CN1858493A - 一种节能生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种节能生物质气化炉，旨在公开一种结构简单、操作方便、减少环境污染，将各类垃圾废物处理而获得燃油、燃气等能源的节能生物质气化炉。其技术方案要点是：包括炉体及其进料口、炉膛、出渣口、炉门，其还包括设置在炉体上部的螺旋烟箱、设置在炉膛中的电动分料装置、蒸汽管、二次燃烧火管以及进风管，蒸汽管、进风管上都设有电动阀门，螺旋烟箱内装有环形管，环形管上开有孔，螺旋烟箱底部设有焦油出口，螺旋烟箱上还设有燃气口以及烟气口，燃气口以及烟气口上都设有电动阀门，电动阀门外接有抽风机，次燃烧火管上开有膨胀断口，其下端设有过滤孔，蒸汽管、二次燃烧火管、进风管上端连通螺旋烟箱，其下端连通炉膛。

Description

一种节能生物质气化炉

技术领域

本发明涉及废物处理装置领域，更具体地说，它是一种将各种垃圾废物处理再利用的节能生物质气化炉。

背景技术

生物质能指的是由光合作用而产生各种有机体，生物能是太阳能以化学能形式储存在生物中的一种能量形式，是一种以生物质为载体的能量。生物质化是利用植物的杆、枝、叶、秸、谷壳、工业固体有机废物等，经缺氧燃烧产生各种可燃气体，以做各种用途使用。

世界上生物质资源数量庞大，形式繁多，如薪材、农林作物、农业以及林业残剩物、食品加工下角料、垃圾废物等。目前，传统利用方式是燃烧生物质，但是这些传统做法，不仅热效率低，而且劳动强度大、污染严重，其中燃烧所产生的烟尘和余灰的排放使人们的居住和生活环境日益恶化，严重影响人体健康，对生态、社会和经济造成及其不利的影响，此外，对于有机垃圾、有机废渣、禽畜粪便以及部分农业废弃物等资源没有充分加以利用，不仅造成资源浪费，而且使其成为主要的有机污染源，除造成严重的大气和水污染外，还排放大量的温室气体，加剧了全球的温室效应。

目前对生物质化技术的开发，在焦油处理上经常会出现问题，如很多工程因焦油堵塞而停止，另外，在开发工程中会出现气体热值较低的问题。

发明内容

本发明在于提供一种结构简单、操作方便、减少环境污染，将各类垃圾废物处理而获得燃油、燃气等能源的节能生物质气化炉。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种节能生物质气化炉，包括有炉体及设置在其顶部的进料口、设置在其中的炉膛、设置在其底部的出渣口，其还包括设置在炉体上部的螺旋烟箱、设置在炉膛中的电动分料装置、蒸汽管、二次燃烧火管以及进风管，蒸汽管、进风管上都设有电动阀门，螺旋烟箱内装有环形管，环形管上开有孔，螺旋烟箱底部设有焦油出口，螺旋烟箱上还设有燃气口以及烟气口，燃气口以及烟气口上分别设有电动阀门，电动阀门外接有抽风机，二次燃烧火管上开有膨胀断口，其下端设有过滤孔，蒸汽管、二次燃烧火管、进风管上端连通螺旋烟箱，其下端连通炉膛。

所述的进风管可为一次进风管、二次进风管、三次进风管。

所述的二次燃烧火管可为四个。

所述的二次燃烧火管上设有散热片。

所述的炉体的炉壁中由内到外设有高温砖及防温砖，高温砖及防温砖之间设有保温层。

所述的炉膛内还设有多孔空气还风带。

本实用新型还包括冷却水管，所述的电动分料装置包括锥体形散料片、残碳分割器、多齿破碎转盘以及电机，电机装设在炉体底部，锥体形散料片、残碳分割器、多齿破碎转盘接在电机的转轴上，冷却水管装设在转轴上。

