CN205402731U - 一种用于生物质燃烧的三室气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生物质燃烧的三室气化炉，包括进料室、热解气化室、强化燃烧室、活动料床、一次送风模块、二次送风模块、动力模块和控制模块；进料室、热解气化室和强化燃烧室依次连通，都设置在壳体内；进料室和热解气化室下部连通，热解气化室和强化燃烧室上部连通；活动料床的定料排座和动料排座均安装在料床架上；单料排依次由定料排和动料排组成，定料排和动料排的后端的料排座孔分别放置在定料排座的定横杆和动料排座的动横杆上；定料排和动料排都由多块料块组成，料块的中部两侧由多个球状凹槽和球状凸台依次连接构成。本实用新型燃烧区温度均匀，可以使生物质燃料高效热解气化，减少污染物，并能实现自动上料、拨火及清渣。

Description

一种用于生物质燃烧的三室气化炉

技术领域

本实用新型涉及一种气化炉，特别是涉及一种用于生物质燃烧的三室气化炉。

背景技术

生物质是指有机物中除化石燃料外的所有来源于动、植物可再生的物质。生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，是储存太阳能的唯一一种可再生的炭源，是可持续再生能源中的重要组成部分。目前，作为能源的生物质主要是指农业、林业及其它废弃物，如各种农作物秸秆、糖类作物、淀粉作物和油料作物，林业及木材加工废弃物、城市和工业有机废弃物以及动物粪便等。生物质能是人类利用最早、最多、最直接的能源。根据生物学家估算，地球陆地每年生产1000‐1250亿吨生物质，海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍，是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，在整个能源系统占有重要地位。

我国能源消费以煤炭为主，石油和天然气资源十分短缺。目前，石油消费的对外依存度己达40％。预计到2020年，中国的GDP可能达到5万亿美元，能源消费量将达到30亿吨标准煤以上，到2050年可能要达到50亿吨标准煤以上，能源资源问题将是我国经济发展面临的最重要的问题。开发利用可再生能源是解决我国能源问题的战略选择。这将对维护我国能源安全、保持我国能源自给率、改善能源结构发挥重要作用。如果生物质能源利用量能达到5亿吨标准，就可满足目前能源消费量的四分之一。因此，充分和有效利用生物质能资源是解决我国能源问题的重要措施，对我国新能源技术与装备的发展具有重要意义。

目前，我国大多数企业所用工业锅炉以木柴、水煤浆、重油、煤炭为主要燃料，然而这类燃料的大量消耗、严重破坏生态环境，造成环境污染。仅有小部分企业所用工业锅炉采用天然气、液化气、柴油等清洁燃料，然而我国是一个“缺油少气”的国家，油、气供应紧缺、经常要依靠进口来维持，造成工业与居民“抢气”等现象，经常会造成“气荒”“油荒”。

生物质气化炉主要以废弃的秸秆、木屑、刨花等农林废弃物通过压缩制成生物质成型颗粒为燃料，经热解气化产生一氧化碳、氢气、少量甲烷和烃类等可燃气体，经过二次合理配风进行气化燃烧，提高热效率，比传统层燃方式节能20％以上，燃烧过程中产生的烟尘和废弃物符合国家大气排放相关标准。从而有效的节约了能源，使废弃资源得到高效环保利用，有利于维护大气CO₂平衡，减轻全球温室效应，对建设节约型社会具有明显的促进作用。

现有的生物质气化炉，进料和热解气化都是在一个炉腔里进行。原料的热解气化程度低，炉腔内的燃烧区温度不均匀，容易造成局部高温，导致热力型氮氧化物的生成，污染环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提出一种燃烧区温度均匀，可以使生物质燃料高效热解气化，减少污染物，并能实现自动上料、拨火及清渣的新型用于生物质燃烧的三室气化炉。

本实用新型目的通过如下技术方案实现：

一种用于生物质燃烧的三室气化炉，包括进料室、热解气化室、强化燃烧室、活动料床、一次送风模块、二次送风模块、动力模块和控制模块；进料室、热解气化室和强化燃烧室依次连通，都设置在壳体内；进料室和热解气化室下部连通，热解气化室和强化燃烧室上部连通；控制模块和动力模块连接；

