CN201158630Y - 生物质气化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物质气化装置，它包括上料器、鼓风机、气体发生器、燃料压实装置、冷却水循环系统、过滤系统、排渣口、排烟阀、排污阀及用户端的输送管网，其特征在于：还包括气体缓冲罐、空气压缩机、单向阀和压力容器。其科学合理的结构集燃气的产生、过滤、储运输送于一体，一方面能够获得更高纯度、更清洁、无污染的燃气，另一方面保证了燃气的连续使用，更具实用意义和推广价值。本产品无需添加任何添加剂，燃气热值可达6000KJ/m³，每公斤燃料能转换2.0～2.5m³的可燃气体，成本低，符合节能减排的环保要求，是取之不尽、用之不竭的绿色能源，市场发展前景极为看好。

Description

生物质气化装置

技术领域

本实用新型涉及一种生物质气化装置，尤其涉及一种包括气体发生、气体过滤、气体包装配送的生物质气化的系统装置。

背景技术

能源是世界人类社会经济发展的重要物质基础，是生产力发展的主要动力源泉。世界经济发展充分表明：能源的增长速度与GNP同步增长，呈正相关。战后50～70年代世界资本主义经济大发展与充足的廉价能源供给，特别是石油供给密切相关。为此，能源供给引起世界的普遍关注。

世界能源问题对世界各国的影响也不尽相同。世界各国根据各自的国情采取相应的对策和措施，力求缓和能源问题。如调整能源消费结构，避免单一化；积极开发新能源，发展海上新石油基地，使能源消费日益走向多元化；以及从多方面开展节能研究和采取有力措施等。

生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源，在整个能源系统中占有重要地位。开发利用生物质能可再生能源对于建立可持续发展的能源系统，促进国民经济发展和环境保护具有重大意义。

现有的生物质气化炉利用无需加工的生物质燃料，包括农业废弃物及有机垃圾作为原料，经厌氧燃烧，高温裂解，产生可燃性混合气体，供给农村居民炊事、烧水、取暖等日常生活使用，具有经济、便捷、实用等特点，但是，由于其结构简陋、设计不合理，存在着诸多的缺陷，如排烟时间长、污染环境、没有过滤或过滤不彻底造成输气管路及炉头堵塞、只能间歇使用，不便于燃气的储运输送，更不便于多户联网或大面积推广应用。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述缺陷，本实用新型旨在公开一套生物质气化装置，其科学合理的结构集燃气的产生、过滤、储运输送于一体，一方面能够获得更高纯度、更清洁、无污染的燃气，另一方面保证了燃气的连续使用，更具实用意义和推广价值。

本实用新型的技术解决方案是这样实现的：

一种生物质气化装置，包括上料器、鼓风机、气体发生器、燃料压实装置、冷却水循环系统、过滤系统、排渣口、排烟阀、排污阀及用户端的输送管网，

其特征在于：还包括气体缓冲罐、空气压缩机、单向阀和压力容器；

所述冷却水循环系统位于所述气体发生器的炉膛外围，冷却水循环系统的进水口和出水口分别位于气体发生器筒壁的下部和上部，所述鼓风机连通于气体发生器的底部，从气体发生器、气体缓冲罐I、过滤系统、空气压缩机、压力容器至用户端的输送管网形成气体输送的单向回路，并且在空气压缩机和压力容器之间装有单向阀；所产生的燃气的流动靠鼓风机的内压配合空压机的抽力来实现，所述空压机的一方面对完成过滤后的燃气有抽力的作用，另一方面将所述燃气以一定的压力装入所述的压力容器中，以便于燃气的收集和储运，当所述空压机不工作的情况下，单向阀起到防止纯净气体向过滤系统的倒流的作用。