所述的蒸汽管、一次进风管连通炉膛底部，二次进风管连通炉膛中部，三次进风管在二次燃烧火管下部。

所述的炉体上设有安全阀，电机装设在炉体底部。

本发明具有以下有益效果：

(1)、本发明的二次燃烧火管与从上部螺旋烟箱引入的进风管配合工作，使进入本发明的垃圾废物燃烧猛烈、温度高、气化燃烧彻底，生物质减量化大，同时，通过相关电动阀门控制风量，使本发明形成缺氧燃烧的还原环境，因此本发明可产生大量混合燃气，实现回收大量的能量，实现了资源化；

(2)、本发明的螺旋烟箱、二次燃烧火管、散热片配合工作，能充分利用燃烧产生的大量高温烟气，把从进料口进入的生物质在高温螺旋烟箱中预干燥，使本发明资源化的效果更加显著；

(3)、本发明的二次燃烧火管以及进风管配合工作，使高温烟气在二次燃烧火管中有较长的停留时间，彻底分解和烧掉二恶英等有毒有害成分，因此本发明实现了无害化处理；

(4)、本发明的电动分料装置可把落入炉膛底部的生物质残留物搅动、松散、翻转，与限量空气燃烧形成湍流加速燃烧气化，防止了这些垃圾残留物结焦结饼，影响整个气化燃烧，同时实现把未燃尽的高温残碳继续参与气化还原反应，进一步完善了本发明效果，使本发明的垃圾废物利用率进一步提高；

(5)、本发明通过把垃圾废物回收再利用，产生能源，因此本发明可减少环境污染，优化环境，净化空气；

(6)、本发明的电机是装设在炉体底部，并与炉体分离，同时，电动分料装置全部用耐高温1800℃合金钢材料制成，炉体内衬使用310S的不锈钢制成，因此本发明使用寿命长、维修方便；

(7)、另外，本发明设计巧妙、成本合理、操纵方便、实用。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

实施例一：

图1为本发明的结构图，图中，本发明的进料口16设置在炉体1顶部，炉膛37在炉体1中，出渣口34设置在炉体1底部，炉门10设置在炉体1上。

图2为本发明的剖视图，图中，本发明包括设置在炉体1上部的螺旋烟箱22、设置在炉膛37中的电动分料装置28、蒸汽管2、四个二次燃烧火管12以及三个进风管，即三个进风管分别为一次进风管6、二次进风管7、三次进风管8，蒸汽管2上设有电动阀门36，一次进风管6、二次进风管7、三次进风管8上分别设有电动阀门15、14、13，螺旋烟箱22内装有环形管21，环形管21上开有孔，螺旋烟箱22底部设有焦油出口20，螺旋烟箱22上还设有燃气口17以及烟气口18，燃气口17上设有电动阀门41，烟气口18上设有电动阀门42，电动阀门41、42外分别接有抽风机，二次燃烧火管12上开有膨胀断口23，其下端设有过滤孔30，蒸汽管2、二次燃烧火管12以及进风管上端都连通螺旋烟箱22，其下端连通炉膛37，其中蒸汽管2、一次进风管6是连通炉膛37底部，二次进风管7是连通炉膛37中部，三次进风管8在二次燃烧火管12下部；另外，二次燃烧火管12上焊接有散热片11，炉体1的炉壁9中由内到外设有高温砖3及防温砖5，高温砖3及防温砖5之间设有保温层4，炉膛37内还设有多孔空气还风带31，炉体1上设有安全阀19；此外，电动分料装置28包括锥体形散料片24、残碳分割器27、多齿破碎转盘33以及电机35，电机35装设在炉体1底部，锥体形散料片24、残碳分割器27、多齿破碎转盘33接在电机35的转轴38上，冷却水管25装设在转轴38上。

本发明使用时，从进料口16往炉体1内装垃圾废物，堆满后，密封，然后在出渣口34点燃炉体1底部周围的可燃物，当可燃物被点燃后，在抽风机作用下，空气在炉体1底部预热后，经一次进风管6，再进入二次燃烧火管12，以较高的速度参与燃烧，使水份多、热值高、成分复杂的垃圾废物，迅速上火，并沿二次燃烧火管12抽力方向流动，此时，主要是燃烧过滤孔30周围的垃圾废物，通过电动阀门15控制一次风的进风量，使垃圾废物燃烧的速度和范围得到控制，从而延长燃烧时间和缺氧还原时间。