所述进料室的上部设有进料口，进料室下部设有一次送风进气口；所述强化燃烧室为下方设有二次送风进气口，上侧方设有生物质燃气和空气的混合气体出气孔，侧方混合气体出气孔接有一个烧嘴；

所述一次送风模块包括一次送风模块鼓风机和一次送风模块风管道；一次送风模块鼓风机连通一次送风模块风管道，一次送风模块风管道的出风口和进料室下部一次送风进气口对接；一次送风进气口连通活动料床下部进气室；进气室上部的开口端对着活动料床；

所述二次送风模块包括二次送风模块风管道和二次送风模块鼓风机；二次送风模块鼓风机连通二次送风模块风管道，二次送风模块风管道的出风口和强化燃烧室下方二次送风进气口对接；

所述活动料床主要由料排、推杆、料床架、定料排座和动料排座组成；定料排座和动料排座均安装在料床架上；推杆一端与多个动料排座连接，另一端与动力模块连接；所述料床架固定在进料室、热解气化室和强化燃烧室的底部；所述定料排座由多根底面为平面，上方为半圆形的定横杆组成；所述动料排座由多组滚、支持横梁和滚轮轴组成；支持横梁由动横杆和U型滚轮安装位组成，动横杆的上部为半圆形，下部两侧设有U型滚轮安装位；滚轮通过滚轮轴安装在支持横梁的U型滚轮安装位上，滚轮设置在料床架上；支持横梁放置在定料排座的横杆后面；所述料排包括多个单料排；单料排依次由定料排和动料排组成，在后的动料排前端活动搭接在在前定料排上，定料排和动料排的后端的料排座孔分别放置在定料排座的定横杆和动料排座的动横杆上；定料排和动料排都由多块料块组成，料块按照位置分为左单料块、中间单料块和右单料块；料排的最左端为左单料块，最右端为右单料块，左单料块和右单料块之间为中间单料块；左单料块、中间单料块和右单料块都主要由小限位凸台、大限位凸台、大限位凹槽、球状凹槽、球状凸台、料排座孔和螺栓孔构成；左单料块和右单料块的一侧以及中间单料块的中部两侧由多个球状凹槽和球状凸台依次连接构成，球状凹槽为1/3-1/2球台状空心，球状凸台为1/3-1/2球台状的凸起，中间单料块的球状凸台插入到相邻的料块的球状凹槽中；左单料块和右单料块的一侧以及中间单料块一侧的两端分别设有小限位凸台、大限位凸台或大限位凹槽，料块的大限位凸台插入到相邻料块的大限位凹槽中；小限位凸台和相邻中间料块的侧面接触；左单料块、中间单料块和右单料块的一端下部设有料排座孔，另一端中部设有螺栓孔；左单料块和右单料块与中间单料块不同之处在于料块的左侧或者右侧为平面结构；左单料块、多块中间单料块和右单料块通过紧固料排螺栓和紧固料排螺母紧固连接。

为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述壳体由钢结构骨架和保温砖组成；壳体底部设有滚轮；进料室、热解气化室和强化燃烧室在壳体内从右至左依次排布。

优选地，所述热解气化室的正前方设有观察孔，中部设有维修通道，热解气化室观察孔为圆形观察口，维修通道为方形维修通道。

优选地，所述定横杆底面通过螺栓锁在料床架的龙门架上；所述料床架由龙门架和横梁组成；横梁设置在龙门架的前端；龙门架上部为方形结构，宽度在60毫米-100毫米。

优选地，所述在后的动料排前端活动搭接在在前定料排上是指：第一个料排的前端搭在料床架前端的横梁上，后端的料排座孔放置在定料排座上部为半圆形的定横杆中；第二个料排的前端搭在第一个料排上，后端的料排座孔放置在动料排座上部为半圆形的动横杆中；第三个料排的前端搭在第二个料排上，后端的料排座孔；放置在定料排座上方部位半圆形的定横杆中；后面的料排依次为动料排和定料排；安装方式和第二个料排与第三个料排相同。

