CN202175656U - 新型秸秆直接气化多联产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型秸秆直接气化多联产装置，包括气化炉、上料装置、推料装置、压料装置、匀料装置、出炭装置、水洗装置、风机、水封滤清装置、储气柜和控制柜；通过上料、推料、压料和匀料装置将无须加工的秸秆直接送入气化炉内气化，有效控制秸秆联产秸秆炭和秸秆气，配合刮炭炉排和出炭装置收集秸秆炭、迷宫式喷淋水洗水洗分离秸秆气和秸秆提取液、水封滤清装置过滤收集秸秆气，装置可靠性高、安全性能好、实用性强，气化工艺简单、气化效果好、秸秆利用率高、运行成本低。

Description

新型秸秆直接气化多联产装置

技术领域

本实用新型涉及一种秸秆直接气化装置，具体说是一种直接利用无须切断、粉碎的秸秆新型气化多联产秸秆气、秸秆炭、秸秆提取液的装置。 

背景技术

近年来，国内外关于农作物秸秆再生循环利用的技术方法很多，如直接燃烧、气化、液化、压缩成型、生物化学转化或制造人造板材等，但是由于种种原因或条件的限制，投资较少、技术成熟、经济可行、应用便捷的方法还不多，加上我国地域辽阔、自然条件差异大、秸秆资源种类众多等实际问题，受农作物秸秆转化渠道不畅、转化率低、经济效益差等因素的影响，各级政府尽管采取了诸多措施，但每年到收割季节，各地秸秆焚烧现象屡禁不止，秸秆焚烧既是资源的浪费，更严重污染环境，甚至影响道路和民航的交通安全。因此从多方面研究秸秆高效、无公害、资源化利用技术与方法十分必要，众多秸秆综合利用技术相比之下，气化利用效率较高，但传统的秸秆气化炉因其设计上的缺陷或结构上的原因，气化效果、运行的经济性、可靠性、安全性、实用性均不尽人意。 

发明内容

    为了解决现有技术中秸秆气化炉气化效果差、秸秆利用率低、运行成本高、可靠性差、安全性能低、实用性差等不足，本实用新型提供了一种可靠性高、安全性能好、实用性强的新型秸秆直接气化多联产装置，制备简单、气化效果好、秸秆利用率高、运行成本低。 

本实用新型采用的技术方案是：一种新型秸秆直接气化多联产装置，其技术特点是包括气化炉、上料装置、推料装置、压料装置、匀料装置、出炭装置、水洗装置、风机、水封滤清装置、储气柜和控制柜， 

所述上料装置包括上料轨道、料斗和上料电机，料斗连接上料电机设置于上料轨道上呈沿上料轨道上、下升降状态；

所述推料装置包括推料轨道、推料器和推料电机，推料轨道一端连接至气化炉炉口上方，推料轨道另一端设置推料器，推料器连接推料电机设置于推料轨道上呈沿推料轨道前、后推进状态，上料装置的上料轨道顶端连接至推料轨道上；

所述压料装置包括压料轨道、压料器和压料电机，压料装置设置于气化炉炉口上方，压料器连接压料电机设置于压料轨道上呈上、下升降状态；

所述匀料装置包括米字型匀料器和匀料电机，米字型匀料器连接匀料电机设置于压料装置的压料器下方呈水平旋转状态；

所述出炭装置设置于气化炉底部；

所述气化炉下部设有出气口，出气口依次连通水洗装置、风机、水封滤清装置和储气柜；

所述上料电机、推料电机、压料电机、匀料电机、出炭装置和风机均连接控制柜。

所述推料装置还包括推料挡板，推料挡板设置于推料轨道一端的气化炉炉口侧边上方，推料挡板和推料器形状吻合成气化炉炉口形状。 

所述推料器包括推料板、齿条和齿轮，推料板连接在齿条上，推料电机连接齿轮，齿条啮合齿轮呈沿推料轨道方向前、后移动状态。 

所述压料器包括压料盖、齿条、齿轮和压力传感器，压料盖连接在齿条下方，压料电机连接齿轮，齿条啮合齿轮呈沿压料轨道方向上、下升降状态状态，压力传感器连接控制柜。 

所述米字型匀料器为米字型凸出面，米字型凸出面设置于压料器底面，米字型凸出面的每条米字边呈倒三角形状。 

所述出炭装置包括集炭池、出水管、泥浆泵、出炭池、无纺布过滤袋、隔网支架和回水管，集炭池设置于气化炉炉体内炉排下方，炉排下方的炉体上设有出气口和回水口，集炭池低于出气口，集炭池呈底部带出水口的漏斗状；出炭池设置于炉体外，出炭池内经隔网支架支撑有无纺布过滤袋，隔网支架下方的出炭池经回水管连接至回水口，集炭池出水口经出水管连通至无纺布过滤袋，出水管上设有连接于控制柜的泥浆泵。 