垃圾废物在燃烧时产生的大量气体，经过过滤孔30进入二次燃烧火管12，燃烧产生的高温向四周辐射，使炉膛37内的垃圾废物迅速升温，由于炉膛37中装的垃圾废物容量多、厚度大、高度高，再加上炉体37的炉壁9内的保温层4保温绝热，同时，把所有的电动阀门关闭，此时，炉膛37被密封隔绝，所以垃圾废物有充分的时间在整个炉膛范围中蒸发、干燥、干馏以及热解，伴随着燃烧热量源源不断地传递、辐射，使含水份多、有机质多的垃圾废物在高温缺氧的还原环境下，逐渐逸出水蒸气等成分，进而发生干馏热分解，产生大量的由可燃气体、水蒸气、焦油、烟气等组成的混合燃气，其中这个过程不断进行，直至垃圾废物最终被干馏成残碳并向下垮落到电动分料装置28后，新的垃圾废物又源源不断地补充进来。

在垃圾废物的燃烧过程中，打开电动阀门14，此时，从二次进风管7补充的分别均匀的二次空气和水蒸气，作为气化剂与炽热的热碳反应，维持和稳定垃圾废物的燃烧气化过程，炉膛37所产生的大量混合燃气，在抽风机抽力作用下，进入二次燃烧火管12，与从三次进风管8进入的三次空气混合，二次燃烧火管12内燃烧，实现炉膛37内的水蒸气、二氧化碳和从二次进风管7进来的限量空气等作为气化剂与燃烧的炽热碳，快燃尽的残碳、悬浮的焦油等充分发生还原作用，其中水蒸气被还原成一氧化碳和氢气，二氧化碳被还原成一氧化碳，焦油被分解成碳氢化合物等；另外，混合燃气中的不燃烧物，如二氧化碳、氧化氮等能较长时间地停留在炉膛37中，使随燃烧带走的热量少，同时，混合燃气中的焦油和悬浮碳粒等也因为还原反应而大大减少，避免了焦油、重金属蒸气、烟尘等微粒聚合而堵塞相关的管道。

其中，混合燃气在二次燃烧火管12中充分燃烧产生的高温烟气，高温烟气温度为1000℃以上，高温烟气在二次燃烧火管12中作用下，再次使上述未根除彻底的焦油、重金属蒸气、烟尘以及二恶英等微粒彻底摧毁烧掉，此外，由于二次燃烧火管12很长，并且二次燃烧火管12外焊有散热片11，垃圾废物在二次燃烧火管12周围长时间停留时，充分利用二次燃烧火管12的高温热量使二次燃烧火管12周围垃圾废物中的大部分有机物被热解成可燃气体和碳粒，可燃气体经冷凝后，成为燃油资源，而碳粒继续下落至炉体1内气化，由于炉膛37中装有电动分料装置28，当这些被干馏、热解的垃圾废物落入炉膛37底部时，将被电动分料装置28搅动、松散、翻转，与限量空气混合形成湍流加速燃烧气化，防止了这些垃圾残留物结焦结饼，影响整个气化燃烧，电动分料装置28内电机35的作用，电动分料装置28可以实现正转、反转功效，因此通过电动分料装置28的正转、反转将可把炉渣、残碳以及垃圾废物分离开来，未燃尽的高温残碳继续留在电动分料装置28的上部参与气化还原反应，产生更多的可燃气体，同时，燃尽后的炉渣掉下来，通过出渣口34排出来。

其中电动分料装置28的锥体形散料片24主要是为了把垃圾废物搅拌均匀，使垃圾废物利用率提高。

混合气体进入螺旋烟箱22后，在经过螺旋烟箱22后，将使混合气体中的焦油得到分离，从环形管21的孔上流出，最终使焦油从设置在螺旋烟箱22底部的焦油出口21流出。

高温烟气进入螺旋烟箱22后，从进料口16送入的垃圾废物很快就被预热干燥，同时由于炉体1内的二次燃烧火管12很长以及其上上焊接的散热片11，因此使垃圾废物预热、干燥、干馏以及热解充分，产生的大量含碳氢化合物的可燃气体越多，因此对垃圾废物的水份含量限制不大，只要垃圾废物中的有机可燃成份能维持燃烧，即可如炉体1内进行气化处理；伴随着混合燃气的大量产生和不断燃烧，炉温将会不断升高，这时通过相关电动阀门控制空气的进入量，把温度控制在所需要的范围内，维持稳定所需气化温度和热平衡即可。