优选地，所述球状凹槽的直径为100‐120毫米；料排座孔为开口的半圆形；螺栓孔为圆形；所述推杆的前端通过螺栓和多个动料排座的支持横梁连接。

优选地，所述大限位凸台为长方形凸台；大限位凹槽为长方形凹槽；小限位凸台的高度为3-5毫米。

优选地，所述球状凸台和球状凹槽之间形成的风道为圆弧状，该圆弧的切线方向为风道的出风方向；中间单料块的中部两侧都有球状凹槽和球状凸台；前进方向左侧的球状凸台插到球状凹槽内，球状凸台和球状凹槽之间形成的圆弧风道的切线方向与料排上部平面所成的夹角在顺时针方向为30‐60度角度；前进方向右侧的球状凸台插到球状凹槽内时，球状凸台和球状凹槽之间形成的圆弧通道的切线方向与料排上部平面所成的夹角在逆时钟方向成30‐60度角度；中间单料块的两端以及一侧两个球状凸台之间在料块之间组合时，两料块之间的间隙所形成的风道为垂直风道。

优选地，所述动力模块为油压动力模块或电动动力模块；所述油压动力模块主要由油泵、方向控制阀、油箱、油管、油缸、油缸安装板组成，油泵一端连通油箱，另一端连接两油管，两油管分别与油缸两端连接；两油管上设有方向控制阀；油缸与推杆连接；油缸设置在油缸安装板；所述电动动力模块主要由电机、联轴器、减速机、偏心轮、连杆、活动杆和支座组成，活动杆和推杆连接；电机通过联轴器与减速机连接；减速机输出轴与偏心轮连接，连杆连接活动杆，活动杆连接排料活动床；电机、联轴器和减速机设置在支座。

优选地，所述控制模块主要由PLC组成；PLC可选用FX3U系列PLC，或者选用S7-200系列PLC。

本实用新型中活动料床有进气孔，为热解气化室提供必要的气化剂，可以使生物质燃料高效热解气化。

本实用新型中活动料床在动力模块的作用下进行往复运动，把进料室的生物质燃料推到热解气化室进行热解气，热解气化室内反应完全产生的灰推到排灰腔。

相对于现有技术，本次实用新型具有如下优点：

1)现有的生物质气化炉，进料和热解气化都是在一个炉腔里进行。原料的热解气化程度低，炉腔内的燃烧区温度不均匀，容易造成局部高温，导致热力型氮氧化物的生成，污染环境。本实用新型提出的由进料室、热解气化室、强化燃烧室构成新型用于生物质燃烧的三室气化炉，该气化炉炉腔内的燃烧区温度均匀，可以使生物质燃料高效热解气化，减少污染物的生成。

2)本实用新型送料机把生物质燃料送置活动料床的首部料排上，推杆在动力模块的作用下推动料排，料排把上面的生物质燃料往前推移，当推移到生物质燃烧器的燃烧气化区域时，动力模块停止动作，此时生物质燃料在燃烧气化区域进行燃烧气化。本实用新型中生物质燃料在燃烧气化区域进行燃烧气化完全后，动力模块推力恢复，推杆推动料排进行往复运动，料排把新的生物质燃料往燃烧气化区域推移，同时把燃烧气化区域生物质燃料完全燃烧产生的料渣往前方的排渣区域推移。

3)本实用新型热解气化室的正前方设有观察孔，中部设有维修通道，热解气化室观察孔，通过该观察孔可以随时观察到热解气化室内部的情况。维修通道用于热解气化室出现异常情况时，进入热解气化室内部维修。在正常情况下，该维修通道是堵塞封闭的。本实用新型中热解气化室的下部活动料床下面设有排灰腔，正前方有排灰窗口。在正常情况下，该通道是堵塞封闭的。当灰尘过多时，员工可以打开排灰窗口，进行排灰作业。