所述炉排包括刮炭架、多根刮炭轴、多个驱动齿轮和驱动电机，刮炭架设置于气化炉炉体内，多根刮炭轴水平间隔滚动支承于刮炭架上，多根刮炭轴的一端分别连接多个驱动齿轮，多个驱动齿轮相互啮合，任一驱动齿轮连接驱动电机，驱动电机连接控制柜；多根刮炭轴位于刮炭架内的轴上均设有沿刮炭轴轴向设置的刮炭翼，刮炭翼分布于刮炭轴单边或刮炭轴两边，相邻两根刮炭轴上的刮炭翼不处于同一水平面上呈90°夹角，刮炭轴为中空水冷管，刮炭翼由多根中空水冷管沿刮炭轴轴向焊接在刮炭轴上组成。 

本实用新型的工作步骤为： 

 (1)将无须切断粉碎的秸秆直接装入约1/3料斗，料斗顺上料轨道提升至推料轨道面，由推料轨道上的推料器将料斗内的秸秆推送至秸秆气化炉炉口上方，秸秆掉入秸秆气化炉内；

(2)点火后，启动产气管路的风机抽气；

(3)将秸秆装满料斗，料斗顺上料轨道提升至推料轨道面，由推料轨道上的推料器将料斗内的秸秆推送至秸秆气化炉炉口上方；

(4)由压料器将秸秆气化炉炉口上方的秸秆压入秸秆气化炉炉内，压料器感应秸秆下压压力，根据秸秆不同种类，压料器在达到对应下压压力时启动匀料装置将秸秆压匀；

(5)秸秆气化炉内缺氧燃烧产气，气体经多级迷宫式喷淋水洗装置后冷却至30℃以下，再经水封、滤清后由风机抽出送入储气柜；

(6)控制秸秆气化炉内缺氧燃烧层厚度，在燃烧层厚度不足时，压料器上升退出秸秆气化炉，重复步骤3-5实现持续产气；

(7)秸秆气化炉连续运转时，压料器上升，刮炭机构工作，秸秆气化炉底部同步排出秸秆炭，多级迷宫式喷淋水洗装置同步排出秸秆提取液。

采用以上技术方案，本实用新型达到的有益效果是： 

1、采用上料装置配合推料装置实现秸秆进料输送，进料输送便捷；配合压料装置压料配合匀料装置匀料，压料后进入气化炉的秸秆原料密实度均匀，气腔容量控制合理，透气性能好，进气适量，匀料后确保了炉内各处的秸秆原料均匀性，便于控制炉内控制最佳的燃烧室温度，减少焦油产生，以及小量产生的焦油裂解成可燃气，增加了所产秸秆可燃气的热值和资源利用率，提高了气化炉气化效率，无焦油排出解决了管道和设备的堵塞问题，确保设备长期稳定运行；能直接使用各种农作物秸秆作原料，无须切断、粉碎或压块操作，提高工作效率，降低生产成本，适合各种软硬、长短、粗细、疏密不一的秸秆使用，适用范围广；推料轨道可设于水平地面上，料斗和气化炉的设置低于水平地面，方便直接向料斗内直接进料，以及观察气化炉内燃烧使用情况，省时省力； 

