CN204752606U - 一种家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，包括炭化炉、保温水箱，炭化炉包括炭化炉内胆组件和炉膛，炉膛上设有炉门，炉膛内设有封闭式水夹套，炉膛外壁设有水温检测表和液位计；炉膛外壁上设有补水口、出水口以及回水口；上述出水口连接保温水箱，保温水箱连接增压水泵，增压水泵的出口通过管路连接用户取暖设备，取暖设备的回水管路连接封闭式水夹套的回水口；所述炭化炉内胆组件包括内胆和可拆卸式上盖；上盖上设有与内胆连通的输气管；所述炉膛上设有连通内膛的排气管。上述技术方案，生物质秸秆封闭式厌氧炭化、烟气二次燃烧、不但气化出高质量的可燃气体和秸秆炭，而且在气化过程中还可以利用余温生产出一定量热水，达到热量回收利用的目的。

Description

一种家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备

技术领域

本实用新型属于生物质再利用技术领域，特别是涉及一种家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备。

背景技术

生物质是植物通过光合作用生成的有机物，生物质能是太阳能的一种，生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器，作为植物生物质的主要成份——木质素和纤维素每年以约1640亿吨的速度再生，如以能量换算相当于石油产量的15-20倍。如果这部份资源得到好的利用，人类相当于拥有一个取之不尽的资源宝库。而且，由生物质来源于空气中的CO2，燃烧后再生成CO2，所以不会增加空气中的CO2的含量，因此生物质与矿物质能源相比更为清洁。

目前，生物质的利用除了一部分当作饲料以外，大部分采用气化炉使其燃烧并利用其燃烧过程中产生的可燃气体作为能源再次利用，植物生物质（包括据木、木柴，野草，松针树叶，作物秸秆，牛羊畜粪，食用菌渣）中的碳元素质量分数约为40%，其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素，半纤维素为主，质量分数为50%。这些生物质原料，在缺氧条件下加热或燃烧，使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是生物质中的碳、氢、氧等元素的原子，在反应条件下按照化学键的成键原理，变成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃性气体的分子。这样生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。

现有的生物质气化炉，亦称秸秆气化炉或燃气发生装置等，在气化炉当中，分直燃（半气化）式和导气（制气）式气化炉。

现有运行中的气化炉虽然对生物质原料进行了利用，但也存在着下列一些问题：

1、一些气化炉对生物质原料要求比较高，必须把生物质原料粉碎成细小的颗粒，因此必须添加功率较大的粉碎机，从而造成生物质利用的成本加大。由于原料破碎成细小颗粒，其运行温度高达1100~1300℃，虽然产出气体中焦油成分及冷凝物含量很低，碳转化率可达90%，但由于运行温度高易烧结，使气化炉发生结渣而丧失气化的功能，故选材较难，使可利用的生物质原料范围变窄，不利于生物质利用的推广。

2.木焦油问题是影响气化气使用的最大障碍。许多的气化炉在气化过程中对夹杂在可燃气体中的木焦油没有进行滤除，导致气化气在使用过程中木焦油糊住各类燃烧器的喷嘴，使燃气灶具、燃气锅炉或燃气发电机组无法长时间运行，直接影响了生物质能源的利用。

3.对生物质原料存放的环境要求及原料的单一使用，也使一些气化炉无法正常工作，有的气化炉因为没有水分离装置而要求生物质原料中的水分在10%以下，否则气化出的气体因含水分过高而无法点燃，而目前生物质原料的存放一般为露天存放，极易受到自然天气的影响，如雨水及潮湿的环境很容易使生物质原料受潮，在加上使用的原料单一，影响了气化炉产气的产量及质量，气化炉工作的连续性遭到了破坏。

4.造成了对环境的污染。许多气化炉由于设计上的缺陷，造成烟雾对大气的污染及难分解物对土壤的破坏，许多气化炉在气化过程中产生了灰渣与木焦油混合在一起的混合物，由于木焦油具有极强的抗氧化性，所以这种混合物在自然状态下很难分解，大量混合物的产生会造成对土地的占用及对土壤的破坏。