附图说明

图1为用于生物质燃烧的三室气化炉正视图。

图2为用于生物质燃烧的三室气化炉剖面示意图。

图3为用于生物质燃烧的三室气化炉俯视图。

图4为用于生物质燃烧的三室气化炉右视图。

图5为一次送风模块的结构示意图。

图6为二次送风模块的结构示意图。

图7为图1中活动料床的结构示意图。

图8为图7中推杆、料床架、定料排座、动料排座装配示意图。

图9为图7中动料排座结构示意图。

图10为图7中料排的结构示意图。

图11为图10的料排的安装示意图。

图12为图10的中间单料块的主视图。

图13为图10的中间单料块的俯视图。

图14为图10的中间单料块的立体结构示意图。

图15为图10的上部料排组合方式结构示意图。

图16为图15的A‐A向剖面图。

图17为图15的B‐B向剖面图。

图18为图15的C‐C向剖面图。

图19为油压动力模块结构示意图。

图20为电动动力模块结构示意图。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的实施方式不限如此。

如图1-4所示，一种用于生物质燃烧的三室气化炉，包括进料室1、热解气化室2、强化燃烧室3、活动料床7、一次送风模块8、二次送风模块9、烧嘴10、动力模块11和控制模块。进料室1、热解气化室2和强化燃烧室3依次连通，都设置在由钢结构骨架5和保温砖6组成的壳体内；壳体底部设有滚轮4，方便移动。

进料室1、热解气化室2和强化燃烧室3从右至左依次排布，中间通过耐火砖把大的长方体空间割成三个小室，其中进料室1占长方体空间的1/4至1/5、热解气化室2占长方体空间的1/2至3/5、强化燃烧室3占长方体空间的1/4至1/5；进料室1和热解气化室2下部连通，热解气化室2和强化燃烧室3上部连通。

进料室1的上部设有进料口1-1，进料室1下部设有一次送风进气口1-2；生物质燃料通过送料机或者人工从进料口1-1投入到料室内部的活动料床7上；一次送风进气口1-2与一次送风模块8连接。一次送风进气口连通活动料床下部进气室。进气室上部的开口端对着活动料床。

热解气化室2的正前方设有观察孔2-1，中部设有维修通道2-2，热解气化室观察孔2-1优选为圆形观察口，维修通道2-2为方形维修通道。观察孔2-1由透明的耐高温材料构成，通过该观察孔2-1可以随时观察到热解气化室内部的情况。维修通道2-2用于热解气化室出现异常情况时，进入热解气化室内部维修。在正常情况下，该维修通道2-2是堵塞封闭的。本实用新型中热解气化室的下部活动料床下面有排灰腔，正前方有排灰窗口。在正常情况下，该通道是堵塞封闭的。当灰尘过多时，员工可以打开排灰窗口，进行排灰作业。

强化燃烧室3为L型，下方设有二次送风进气口3-1，该进气口为二次送风的入口。强化燃烧室3上侧方设有生物质燃气和空气的混合气体出气孔，当热解气化室2产生的生物质燃气在强化燃烧室内和下部进气口流进的空气完全混合后，由此孔喷出。强化燃烧室3的侧方混合气体出气孔接有一个烧嘴10，用于燃烧生物质燃气和空气的混合气体。

如图5所示，一次送风模块8由一次送风模块鼓风机8-1、一次送风模块风管道8-2、一次送风模块支座8-3构成。一次送风模块8位于进料室侧方，一次送风模块鼓风机8-1连通一次送风模块风管道8-2，一次送风模块风管道8-2的出风口和进料室下部一次送风进气口1-2对接。一次送风模块鼓风机8-1设置在一次送风模块支座8-3上。

如图6所示，二次送风模块9由二次送风模块风管道9-1、二次送风模块鼓风机9-2和二次送风模块支座9-3构成。二次送风模块9位于强化燃烧室后方，二次送风模块鼓风机9-2连通二次送风模块风管道9-1，二次送风模块风管道9-1的出风口和强化燃烧室下方二次送风进气口3-1对接。

如图7所示，活动料床7位于壳体内进料室1、热解气化室2和强化燃烧室3的下部。活动料床7上面为生物质燃料。活动料床主要由料排7-1、推杆7-2、料床架7-3、定料排座7-4和动料排座7-5组成；料排7-1依次叠放在定料排座7-4和动料排座7-5上，定料排座7-4和动料排座7-5均安装在料床架7-3上；定料排座7-4为固定安装，不可移动；推杆7-2一端与多个动料排座连接，另一端与动力模块11连接。活动料床上面为生物质燃料。