当需要出燃气时，开启电动阀门41，关闭电动阀门42，即可通过燃气口17出燃气；同理，当需要出烟气时，开启电动阀门42，关闭电动阀门41，即可通过烟气口18出烟气。

蒸汽管2的作用在于把混合燃气中的水蒸气分解成氢气、氧气，使相关垃圾废物的燃烧充分。

另外，安全阀19起到安全作用，在出现炉体1内的烟气已满的情况下，安全阀19会自动推开，起到安全作用。

此外，由于本发明的电机35是装设在炉体1底部，并与炉体1分离，同时，电动分料装置28全部用耐高温1800℃合金钢材料制成，炉体1内衬使用310S的不锈钢制成，同时，冷却水管25装设在转轴38上并与电动分料装置28配合，使本发明的寿命延长，进一步完善了本发明的功效。

实施例二：

本实施例与实施例一的区别在于：本实施例的二次燃烧火管12为十二个，本实施例与实施例一所实现的功效不变。

Claims (9)

1、一种节能生物质气化炉，包括有炉体(1)及设置在其顶部的进料口(16)、设置在其中的炉膛(37)、设置在其底部的出渣口(34)，其特征在于：还包括设置在炉体(1)上部的螺旋烟箱(22)、设置在炉膛(37)中的电动分料装置(28)、蒸汽管(2)、二次燃烧火管(12)以及进风管，蒸汽管(2)、进风管上都设有电动阀门，所述的螺旋烟箱(22)内装有环形管(21)，环形管(21)上开有孔，螺旋烟箱(22)底部设有焦油出口(20)，螺旋烟箱(22)上还设有燃气口(17)以及烟气口(18)，燃气口(17)以及烟气口(18)上分别设有电动阀门(41)、(42)，电动阀门(41)、(42)外分别接有抽风机，二次燃烧火管(12)上开有膨胀断口(23)，其下端设有过滤孔(30)，蒸汽管(2)、二次燃烧火管(12)、进风管上端连通螺旋烟箱(22)，其下端连通炉膛(37)。

2、根据权利要求1所述的节能生物质气化炉，其特征在于所述的进风管可为一次进风管(6)、二次进风管(7)、三次进风管(8)。

3、根据权利要求1所述的节能生物质气化炉，其特征在于所述的二次燃烧火管(12)可为四个。

4、根据权利要求1所述的节能生物质气化炉，其特征在于所述的二次燃烧火管(12)上设有散热片(11)。

5、根据权利要求1所述的节能生物质气化炉，其特征在于所述的炉体(1)的炉壁(9)中由内到外设有高温砖(3)及防温砖(5)，高温砖(3)及防温砖(5)之间设有保温层(4)。

6、根据权利要求1所述的节能生物质气化炉，其特征在于所述的炉膛(37)内还设有多孔空气还风带(31)。

7、根据权利要求1所述的节能生物质气化炉，其特征在于还包括冷却水管(25)，所述的电动分料装置(28)包括锥体形散料片(24)、残碳分割器(27)、多齿破碎转盘(33)以及电机(35)，电机(35)装设在炉体(1)底部，锥体形散料片(24)、残碳分割器(27)、多齿破碎转盘(33)接在电机(35)的转轴(38)上，冷却水管(25)装设在转轴(38)上。

8、根据权利要求2所述的节能生物质气化炉，其特征在于所述的蒸汽管(2)、一次进风管(6)连通炉膛(37)底部，二次进风管(7)连通炉膛(37)中部，三次进风管(8)在二次燃烧火管(12)下部。

9、根据权利要求1所述的节能生物质气化炉，其特征在于所述的炉体(1)上设有安全阀(19)。