 2、秸秆炭由气化炉内掉落在刮炭架上，多根刮炭轴经驱动齿轮由驱动电机驱动旋转，刮炭轴上的刮炭翼能及时、有效地将堆积在其上的秸秆炭刮下，出炭效果好、效率高，同时刮炭翼能将大块的秸秆炭刮下，避免堵塞造成气化炉使用性能下降；刮炭轴、刮炭翼采用中空水冷管通水冷却，避免高温过热变形损坏，延长了使用寿命；秸秆炭由刮炭装置刮下后掉入炉体底部的集炭池内，由泥浆泵将集炭池内带有秸秆炭的水体抽出送入出炭池无纺布过滤袋进行过滤，过滤后的水体由出炭池经回水管连通至集炭池实现水体循环，无纺布过滤袋内过滤下来的炭灰定期排出即可；利用炉体底部的集炭池内水体收集炭灰并在炉外过滤带有秸秆炭的水体实现秸秆炭的排出，既确保了秸秆气化炉出灰/出炭时的气密性，有利于提高产生的燃气可燃性，出炭性能稳定，产出的秸秆炭可以制成工业和民用燃料，替代石油、煤炭及天然气等，节约能源；秸秆炭富含作物生长必须的氮、磷、钾等多种营养元素，秸秆炭与有机质、微生物混合，经短期发酵作用，制备出秸秆炭有机复合肥，有效提高土壤肥力，对水和肥料有长效缓释作用，长期施用可以改善土壤理化性质、增加土壤的含水量、透气性，对已有的重金属污染、退化的土壤起改良、修复作用；秸秆炭还可用作钢铁工业的保温材料；

3、秸秆气化炉产气采用迷宫式喷淋水洗装置水洗，既能充分净化可燃气，又能成功阻止火星流到气化炉气腔及出气管路，防止发生爆燃事故，使用安全、可靠；迷宫式喷淋水洗装置水洗后气液分离，秸秆气由水封滤清装置过滤后送入储气柜；迷宫式喷淋水洗装置水洗液排出即为秸秆提取液，秸秆提取液是含有酸类、酯类、醛类、酚类等八大类一百多种有机化学成分的酸性液体，可用于制作消毒液、除臭剂、农药助剂、生物农药以及各种肥料，进一步提高秸秆利用率。

本实用新型通过上料、推料、压料和匀料装置将无须加工的秸秆直接送入气化炉内气化，有效控制秸秆联产秸秆炭和秸秆气，配合刮炭炉排和出炭装置收集秸秆炭、迷宫式喷淋水洗水洗分离秸秆气和秸秆提取液、水封滤清装置过滤收集秸秆气，装置可靠性高、安全性能好、实用性强，气化工艺简单、气化效果好、秸秆利用率高、运行成本低。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图； 

图2为本实用新型炉排结构示意图。

图中：料斗1，上料轨道2，上料电机3，推料轨道4，推料板5，推料电机6，推料齿轮7，推料齿条8，推料挡板9，压料轨道10，压料电机11，压料齿轮12，压料齿条13，压料盖14，压力感应器15，匀料电机16，米字型匀料器17，气化炉18，炉排19，刮炭架20，刮炭轴21，驱动齿轮22，驱动电机23，刮炭翼24，出气口25，回水口26，集炭池27，出水管28，泥浆泵29，出炭池30，无纺布过滤袋31，隔网支架32，回水管33，出气管34，迷宫式喷淋水洗装置35，风机36，水封滤清装置37，储气柜38，控制柜39。 

