CN115261073B - 一种炉内活动料仓的气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气化炉结构技术领域，且公开了一种炉内活动料仓的气化炉，包括气化炉主体，所述气化炉主体的顶端固定安装有进料绞龙，且进料绞龙的出料端设有延伸至气化炉主体内腔顶部的锥形料仓，所述锥形料仓的内部固定安装有插板阀，所述气化炉主体的顶端活动套接有延伸至气化炉主体内腔顶部的拉杆，且在拉杆的顶端固定安装有钢丝绳，所述拉杆的底端且位于气化炉主体内腔的顶部固定安装有活动料仓。该炉内活动料仓的气化炉，对于活动料仓的设置，使得该气化炉中生物质原料层的高度在一定的范围内发生改变，在遇到需要生产的可燃气体量增大和减小，或是该气化炉出现偏炉需要处理时，可方便灵活的调整其上生物质原料的高度。

Description

一种炉内活动料仓的气化炉

技术领域

本发明涉及气化炉结构技术领域，具体为一种炉内活动料仓的气化炉。

背景技术

气化技术是生物质热化学转换的一种技术，即生物质燃料在不完全燃烧的条件下，其中较高分子量的有机碳氢化合物链发生裂解，变成较低分子量的CO、H₂、CH₄等可燃性气体，进而为锅炉等终端设备提供热能。

其中，生物质燃气以农林废弃物为原料，在缺氧的热力学条件下将其中的碳元素通过氧化、还原、热解而转化的可燃气体，而气化的过程可分为氧化反应、还原反应、裂解和干燥等四个过程，其中：

氧化反应：气化剂(空气)由底部进入气化炉，与生物质原料发生氧化反应，生成CO₂、CO、H₂O等，同时放出热量；

还原反应：在原区内来自空气中的氧气被耗尽，由于供氧不足而导致生物质原料的燃烧不充分，产生CO并放出热量，同时，来自氧化层的CO₂与生物质原料中的碳元素发生还原反应，生成CO、CH₄、H₂、H₂O等，在此过程中，被加热的生物质原料也发生裂解，其中的可燃气体即挥发份从原料中析出成为燃气的一部分，而还原区中的原料因重力作用下落入氧化区；

生物质原料裂解：在裂解区中的生物质原料被还原区上来的热气体加热，发生裂解反应，在此反应中，生物质中的大部分挥发分得以挥发，裂解过程的产物有炭、焦油、H₂、CO、CO₂、CH₄和水蒸气等，该过程需要吸热，而裂解区产生的残留物因重力作用进入还原区，而产生的热气体进入干燥区；

生物质的干燥：气化炉最上层为干燥层，加入的生物质原料被来自下方热解区的热气体加热，其中的水分蒸发为水蒸气得以干燥，而干燥后的物料因重力作用进入裂解区，而热气体成为燃气被引出气化炉使用。

其中，生物质燃料在气化炉中保持上述四层的分布，对于气化的效果十分重要，一旦这些层次发生紊乱就有可能导致该气化流程不能正常进行，或是影响其对于该生物质燃料的气化效率，而气化炉生成的气体是易燃易爆的有毒气体，使其对于气化炉的密封具有较高的要求，而在现有的技术手段中，在其上部的进料端口设有锥形结构的延伸料仓，并将生物质原料添加至进料口约2米的距离，使其产生的阻力可有效解决对该气化炉的密封问题；

但对于该延伸料仓的设置，使得该气化炉中的料层高度无法再发生改变，而在该气化炉实际使用的过程中，因操作或装配等原因可能会出现偏炉的情况，进而导致该气化炉内的氧化层、还原层上移，温度升高，使得其中气体的质量及产量下降，而为了避免这种情况的发生，则需要加大炉排的运行速度，以提高该气化炉的出灰量；同时，加大对该气化炉的进料量，让氧化层、还原层下移，并恢复至正常状态，但在此过程中又没有特定的选择性，会把灰、未燃净的生物质，甚至在炉内未发生反应的物料都带了出来，进而造成了极大地浪费。

故亟需一种用于气化炉内的活动料仓结构，以解决上述现有的气化炉在实际使用过程中所存在的缺陷。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种炉内活动料仓的气化炉，具备可根据该气化炉内的情况灵活地调整其上料层的高度，在保证其良好密封性的同时，可有效提高其上气体的质量及产量，并在调整料层高度的过程中不会造成生物质原料的浪费，稳定性及可靠性较高的优点，解决了对于延伸料仓的设置，使得该气化炉中的料层高度无法再发生改变，而在该气化炉实际使用的过程中，因操作或装配等原因可能会出现偏炉的情况，进而导致该气化炉内的氧化层、还原层上移，温度升高，并导致其中气体的质量及产量下降的问题。

