得以固定并与圈板105b1连为一体，多根所述连接筋105b3呈环向等间距分布。需要提醒的是，上述的通过圈座105b4、多个圈板105b1以及多根连接筋105b3连接形成的漏斗状炉栅105b仅为一种示例，根据实际使用或便于加工的实际需要，该炉栅105b还可以包括漏斗状栅体，所述漏斗状栅体上开设有供生物质炭排出的排料孔，该炉栅105b同样可以达到良好的出炭效果，在此不作具体限定。
本实施例中，优选的，所述圈板105b1的大圆面以及小圆面边缘均固定连接有唇环板105b2，由于相邻两个圈板105b1间隔设置并形成供生物质炭排出的间隙，因此，圈板105b1的边缘处厚度较薄，难以承受出炭时的挤压载荷，圈板105b1边缘容易发生形变，通过唇环板105b2的设置，使得圈板105b1边缘得以加固，增加圈板105b1边缘处的抗挤压能力，以防止圈板105b1边缘受压形变，提高炉栅105b的使用寿命。
本实施例中，所述剃料架105a包括环架105a1和圆座105a6，所述圆座105a6和环架105a1同轴分布，二者之间通过多根环向倾斜分布的连杆105a3固定连接以形成近似漏斗状镂空架体，所述连杆105a3上固定安装有多根沿环架105a1径向延伸的剃炭签105a4，所述圆座105a6转动套设在所述圈座105b4内，以使得剃料架105a转动设置在炉栅105b中，在剃料架105a相对于炉栅105b的转动过程中，剃料炭对底层的生物质炭进行搅动破碎，并使得破碎后的生物质炭由炉栅105b中相邻两个圈板105b1之间的排料间隙排出，以提高出炭效率。
优选的，为了进一步提高剃料架105a的结构强度，还包括中心柱105a5，所述中心柱105a5同轴固定安装在圆座105a6上，所述中心柱105a5与所述环架105a1之间通过多根环向水平分布的横杆105a2固定连接以实现加固，并进一步提高剃料架105a在转动破碎时的承载强度。
此外，为了便于对剃料架105a进行旋转驱动，所述出渣筒的上端转动安装有齿环106，所述齿环106与所述剃料架105a固定连接，以通过电机(图中未示出)带动齿环106转动，并使得剃料架105a同步转动。
可选的，所述第二节筒102与所述出渣筒之间且位于二者的外周侧套设有封套104，封套104用于使第二节筒102与出渣筒之间进行密封，所述封套104的顶端固定安装有第一法线进风器104a，所述第一法线进风器104a与所述第二节筒102的外筒共同围合形成用于向炉体100内通入气化介质的密封环腔，所述第二节筒102的周侧开设有多个用于连通所述密封环腔与炉体100内腔的进风孔102a，通过鼓风机203a将气化介质通过密封环腔中，再由进风孔102a环向喷向炉体100内，从而提高气化介质与生物质碎料的接触面积，保证生物质碎料的干馏效率。
再次参阅图4，本实施例中，为了进一步提高密封效果，所述第二节筒102内同轴固定安装有环座102b，所述环座102b内同轴固定安装有连接筒102c，所述连接筒102c的端部延伸至炉栅105b并与炉栅105b的外壁间隙配合，进而实现第二节筒102与炉栅105b之间的内部密封，进一步提高密封性。
参阅图8-9，本实施例中，具体的，所述焦油滤清器200包括上锥筒200a、柱筒200b、下锥筒200c、出料筒201，所述上锥筒200a、柱筒200b、下锥筒200c、出料筒201自上而下依次密封连接并形成密封壳体，所述上锥筒200a的顶部与所述上料绞龙202连接，所述出料筒201的底部与所述立式绞龙300的一端连接，所述燃气出口管203穿过所述柱筒200b并向上延伸，所述焦油滤清器200的密封壳体内设置有用于对燃气出口管203进行罩设并对生物质碎料进行导流的导流罩204，所述导流罩204优选为锥形罩体，生物质碎料由顶部落入密封壳体内时由锥形导流罩204向四周扩散分流，进而使生物质碎料均匀扩散，以便得生物质碎料在下落过程中与携带焦油的燃气充分混合，以便于对焦油进行充分过滤。
为了实现燃气向密封壳体内进行周向进风，所述下锥筒200c的端部固定安装有直筒200d，所述直筒200d的端部延伸至出料筒201内，直筒200d与出料筒201之间保留通风间隙，所述直筒200d与所述出料筒201之间固定连接有第二法线进风器201a，第二法线进风器201a与所述直筒200d的外壁围合成环向风腔，所述出料筒201与所述直筒200d之间的所述通风间隙使所述环向风腔与所述出料筒201连通。所述燃气进口管103b的一端与所述第二法线进风器201a连接，燃气由炉体100内经过燃气进口管103b通入到所述环向风腔内，并由所述通风间隙环向吹入焦油滤清器200中，以达到均匀布风的效果。