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。 

图1-2所示，新型秸秆直接气化多联产装置包括料斗1、上料轨道2、上料电机3、推料轨道4、推料板5、推料电机6、推料齿轮7、推料齿条8、推料挡板9、压料轨道10、压料电机11、压料齿轮12、压料齿条13、压料盖14、压力感应器15、匀料电机16、米字型匀料器17、气化炉18、炉排19、集炭池27、出水管28、泥浆泵29、出炭池30、无纺布过滤袋31、隔网支架32、回水管33、出气管34、迷宫式喷淋水洗装置35、风机36、水封滤清装置37、储气柜38和控制柜39。料斗1设置于上料轨道2内，料斗设置低于水平地面，上料电机3控制料斗1呈沿上料轨道2上、下升降状态；上料轨道2顶端连接至推料轨道4上，推料轨道设于水平地面上，推料轨道4一端连接至气化炉18炉口上方，推料轨道4另一端设置推料板5，推料板5连接在推料齿条8上，推料电机6连接推料齿轮7，推料齿条8啮合推料齿轮7呈沿推料轨道4方向前、后移动状态，推料板5与设置于推料轨道4一端的气化炉18炉口侧边上方的推料挡板9形状吻合成气化炉炉口形状；气化炉18设置低于水平地面，气化炉18炉口上方设置压料轨道10，压料电机11连接于压料轨道10上，压料电机11连接压料齿轮12，压料齿条13啮合压料齿轮12呈沿压料轨道10方向上、下升降状态，压料盖14连接在压料齿条13下方，压力传感器15设置于压料盖14下方；压料盖14底面设置呈米字型凸出面的米字型匀料器17，米字型凸出面的每条米字边呈倒三角形状，倒三角底角可为锐角或直角或钝角，钝角匀料效果最佳，米字型匀料器17由匀料电机16经齿轮组啮合传动呈旋转状态；气化炉18下方设有炉排19，炉排19包括刮炭架20、多根刮炭轴21、多个驱动齿轮22和驱动电机23，刮炭架20设置于气化炉18炉体内，多根刮炭轴21水平间隔滚动支承于刮炭架20上，多根刮炭轴21的一端分别连接多个驱动齿轮22，多个驱动齿轮22相互啮合，任一驱动齿轮22连接驱动电机23，多根刮炭轴21位于刮炭架20内的轴上均设有沿刮炭轴轴向设置的刮炭翼24，刮炭翼分布于刮炭轴单边或刮炭轴两边，相邻两根刮炭轴上的刮炭翼不处于同一水平面上呈90°夹角，刮炭轴为中空水冷管，刮炭翼由多根中空水冷管沿刮炭轴轴向焊接在刮炭轴上组成；集炭池27设置于气化炉18炉体内炉排19下方，炉排下方的炉体上设有出气口25和回水口26，集炭池27低于出气口25，集炭池27呈底部带出水口的漏斗状，气化炉18炉体外设置有出炭池30，出炭池30内经隔网支架32支撑有无纺布过滤袋31，隔网支架下方的出炭池经回水管33连接至回水口26，集炭池27出水口经出水管28连通至无纺布过滤袋31，出水管上设有泥浆泵29；气化炉出气口25经出气管34依次连通迷宫式喷淋水洗装置35、风机36、水封滤清装置37和储气柜38；上料电机、推料电机、压料电机、匀料电机、驱动电机、泥浆泵和风机均连接控制柜39；无纺布过滤袋31过滤出秸秆炭，迷宫式喷淋水洗装置35中水洗液排出即为秸秆提取液，秸秆气由风机抽至储气柜38。 

本实用新型新型秸秆直接气化多联产制备工艺步骤如下： 

(1)将无须切断粉碎的秸秆直接装入约1/3料斗，启动控制柜，上料电机带动料斗顺上料轨道提升至推料轨道面，推料电机秸经推料齿轮啮合传动推料齿条，推料齿条带动推料板将料斗内的秸秆推送至秸秆气化炉炉口上方，秸秆掉入气化炉内，料斗和推料板同时复位；

(2)点火后，启动风机抽气；

(3)向料斗中装满秸秆，启动控制柜，上料电机带动料斗顺上料轨道提升至推料轨道面，推料电机秸经推料齿轮啮合传动推料齿条，推料齿条带动推料板将料斗内的秸秆推送至秸秆气化炉炉口上方，秸秆掉入气化炉内，料斗和推料板同时复位；

(4)控制柜控制压料电机经啮合传动的压料齿轮和压料齿条带动压料盖将秸秆气化炉炉口的秸秆压入气化炉炉内，压料盖下方的压力感应器感应秸秆下压压力，根据不同秸秆种类由控制柜设定对应下压压力，当压力感应器感应到设定压力时启动匀料电机，匀料电机带动压料盖下方的米字型匀料器旋转，对压料盖下方气化炉内秸秆进行匀料；

(5)秸秆在气化炉内缺氧燃烧产出秸秆气，秸秆气经迷宫式喷淋水洗装置后冷却至30℃以下，再经水封、滤清后由风机抽出送入储气柜；

(6)根据不同秸秆种类，设定秸秆气化炉内缺氧燃烧层厚度，由控制柜在燃烧层厚度不足时，控制压料盖上升退出秸秆气化炉，重复步骤3-5实现持续产气；

(7)气化炉在持续运转时，压料盖上升，驱动电机经驱动齿轮驱动多根刮炭轴旋转，刮炭轴上的刮炭翼将堆积在其上的秸秆炭刮下，秸秆炭掉入气化炉炉体底部的集炭池内，由泥浆泵将集炭池内带有秸秆炭的水体抽出送入出炭池无纺布过滤袋进行过滤，过滤后的水体由出炭池经回水管连通至集炭池实现水体循环，无纺布过滤袋内过滤后为秸秆炭定期排出即可；多级迷宫式喷淋水洗装置的水洗液由其底部同步排出为秸秆提取液。