(二)技术方案

本发明提供如下技术方案：一种炉内活动料仓的气化炉，包括气化炉主体，所述气化炉主体的顶端固定安装有进料绞龙，且进料绞龙的出料端设有延伸至气化炉主体内腔顶部的锥形料仓，所述锥形料仓的内部固定安装有插板阀，所述气化炉主体顶端的一侧设有连通至其内腔顶部的集气管道，所述气化炉主体的底端固定安装有底座，且在底座的底端设有延伸至气化炉主体内腔底部中的排灰口，所述气化炉主体的顶端活动套接有延伸至气化炉主体内腔顶部的拉杆，且在拉杆的顶端固定安装有钢丝绳，所述拉杆的底端且位于气化炉主体内腔的顶部固定安装有活动料仓，所述气化炉主体内腔的底部固定安装有塔排，所述气化炉主体外表面的中部设有连通至塔排中的进气管路。

优选的，所述活动料仓的外部设为与锥形料仓外部结构相同的锥形结构，且在活动料仓的顶部加设有一个直筒段，同时，当活动料仓处于L点时，其与锥形料仓的外表面之间存留有大于100毫米的间隙。

优选的，所述塔排包括固定安装在气化炉主体底端的驱动电机，所述驱动电机的输出轴与延伸至气化炉主体内腔底部中的传动主轴固定连接，所述传动主轴外表面的顶部从上到下依次活动套接有支撑顶板、固定顶板和活动顶板，且其侧面均与气化炉主体的内壁固定连接，所述传动主轴的外表面且位于固定顶板和活动顶板以及两组活动顶板之间固定套接有刮板，所述支撑顶板、固定顶板以及活动顶板中均设有连通孔，且在固定顶板和活动顶板内部的边缘设有卸料孔，所述气化炉主体内腔的底部设有集灰腔，且通过其侧面上的排灰槽连通至其底部。

优选的，所述支撑顶板、固定顶板以及活动顶板的母线连线形成一组倒圆锥形结构，且其上的卸料孔与相对应位置上的母线之间平行。

优选的，所述连通孔设为垂直于传动主轴中轴线的直孔结构，且其内径小于卸料孔的内径。

(三)有益效果

本发明具备以下有益效果：

1、该炉内活动料仓的气化炉，对于气化炉主体上拉杆、钢丝绳以及活动料仓的设置，可通过对于活动料仓位置的调整，而改变该气化炉中生物质原料层的高度在一定的范围内发生改变，与现有的气化炉结构相比，在遇到需要生产的可燃气体量增大和减小，或是该气化炉出现偏炉需要处理时，可方便灵活的调整其上生物质原料的高度，操作简单且使用方便，而且在不动炉排的情况下就可完成调整，以有效避免未燃尽的物料排出而造成浪费的现象。

2、该炉内活动料仓的气化炉，对于塔排及其内部结构的设置，可自动地将生物质原料“燃烧”后的灰渣逐层地收拢聚集起来并再次进行反应，进而有效提高了该气化炉对于生物质原料的“燃烧率”及其对于可燃气体的产量，进一步降低了其对于生物质原料资源的浪费现象，稳定性及可靠性较高。

3、该炉内活动料仓的气化炉，对于气化炉主体底部集灰腔的设置，可将燃烧殆尽的灰渣收集起来，并利用燃烧殆尽的灰渣而对气化炉主体内腔的底部形成阻隔密封，进而有效提高了该气化炉的密封性，进一步避免其内部气化过程中所产生的可燃气体发生泄漏的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构活动料仓的活动示意简图；

图3为本发明塔排的内部结构示意图。

图中：1、气化炉主体；2、进料绞龙；3、锥形料仓；4、插板阀；5、拉杆；6、钢丝绳；7、活动料仓；8、塔排；9、底座；10、进气管路；11、排灰口；12、驱动电机；13、传动主轴；14、支撑顶板；15、固定顶板；16、活动顶板；17、刮板；18、连通孔；19、卸料孔；20、集灰腔；21、排灰槽。