所述的气体缓冲器I、过滤系统和压力容器底部均设有排污阀；所述的气体发生器下部设有排渣口，气体缓冲器I的出口连接三通管，三通管的一端接排烟阀，另一端连接过滤系统的入口。通常状况下，所述的排烟阀在刚刚点火之初，处于开通状态，以排掉最初的含有大量粉尘及杂质的烟头；随之，则关闭排烟阀，则产生的有效燃气进入过滤系统。所述排污阀中排出物中通常除含有粉尘及杂质外，还有经济价值很高的木焦油，可对其进行再过滤、分离和提取。

所述的气体发生器上装有安全阀，所述的气体缓冲罐I上装有安全阀和温度表，所述空气压缩机上装有压力表，所述的压力容器上装有安全阀和压力表。安全阀和压力阀的合理设置，提高了整套装置的安全性。

所述气体发生器的炉膛为倒圆台形，下部装有炉箅，炉箅上放置生物质燃料。

所述的燃料压实装置包括螺旋杆和与螺旋杆螺纹连接的压盘，所述压盘的直径与所述气体发生器的炉膛内径相配合。

所述的过滤系统包括水过滤器、喷淋罐和干式过滤器，在所述喷淋罐和干式过滤器之间还连接有气体缓冲罐II，从所述水过滤器、喷淋罐、气体缓冲罐II直到干式过滤器由气体管路顺次相连通；所述的水过滤器、气体缓冲罐和干式过滤器的底部分别设有排污阀。所述的喷淋罐外接一个循环泵，将所述喷淋罐下部的水再抽至喷淋罐的上部，实现罐内水的重复使用。

所述干式过滤器内的过滤介质层从下至上依次包括木炭层、颗粒状植物过滤介质层和1～3层过滤棉层。上述过滤介质既可重复利用，亦可最终用于气体发生器内的燃料。

所述的干式过滤器的入口端和出口端设有120目钢网。

所述的过滤系统还包括120目过滤器，所述过滤器安装于干式过滤器和空气压缩机之间。

所述的120目钢网及过滤器的作用在于进一步过滤所产生的燃气，同时滤去随气流抽出的干式过滤器内的过滤介质，以保证空压机的正常运行。

过滤器的主要作用是除去气体中的木焦油和粉尘，目前常规处理方法有，喷淋法，鼓泡水浴法、干式过滤法以及几种方法适当的组合。本实用新型采用水浴法和干式过滤法的组合，所谓水浴法就是将强压管道中的可燃气体送入水中过滤，气体经过水的洗涤，起到了净化焦油和降温的双重目的，再通过干式过滤法的净化出来的气体比较纯净，所谓的干式过滤就是在容器内填放木炭及植物性吸附颗粒，让燃气从中穿过，而起到一定的去吸附及净化作用，同时在干式过滤器的入口及出口配以120目钢网，并在气体流经空压机之前再加一道120目的过滤器，层层过滤装置保证了充分高效的过滤，使最终燃气的脱焦率达到80～85％，燃气的纯度达到95％以上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是显而易见的：整套装置在封闭状态下相互连接，以天然的农作物废弃物及有机垃圾为原料，通过多种生物质能源的能量转换，形成了清洁环保的高效能源；同时集燃气的生成、净化、包装及储运于一体，过滤充分高效，最终形成的清洁、纯净燃气脱焦率可达到80～85％，纯度达到的95％以上，从而为连续作业，不间断供气提供了技术保障，并使管网的维护成本也大大降低；真正为社会提供了一种节能环保，低成本、易推广并且是取之不尽、用之不竭的绿色能源，无论城镇、农村，国内国际，其市场潜力是相当可观的。