参阅图10、还包括机架400，所述机架400包括立柱401、工作平台404和框架405，四根所述立柱401平行设置，多个工作平台404固定安装在四根立柱401之间并分层布置，所述炉体100穿过工作平台404，每个所述工作平台404的一角处开设有人孔，相邻的两上工作平台404之间设置爬梯403，所述爬梯403的一端设置与人孔处，所述工作平台404的四周固定安装有围栏402。所述框架405固定安装在其中两个所述立柱401的一侧，所述焦油滤清器200固定安装在所述框架405上。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。
Claims (7)
1.一种生物质正压气炭联产发生器，其特征在于：包括炉体、焦油滤清器、炉箅子以及立式绞龙；
所述炉体，为生物质碎料提供高温无氧的干馏环境，炉体的顶部与所述立式绞龙连接用于上料，炉体的底部连接有排出生物质炭的出渣绞龙；
所述炉箅子设置在炉体内，用于对干馏的生物质碎料进行缓存并搅拌出炭；
所述焦油滤清器的顶部安装有上料绞龙，所述焦油滤清器的底部与所述立式绞龙连接，所述焦油滤清器上设置有燃气进口管以及燃气出口管，所述燃气进口管连接在所述焦油滤清器以及所述炉体之间，以使炉体内的燃气自底部进入焦油滤清器中并与自顶部进入的生物质碎料混合过滤，所述燃气出口管用于使过滤后的燃气排出；
所述炉体包括灰渣筒以及包含第一节筒、第二节筒在内的至少两个节筒，所述第一节筒、第二节筒、灰渣筒自上而下依次连接并形成密封炉腔，第一节筒的顶部设置有水封罩；
所述炉箅子包括炉栅和剃料架，所述炉栅与所述灰渣筒固连，所述剃料架转动安装在炉栅上，所述炉栅周侧开设有使生物质炭排出的排炭间隙；
所述炉栅包括圈座、多个圈板以及多根连接筋，所述圈板为上大下小的环形板体，多个所述圈板自上而下间隔分布，相邻两个圈板之间形成所述排炭间隙，且多个圈板的大圆面或小圆面半径自上而下呈阶梯式减小以使所述炉栅整体呈漏斗状，所述圈座设置于最底部，多根连接筋固定安装在多个圈板的外周侧以使多个圈板固定，所述连接筋的端部固定安装在圈座的外周，多根所述连接筋呈环向等间距分布。
2.根据权利要求1所述的生物质正压气炭联产发生器，其特征在于：所述圈板的两端边缘处均固定连接有唇环板。
3.根据权利要求1所述的生物质正压气炭联产发生器，其特征在于：所述剃料架包括环架和圆座，所述圆座和环架同轴分布，二者之间通过多根环向倾斜分布的连杆固定连接以形成漏斗状镂空架体，所述连杆上固定安装有多根沿环架径向延伸的剃炭签，所述圆座转动连接在所述圈座上。
4.根据权利要求3所述的生物质正压气炭联产发生器，其特征在于：还包括中心柱，所述中心柱同轴固定安装在圆座上，所述中心柱与所述环架之间通过多根环向水平分布的横杆固定连接。
5.根据权利要求1所述的生物质正压气炭联产发生器，其特征在于：所述第二节筒与所述出渣筒之间且位于二者的外周侧套设有封套，所述封套的顶端固定安装有第一法线进风器，所述第一法线进风器与所述第二节筒的外筒共同围合形成用于向炉体内通入气化介质的密封环腔，所述第二节筒的周侧开设有多个用于连通所述密封环腔与炉体内腔的进风孔。
6.根据权利要求5所述的生物质正压气炭联产发生器，其特征在于：所述第二节筒内同轴固定安装有环座，所述环座内同轴固定安装有连接筒，所述连接筒的端部延伸至炉栅并与炉栅的外壁间隙配合。
7.根据权利要求1所述的生物质正压气炭联产发生器，其特征在于：所述焦油滤清器包括上锥筒、柱筒、下锥筒和出料筒，所述上锥筒、柱筒、下锥筒、出料筒自上而下依次密封连接并形成密封壳体，所述上锥筒的顶部与所述上料绞龙连接，所述出料筒的底部与所述立式绞龙的一端连接，所述燃气出口管穿过所述柱筒并向上延伸，所述焦油滤清器的密封壳体内设置有用于对燃气出口管进行罩设并对生物质碎料进行导流的导流罩。
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