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。

请参阅图1，一种炉内活动料仓的气化炉，包括气化炉主体1，气化炉主体1的顶端固定安装有进料绞龙2，进而可自动地向气化炉主体1中输送生物质原料，且进料绞龙2的出料端设有延伸至气化炉主体1内腔顶部的锥形料仓3，其中，对于锥形料仓3的设置，在利用生物质原料自身的阻力而对气化炉主体1内腔的顶部形成密封的同时，因生物质原料不是自由落体进入到气化炉主体1内腔中的，致使其在进料过程中的不会产生扬尘现象，进而使得其所产生的可燃气体中的灰尘含量较低，锥形料仓3的内部固定安装有插板阀4，用以调整其向气化炉主体1中生物质原料的输送量，气化炉主体1顶端的一侧设有连通至其内腔顶部的集气管道，用以收集其内腔中所产生的可燃气体，气化炉主体1的底端固定安装有底座9，且在底座9的底端设有延伸至气化炉主体1内腔底部中的排灰口11，用以排出其内腔中生物质原料反应后的灰渣；

气化炉主体1的顶端活动套接有延伸至气化炉主体1内腔顶部的304耐热钢材质所制作而成的拉杆5，以有效防止其在高温的工况下发生受热变形而与气化炉主体1的顶端卡死，且在拉杆5的顶端固定安装有钢丝绳6，拉杆5的底端且位于气化炉主体1内腔的顶部固定安装有304耐热钢材质所制作而成的活动料仓7，钢丝绳6的另一端与固定安装在气化炉主体1顶端的卷筒相连接，进而可通过收放钢丝绳6而限定活动料仓7的位置，并且，在卷筒上设置有行程限制器，以防止其对于活动料仓7造成过度拉扯的现象，气化炉主体1内腔的底部固定安装有塔排8，气化炉主体1外表面的中部设有呈环形阵列布置的且连通至塔排8中的进气管路10，进而可适量地向其中的生物质原料通入一定量的空气。

如图2所示，本技术方案中，活动料仓7的外部设为与锥形料仓3外部结构相同的锥形结构，且在活动料仓7的顶部加设有一个直筒段，同时，当活动料仓7处于L点时(其中，L点为活动料仓7的低位状态，即活动料仓7放到最低位置时，生物质原料在气化炉内的分布情况，而H点为活动料仓7的高位状态，即活动料仓7放到最高位置时，生物质原料在气化炉内的分布情况)，其与锥形料仓3的外表面之间存留有大于100毫米的间隙，可有效避免其因受热变形而与锥形料仓3之间相互卡住，进而导致其无法上下移动以调整气化炉主体1内腔中所填充的生物质原料高度的问题。

如图3所示，本技术方案中，塔排8包括固定安装在气化炉主体1底端的驱动电机12，驱动电机12的输出轴与延伸至气化炉主体1内腔底部中的传动主轴13固定连接，传动主轴13外表面的顶部从上到下依次活动套接有支撑顶板14、固定顶板15和若干组活动顶板16，且其侧面均与气化炉主体1的内壁固定连接，传动主轴13的外表面且位于固定顶板15和活动顶板16以及两组活动顶板16之间固定套接有若干组刮板17，支撑顶板14、固定顶板15以及活动顶板16中均设有连通孔18，且在固定顶板15和活动顶板16内部的边缘设有若干组呈环形阵列布置的卸料孔19，气化炉主体1内腔的底部设有集灰腔20，且通过其侧面上的排灰槽21连通至其底部。

本技术方案中，支撑顶板14、固定顶板15以及活动顶板16的母线连线形成一组倒圆锥形结构，且其上的卸料孔19与相对应位置上的母线之间平行，进而可将上一层中的生物质原料落入至下一层中，并将其逐渐地聚集起来以进行充分的燃烧，进而有效提高了该气化炉对于生物质原料的“燃烧率”以及可燃气体的产量，降低了其对于资源的浪费。

本技术方案中，连通孔18设为垂直于传动主轴13中轴线的直孔结构，且其内径小于卸料孔19的内径，进而可将燃烧殆尽的生物质原料灰渣逐层地落下，并经由集灰腔20收集起来而排出，其中，对于集灰腔20的设置，可利用燃烧殆尽的灰渣对气化炉主体1内腔的底部形成阻隔密封，进一步提高该气化炉的密封性。