附图说明

本实用新型附图1张，为本装置的流程示意图。图中，

1、上料器

2、鼓风机

3、气体发生器

4、气体缓冲器I

5、水过滤器

6、喷淋罐

7、气体缓冲罐II

8、干式过滤器

9、过滤器

10、空气压缩机

11、单向阀

12、压力容器

13、用户端输送管网

14、出水口

15、进水口

16、循环泵

17、安全阀I

18、安全阀II

19、安全阀III

20、压力表I

21、压力表II

22、温度表

23、排渣口

24、排污阀I

25、排污阀II

26、排污阀III

27、排污阀IV

28、排污阀V

29、排烟阀

30、冷却水循环系统

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步的具体说明：

所述的生物质气化装置，如图1所示，包括气体发生器一个，其炉体高1500mm，直径1200mm，炉膛内缺氧室高1200mm，内径800mm；气体缓冲器两个，分别置于气体发生器的出口管道上及水喷淋过滤的出口管道上；水过滤器、喷淋罐、干式过滤器及120目过滤器各一个，1.5KW的鼓风机及空气压缩机各一台，还包括单向阀、压力容器和用户端输送管网；所述的气体发生器的炉膛外围有冷却水循环系统，其进水口和出水口分别位于气体发生器的下部和上部；气体发生器、气体缓冲罐I和压力容器上分别安装有安全阀，缓冲罐I、水过滤器、缓冲罐II、干式过滤器及压力容器的底部均安装排污阀；缓冲罐I的出口端通过三通管，一端接入排烟阀，一端接入水过滤器下部；各连接部位间隔基本在200mm左右。本套装置亦可依据实际需要而进入相应的设定。

整套装置集可燃气体的产生、净化、包装及储运输送于一体，其工艺流程如下：

(1)装入生物质燃料：将含水量不大于20％的农作物废弃物或有机垃圾装入气体发生器的炉箅上，并通过螺杆和压盘压实；

所述的农作物废弃物包括玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秆、花生壳、大豆杆、瓜子壳及生物杂草、树叶、树枝等；所述有机垃圾包括比如旧报纸、纸盒、用过的方便筷子、塑料盒、塑料布、废纸、废麻布、废旧手套等，各种混合物含水量要求在20％以下，并以含水量在18％以下为最佳燃料；

(2)厌氧燃烧、并产生可燃气体：燃料点燃后在整套气体发生装置密封的前提下，用鼓风机向气体发生器内吹入空气，引发炉内厌氧燃烧，并不断形成CO、H₂、CH₄、CnHm等混合燃气；同时用1.5KW的电机带动防爆空压机从另一端配合向里抽气，促使气体流动；

(3)过滤净化、脱除木焦油、粉尘等，以获得干燥、纯净的燃气：管道中的燃气首先进入水过滤器过滤，并在喷淋罐再次净化；随之经缓冲罐II，再被抽入干式过滤器，经过木炭层、玉米芯等植物吸附层以及过滤棉等的层层过滤吸附，并在干式过滤器的进气口和出气口分别设置了120目的钢网，进一步提高过滤的的效果；由干式过滤器出来的燃气在空气压缩机的作用下，还经过了最后一道过滤装置即120目的过滤器；最后获得的燃气的脱焦率达到80～85％，燃气纯度达到95％以上；

(4)燃气加压装罐：经前述过滤净化及去湿后的燃气通过空气压缩机压入压力容器中，气体压强达到0.45MPa；所述空压机与压力容器之间加装有单向阀，也即止回阀。

为安全计，当压力容器内的压力达到0.45MPa时，空压机即停止工作，同时，气体发生器端的鼓风机也停止工作，则气体发生器内的燃料因断氧而停止燃烧，呈现闷火状态，不再产生新的气体；当储气罐中的气体压力＜0.2Mpa时空压机自动工作，气体发生器的鼓风机也开始工作，燃料正常燃烧产生燃气；

(5)纯净清洁的燃气输送至用户端：储气罐内的燃气要保持恒定的压强，压强值的大小要保证最远端用户灶具的压力，故而压力容器经减压，维持罐压在0.1～0.2MPa左右，通过输送管网将纯净清洁的燃气送到用户端，管网接口与压力容器之间安装止回阀预防回火。