5.许多功能完备的进口气化炉设备，价格昂贵，投资额度大、回收期长，影响生物质资源的利用。

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种生物质秸秆封闭式厌氧炭化、烟气二次燃烧、不但气化出高质量的可燃气体和秸秆炭，而且在气化过程中还可以利用余温生产出一定量热水的家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：包括炭化炉、保温水箱，所述的炭化炉包括炭化炉内胆组件和炉膛，炭化炉内胆组件座装在炉膛的上部，所述的炉膛上设有炉门，所述炉膛内设有封闭式水夹套，炉膛外壁设有与封闭式水夹套连通的水温检测表和液位计；所述炉膛外壁上设有与上述封闭式水夹套连通的补水口、出水口以及回水口；上述出水口通过管路连接保温水箱的进水口，所述保温水箱上设有温度表、安全阀、排污阀以及压力表，保温水箱的出水口通过管路连接增压水泵，所述增压水泵的出口通过管路连接用户取暖设备，在入户前的管路上设有温控阀；所述取暖设备的回水管路连接封闭式水夹套的回水口；

所述炭化炉内胆组件包括内胆和可拆卸式上盖，所述可拆卸式上盖密封扣装在内坦的上部；所述上盖上设有与内胆连通的输气管和温度计，输气管的端部设有第一支排空管和第一支回炉管；所述的第一支排空管和第一支回炉管上均设有控制导通或关闭的第一组控制阀；

所述炉膛上设有连通内膛的排气管，排气管的端部设有第二支排空管和第二支回炉管，所述第二排空管和第二支回炉管上均设有控制导通或关闭的第二组控制阀。

本实用新型还可以采用如下技术措施：

所述内胆的部设有密封槽，所述可拆式上盖的下边缘设有与上述密封槽配合的扣合折边。

所述可拆式上盖上还设有吊环。

所述内胆上还设有吊装耳板。

所述第一组控制阀和/或第二组控制阀采用机械式温控阀。

所述第一组控制阀和/或第二组控制阀采用电子式温控阀。

在由取暖设备引出的回水管上设有回水增压水泵。

在炉膛的侧面还设有旋转式起吊装置，包括机座，转盘，起吊架，吊钩、钢丝绳、卷扬机，其中起吊架固定安装在机座上，所述的转盘连接驱动装置，所述的驱动装置安装在机座上，卷扬机的上盘绕有钢丝绳，钢丝绳的端部连接吊钩。

本实用新型具有的优点和积极效果是：由于本实用新型采用上述技术方案，生物质秸秆封闭式厌氧炭化、烟气二次燃烧、不但气化出高质量的可燃气体和秸秆炭，而且在气化过程中还可以利用余温生产出一定量热水，达到热量回收利用的目的。因此本实用新型具有以下优点：

1、节能环保：本装置在气化过程中除水泵消耗少量的电力外，无需提供额外的能源，更重要的是在干馏炭化过程中没有烟尘的排放并将木焦油及烟气进行返烧，不仅不会对大气及土壤造成污染，而且保证了炭化的产量和质量的稳定。

2、经济效益可观：利用该装置每消耗3吨生物质，经8—15小时干馏炭化，可产出3000立方可燃气体，其热值为4000大卡/立方以上，同时可产出生物质炭1吨，热值在5000大卡/公斤以上，上述产品按目前市场价销售，每生产1吨生物质炭可获利400元，仅此一项直接增加了农民的收入。在生产的过程中不间断的供应热水进行供暖。（节支部分略）

3、废物利用：我国幅员辽阔，有关部门专家统计资料，每年农作物秸杆等剩余作物为12亿吨，其利用率仅有20%，其余大部分被烂掉，林木加工上剩余的树枝、锯末等也有上亿吨抛弃，本装置可将各种生物质原料混合在一起燃烧干馏、炭化，改变了生物质原料单一利用的局面，扩大了生物质原料利用的范围，增加了炭化炉工作的连续性。

目前我国一方面是能源短缺，另一方面是优质清洁生物质资源大量被闲置、浪费、露天焚烧。因此，生物质的利用效率问题应该给予高度重视，本装置将提高生物质的利用效率，随着本装置的推广应用，生物质能源将服务于工农业生产和生活的方方面面。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是旋转式起吊装置结构示意图。