本实施例的使用方法和工作原理：

首先按照上述的内容连接好该气化炉中的各管路系统，然后启动进料绞龙2并打开插板阀4，之后在锥形料仓3和活动料仓7的连通作用下而向气化炉主体1的内腔中输送生物质原料，进而在支撑顶板14的作用下而将生物质原料堆积在气化炉主体1内腔的顶部，直至其堆积到离进料绞龙2上出料口约2米的距离，而后从底部对该气化炉内进行加热处理，同时启动驱动电机12，以在传动主轴13的传动作用下而带动其上的刮板17随之发生旋转动作，进而将其上的生物质原料气化成可燃气体，并经由集气管道而排出，而底部的燃烧殆尽的灰渣经由支撑顶板14、固定顶板15以及活动顶板16上的连通孔18和卸料孔19逐层聚集并落入至集灰腔20中，进而在排灰槽21的作用下而从排灰口11中排出；

当该气化炉内的温度较低，需要增加氧化层时，可通过卷筒而放松钢丝绳6，并在拉杆5的传动作用下而降低活动料仓7的高度至合适的位置，同时，暂时关闭锥形料仓3上的插板阀4，并在不改变该气化炉对于灰渣的排量时，使得其中生物质原料层的高度逐渐地降低，直至其上的钢丝绳6再次拉直后，再次开启锥形料仓3上的插板阀4以继续对该气化炉输送生物质原料，进而使得该生物质原料层的高度降低，并使得其上的氧化层厚度增加；

而当该气化炉发生偏炉、或者其上的生物质原料层出现空洞、或者其内的温度过高，需要增加该生物质原料层的厚度时，可通过卷筒而收卷钢丝绳6，并在拉杆5的传动作用下而带动活动料仓7随之上升，同时，保持锥形料仓3上插板阀4处于打开的状态，就可持续向该气化炉中输送生物质原料，进而到达增加该生物质原料层厚度的目的，并有效控制其内的温度大小。

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、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种炉内活动料仓的气化炉，包括气化炉主体(1)，所述气化炉主体(1)的顶端固定安装有进料绞龙(2)，且进料绞龙(2)的出料端设有延伸至气化炉主体(1)内腔顶部的锥形料仓(3)，所述锥形料仓(3)的内部固定安装有插板阀(4)，所述气化炉主体(1)顶端的一侧设有连通至其内腔顶部的集气管道，所述气化炉主体(1)的底端固定安装有底座(9)，且在底座(9)的底端设有延伸至气化炉主体(1)内腔底部中的排灰口(11)，其特征在于：

所述气化炉主体(1)的顶端活动套接有延伸至气化炉主体(1)内腔顶部的拉杆(5)，且在拉杆(5)的顶端固定安装有钢丝绳(6)，所述拉杆(5)的底端且位于气化炉主体(1)内腔的顶部固定安装有活动料仓(7)，所述气化炉主体(1)内腔的底部固定安装有塔排(8)，所述气化炉主体(1)外表面的中部设有连通至塔排(8)中的进气管路(10)；

所述塔排(8)包括固定安装在气化炉主体(1)底端的驱动电机(12)，所述驱动电机(12)的输出轴与延伸至气化炉主体(1)内腔底部中的传动主轴(13)固定连接，所述传动主轴(13)外表面的顶部从上到下依次活动套接有支撑顶板(14)、固定顶板(15)和活动顶板(16)，且其侧面均与气化炉主体(1)的内壁固定连接，所述传动主轴(13)的外表面且位于固定顶板(15)和活动顶板(16)以及两组活动顶板(16)之间固定套接有刮板(17)，所述支撑顶板(14)、固定顶板(15)以及活动顶板(16)中均设有连通孔(18)，且在固定顶板(15)和活动顶板(16)内部的边缘设有卸料孔(19)，所述气化炉主体(1)内腔的底部设有集灰腔(20)，且通过其侧面上的排灰槽(21)连通至其底部。

2.根据权利要求1所述的一种炉内活动料仓的气化炉，其特征在于：所述活动料仓(7)的外部设为与锥形料仓(3)外部结构相同的锥形结构，且在活动料仓(7)的顶部加设有一个直筒段，同时，当活动料仓(7)处于L点时，其与锥形料仓(3)的外表面之间存留有大于100毫米的间隙。

3.根据权利要求2所述的一种炉内活动料仓的气化炉，其特征在于：所述支撑顶板(14)、固定顶板(15)以及活动顶板(16)的母线连线形成一组倒圆锥形结构，且其上的卸料孔(19)与相对应位置上的母线之间平行。

4.根据权利要求3所述的一种炉内活动料仓的气化炉，其特征在于：所述连通孔(18)设为垂直于传动主轴(13)中轴线的直孔结构，且其内径小于卸料孔(19)的内径。

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