简言之，整套装置可通俗地理解为：鼓风机将空气带入气体发生器，生物质燃料在气体发生器内发生能量转换，形成可燃气体，并经水过滤、植物过滤等层层高效过滤系统作用后，在空压机的作用下，将气体装入一定压强的压力容器中，再经减压作用，通过用户端输送管网，将清洁、纯净的燃气送至用户端炉灶。由于本套装置过滤充分高效，最终形成的燃气燃烧时看到的火焰为纯净的天蓝色。

气体发生器所产出燃气，经过过滤器的过滤，达到净化和降温的目的，燃气的流动靠风机的内压来实现，由风机出来的燃气具有一定的压力，经空气压缩机送入储气罐。储气罐中的燃气要保持恒定的压强，压强值的大小要保证最远用户灶具的压力，受压容器的压力在0.1-0.2MPa左右将最远距离的位置送气大小控制在一定压力下。

气体发生器中产生的燃气在炉中自下而上流动，在氧化层、还原层产生的焦油，能热裂解成小分子量的永久性气体，所以出炉的燃气中焦油含量比较少，在经过各种过滤和水气分离，运行可靠，产气量与用气量匹配合理，原料用量少，无需添加任何添加剂，热值高达6000KJ/M³，每公斤燃料能转换气体达2.0～2.5M³。可满足上千人吃饭用的炉灶不间断的连续供气。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种生物质气化装置，包括上料器、鼓风机、气体发生器、燃料压实装置、冷却水循环系统、过滤系统、排渣口、排烟阀、排污阀及用户端的输送管网，

其特征在于：还包括气体缓冲罐、空气压缩机、单向阀和压力容器；

所述冷却水循环系统位于炉膛外围，冷却水循环系统的进水口和出水口分别位于气体发生器筒壁的下部和上部，所述鼓风机连通于气体发生器的底部，从气体发生器、气体缓冲罐I、过滤系统、空气压缩机、压力容器至用户端的输送管网形成气体输送的单向回路，并且在空气压缩机和压力容器之间装有单向阀；

所述的气体缓冲器I、过滤系统和压力容器底部均设有排污阀；所述的气体发生器下部设有排渣口，气体缓冲器I的出口连接三通管，三通管的一端接排烟阀，另一端连接过滤系统的下部入口；

所述的气体发生器上装有安全阀，所述的气体缓冲罐I上装有安全阀和温度表，所述空气压缩机上装有压力表，所述的压力容器上装有安全阀和压力表。

2、根据权利要求1所述的生物质气化装置，其特征在于：所述气体发生器的炉膛为倒圆台形，下部装有炉箅，炉箅上放置生物质燃料。

3、根据权利要求2所述的生物质气化装置，其特征在于：所述的燃料压实装置包括螺旋杆和与螺旋杆螺纹连接的压盘，所述压盘的直径与所述气体发生器的炉膛内径相配合。

4、根据权利要求3所述的生物质气化装置，其特征在于：所述的过滤系统包括水过滤器、喷淋罐和干式过滤器，在所述喷淋罐和干式过滤器之间还连接有气体缓冲罐II，从所述水过滤器、喷淋罐、气体缓冲罐II直到干式过滤器由气体管路顺次相连通；所述的水过滤器、气体缓冲罐和干式过滤器的底部分别设有排污阀。

5、根据权利要求4所述的生物质气化装置，其特征在于：所述的喷淋罐外接一个循环泵，将所述喷淋罐下部的水再抽至喷淋罐的上部。

6、根据权利要求5所述的生物质气化装置，其特征在于：所述干式过滤器内的过滤介质层从下至上依次包括木炭层、颗粒状植物过滤介质层和1～3层过滤棉层。

7、根据权利要求6所述的生物质气化装置，其特征在于：所述的干式过滤器的入口端和出口端设有120目钢网。

8、根据权利要求7所述的生物质气化装置，其特征在于：所述的过滤系统还包括120目过滤器，所述过滤器安装于干式过滤器和空气压缩机之间。