图中：1、炭化炉；1-1、炭化炉内胆组件；1-11、可拆卸式上盖；1-12、扣合折边；1-13、吊环；1-2、炉膛；1-20、内胆；1-21、密封槽；1-22、吊装耳板；1-3、水夹套；1-4、水温检测表；1-5、液位计；1-6、补水口；1-7、出水口；1-8、回水口；1-9、回水管路；2、炉门；3、保温水箱；3-1、温度表；3-2、安全阀；3-3、排污阀；3-4、压力表；4、增压水泵；5、温控阀；6、输气管；6-0、温度计；6-1、第一支排空管；6-2、第一支回炉管；6-3、第一组控制阀；6-4、第一组控制阀；7、排气管；7-1、第二支排空管；7-2、第二支回炉管；7-3、第二组控制阀；7-4、第二组控制阀；8、回水增压水泵；9、旋转式起吊装置；9-1、机座；9-10、转盘；9-2、起吊架；9-3、吊钩；9-4、钢丝绳；9-5、卷扬机。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参阅图1，一种家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，包括炭化炉1、保温水箱3，所述的炭化炉包括炭化炉内胆组件1-1和炉膛1-2，炭化炉内胆组件座装在炉膛1-2的上部，所述的炉膛上设有炉门2，所述炉膛内设有封闭式水夹套1-3，炉膛外壁设有与封闭式水夹套连通的水温检测表1-4和液位计1-5；所述炉膛外壁上设有与上述封闭式水夹套连通的补水口1-6、出水口1-7以及回水口1-8；上述出水口1-7通过管路连接保温水箱3的进水口，所述保温水箱上设有温度表3-1、安全阀3-2、排污阀3-3以及压力表3-4，保温水箱的出水口通过管路连接增压水泵4，所述增压水泵4的出口通过管路连接用户取暖设备，在入户前的管路上设有温控阀5；所述取暖设备的回水管路1-9连接封闭式水夹套的回水口1-8；

所述炭化炉内胆组件1-1包括内胆1-20和可拆卸式上盖1-11，所述可拆卸式上盖密封扣装在内坦的上部；所述上盖上设有与内胆连通的输气管6和温度计6-0，输气管的端部设有第一支排空管6-1和第一支回炉管6-2；所述的第一支排空管和第一支回炉管上均设有控制导通或关闭的第一组控制阀6-3、6-4；

所述炉膛1-2上设有连通内膛的排气管7，排气管的端部设有第二支排空管7-1和第二支回炉管7-2，所述第二排空管和第二支回炉管上均设有控制导通或关闭的第二组控制阀7-3、7-4。上述的第一组控制阀和/或第二组控制阀采用电子式温控阀或者电子式温控阀。

所述内胆1-20的部设有密封槽1-21，所述可拆式上盖1-11的下边缘设有与上述密封槽配合的扣合折边1-12。

所述可拆式上盖1-11上还设有吊环1-13。

所述内胆1-20上还设有吊装耳板1-22。

在由取暖设备引出的回水管上设有回水增压水泵8。

在炉膛的侧面还设有旋转式起吊装置9，请参阅图2，包括机座9-1，转盘9-10，起吊架9-2，吊钩9-3、钢丝绳9-4、卷扬机9-5，其中起吊架9-2固定安装在机座9-1上，所述的转盘连接驱动装置（图中未显示），所述的驱动装置安装在机座上，卷扬机9-5的上盘绕有钢丝绳9-4，钢丝绳的端部连接吊钩9-3。

本实用新型的使用方法，首先将生物质秸秆原料压制成型装入炭化炉内胆后把上盖安装好，并进行密封；然后往水夹套内注满水；此时在炉膛内点火，炉膛内温度由低到高缓慢升温，并把内胆内的生物质秸秆进行烘干，这时产生的水蒸气排入空中，此时第一支排空管6-1上的第一组控制阀6-3打开，第一支回炉管6-2上的第一组控制阀6-4关闭；炉膛1-2连通的排气管7的第二支排空管7-1上的第二组控制阀7-3打开，第二支回炉管7-2上的第二组控制阀7-4关闭，随着温度的升高，当内胆的温度达到200℃时。

关闭第一组控制阀6-3和第二组控制阀7-3，同时打开第一组控制阀6-4和第二组控制阀7-4，这样从内胆排放出来的高温烟气以10~15m/s的速度由炉门进入炉膛进行返烧；当保温水箱内的水温达到100℃，开启增压水泵4，当内胆的温度逐渐升高直到320℃，停止炭化，保温3小时，通过起吊装置将内胆吊出，放入下一个内胆重复上述步骤再进行炭化。