Claims (7)

1.一种新型秸秆直接气化多联产装置，其特征在于：包括气化炉、上料装置、推料装置、压料装置、匀料装置、出炭装置、水洗装置、风机、水封滤清装置、储气柜和控制柜；

所述上料装置包括上料轨道、料斗和上料电机，料斗连接上料电机设置于上料轨道上呈沿上料轨道上、下升降状态；

所述推料装置包括推料轨道、推料器和推料电机，推料轨道一端连接至气化炉炉口上方，推料轨道另一端设置推料器，推料器连接推料电机设置于推料轨道上呈沿推料轨道前、后推进状态，上料装置的上料轨道顶端连接至推料轨道上；

所述压料装置包括压料轨道、压料器和压料电机，压料装置设置于气化炉炉口上方，压料器连接压料电机设置于压料轨道上呈上、下升降状态；

所述匀料装置包括米字型匀料器和匀料电机，米字型匀料器连接匀料电机设置于压料装置的压料器下方呈水平旋转状态；

所述出炭装置设置于气化炉底部；

所述气化炉下部设有出气口，出气口依次连通水洗装置、风机、水封滤清装置和储气柜；

所述上料电机、推料电机、压料电机、匀料电机、出炭装置和风机均连接控制柜。

2.根据权利要求1所述的新型秸秆直接气化多联产装置，其特征是：所述推料装置还包括推料挡板，推料挡板设置于推料轨道一端的气化炉炉口侧边上方，推料挡板和推料器形状吻合成气化炉炉口形状。

3.根据权利要求1或2所述的新型秸秆直接气化多联产装置，其特征是：所述推料器包括推料板、齿条和齿轮，推料板连接在齿条上，推料电机连接齿轮，齿条啮合齿轮呈沿推料轨道方向前、后移动状态。

4.根据权利要求1所述的新型秸秆直接气化多联产装置，其特征是：所述压料器包括压料盖、齿条、齿轮和压力传感器，压料盖连接在齿条下方，压料电机连接齿轮，齿条啮合齿轮呈沿压料轨道方向上、下升降状态状态，压力传感器连接控制柜。

5.根据权利要求1所述的新型秸秆直接气化多联产装置，其特征是：所述米字型匀料器为米字型凸出面，米字型凸出面设置于压料器底面，米字型凸出面的每条米字边呈倒三角形状。

6.根据权利要求1所述的新型秸秆直接气化多联产装置，其特征是：所述出炭装置包括集炭池、出水管、泥浆泵、出炭池、无纺布过滤袋、隔网支架和回水管，集炭池设置于气化炉炉体内炉排下方，炉排下方的炉体上设有出气口和回水口，集炭池低于出气口，集炭池呈底部带出水口的漏斗状；出炭池设置于炉体外，出炭池内经隔网支架支撑有无纺布过滤袋，隔网支架下方的出炭池经回水管连接至回水口，集炭池出水口经出水管连通至无纺布过滤袋，出水管上设有连接于控制柜的泥浆泵。

7.根据权利要求6所述的新型秸秆直接气化多联产装置，其特征是：所述炉排包括刮炭架、多根刮炭轴、多个驱动齿轮和驱动电机，刮炭架设置于气化炉炉体内，多根刮炭轴水平间隔滚动支承于刮炭架上，多根刮炭轴的一端分别连接多个驱动齿轮，多个驱动齿轮相互啮合，任一驱动齿轮连接驱动电机，驱动电机连接控制柜；多根刮炭轴位于刮炭架内的轴上均设有沿刮炭轴轴向设置的刮炭翼，刮炭翼分布于刮炭轴单边或刮炭轴两边，相邻两根刮炭轴上的刮炭翼不处于同一水平面上呈90°夹角，刮炭轴为中空水冷管，刮炭翼由多根中空水冷管沿刮炭轴轴向焊接在刮炭轴上组成。

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