采用上述技术方案，生物质秸秆封闭式厌氧炭化、烟气二次燃烧、不但气化出高质量的可燃气体和秸秆炭，而且在气化过程中还可以利用余温生产出一定量热水，达到热量回收利用的目的。因此本实用新型具有以下优点：

1、节能环保：本装置在气化过程中除水泵消耗少量的电力外，无需提供额外的能源，更重要的是在干馏炭化过程中没有烟尘的排放并将木焦油及烟气进行返烧，不仅不会对大气及土壤造成污染，而且保证了炭化的产量和质量的稳定。

2、经济效益可观：利用该装置每消耗3吨生物质，经8—15小时干馏炭化，可产出3000立方可燃气体，其热值为4000大卡/立方以上，同时可产出生物质炭1吨，热值在5000大卡/公斤以上，上述产品按目前市场价销售，每生产1吨生物质炭可获利400元，仅此一项直接增加了农民的收入。在生产的过程中不间断的供应热水进行供暖。（节支部分略）

3、废物利用：我国幅员辽阔，有关部门专家统计资料，每年农作物秸杆等剩余作物为12亿吨，其利用率仅有20%，其余大部分被烂掉，林木加工上剩余的树枝、锯末等也有上亿吨抛弃，本装置可将各种生物质原料混合在一起燃烧干馏、炭化，改变了生物质原料单一利用的局面，扩大了生物质原料利用的范围，增加了炭化炉工作的连续性。

目前我国一方面是能源短缺，另一方面是优质清洁生物质资源大量被闲置、浪费、露天焚烧。因此，生物质的利用效率问题应该给予高度重视，本装置将提高生物质的利用效率，随着本装置的推广应用，生物质能源将服务于工农业生产和生活的方方面面。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：包括炭化炉、保温水箱，所述的炭化炉包括炭化炉内胆组件和炉膛，炭化炉内胆组件座装在炉膛的上部，所述的炉膛上设有炉门，所述炉膛内设有封闭式水夹套，炉膛外壁设有与封闭式水夹套连通的水温检测表和液位计；所述炉膛外壁上设有与上述封闭式水夹套连通的补水口、出水口以及回水口；上述出水口通过管路连接保温水箱的进水口，所述保温水箱上设有温度表、安全阀、排污阀以及压力表，保温水箱的出水口通过管路连接增压水泵，所述增压水泵的出口通过管路连接用户取暖设备，在入户前的管路上设有温控阀；所述取暖设备的回水管路连接封闭式水夹套的回水口；

所述炭化炉内胆组件包括内胆和可拆卸式上盖，所述可拆卸式上盖密封扣装在内坦的上部；所述上盖上设有与内胆连通的输气管和温度计，输气管的端部设有第一支排空管和第一支回炉管；所述的第一支排空管和第一支回炉管上均设有控制导通或关闭的第一组控制阀；

所述炉膛上设有连通内膛的排气管，排气管的端部设有第二支排空管和第二支回炉管，所述第二支排空管和第二支回炉管上均设有控制导通或关闭的第二组控制阀。

2.根据权利要求1所述的家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：所述内胆的部设有密封槽，所述可拆式上盖的下边缘设有与上述密封槽配合的扣合折边。

3.根据权利要求1或2所述的家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：所述可拆式上盖上还设有吊环。

4.根据权利要求3所述的家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：所述内胆上还设有吊装耳板。

5.根据权利要求1所述的家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：所述第一组控制阀和/或第二组控制阀采用机械式温控阀。

6.根据权利要求1所述的家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：所述第一组控制阀和/或第二组控制阀采用电子式温控阀。

7.根据权利要求1所述的家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：在由取暖设备引出的回水管上设有回水增压水泵。

8.根据权利要求1所述的家庭用多功能生物质炭化炉综合利用装备，其特征在于：在炉膛的侧面还设有旋转式起吊装置，包括机座，转盘，起吊架，吊钩、钢丝绳、卷扬机，其中起吊架固定安装在机座上，所述的转盘连接驱动装置，所述的驱动装置安装在机座上，卷扬机的上盘绕有钢丝绳，钢丝绳的端部连接吊钩。