料床架3固定在壳体内空腔的底部；料床架7-3由龙门架和横梁组成；横梁设置在龙门架的前端，将两边的龙门架连接成一个整体，优选横梁与龙门架通过焊接连接；龙门架上部为方形结构，宽度在60毫米-100毫米，方便动料排座7-5中的滚轮在上面滚动。

定料排座7-4由多根底面为平面，上方为半圆形的定横杆组成。底面通过螺栓锁在料床架7-3的龙门架上，上方为半圆形的定横杆为料排的料排座孔7-1-12放置位。

如图8和9所示，动料排座7-5由多组滚轮7-5-1、支持横梁7-5-2和滚轮轴7-5-3组成；支持横梁7-5-2由动横杆和U型滚轮安装位组成，动横杆的上部为半圆形，下部两侧设有U型滚轮安装位；滚轮7-5-1通过滚轮轴7-5-3安装在支持横梁7-5-2的U型滚轮安装位上，滚轮7-5-1设置在龙门架上；支持横梁7-5-2放置在定料排座的横杆后面；通过滚轮7-5-1的滚动，动料排座可以前后移动，滚动两个定料排座7-4和横杆间距。

推杆7-2的前端通过螺栓和多个动料排座7-5的支持横梁7-5-2连接，后端和动力模块11连接。

如图7、10和11所示，料排7-1包括多干个单料排；单料排依次由定料排和动料排组成，在后的动料排前端活动搭接在在前定料排上，定料排和动料排的后端的料排座孔1-12分别放置在定料排座7-4的定横杆和动料排座7-5的动横杆上。具体如图7所示，第一个料排的前端搭在料床架前端的横梁上，后端的料排座孔7-1-12放置在定料排座7-4上部为半圆形的定横杆中。具体是，第一个料排固定在料床架上不能移动。第二个料排的前端搭在第一个料排上，后端的料排座孔7-1-12放置在动料排座上部为半圆形的动横杆中。第二个料排可以随着动料排座的移动而移动。第三个料排的前端搭在第二个料排上，后端的料排座孔7-1-12放置在定料排座7-4上方部位半圆形的定横杆中。第三个料排固定在料床架上不能移动。后面的料排依次为动料排和定料排。安装方式和第二个料排和第三个料排一样。料排的数量可根据不同热负荷需要确定。

定料排和动料排的结构相同，只是与其连接的横杆不同。每个单料排由多块料块组成，料块按照位置分为左单料块7-1-1、中间单料块7-1-2和右单料块7-1-3；料排的最左端为左单料块，最右端为右单料块，左单料块7-1-1和右单料块7-1-3之间为中间单料块7-1-2；左单料块7-1-1、多块中间单料块7-1-2和右单料块7-1-3通过紧固料排螺栓和紧固料排螺母紧固连接。具体是，左单料块7-1-1、中间单料块7-1-2和右单料块7-1-3并排放置料床架上，一个长的紧固料排螺栓7-1-4穿过螺栓孔7-1-13用紧固料排螺母7-1-5锁紧，组成一个单料排。

如图12-14所示，单料排中，左单料块7-1-1、中间单料块7-1-2和右单料块7-1-3都主要由小限位凸台7-1-9、大限位凸台7-1-14、大限位凹槽7-1-15、球状凹槽7-1‐10、球状凸台7-1‐11、料排座孔7-1-12和螺栓孔7-1-13构成；左单料块7-1-1和右单料块7-1-3的一侧以及中间单料块7-1-2的中部两侧由多个球状凹槽7-1-10和球状凸台7-1‐11依次连接构成，球状凹槽7-1‐10为1/3‐1/2球台状空心，球状凹槽的直径优选为100‐120毫米，球状凸台7-1‐11为1/3‐1/2球台状的凸起，球台的直径优选为100‐120毫米；1/3‐1/2球台是指球台的高度为球体直径的1/3‐1/2；中间单料块7-1-2的球状凸台7-1‐11插入到相邻的料块的球状凹槽7-1‐10中；左单料块7-1-1和右单料块7-1-3的一侧以及中间单料块7-1-2一侧的两端分别设有小限位凸台7-1-9、大限位凸台7-1-14或大限位凹槽7-1-15，料块的大限位凸台7-1-14插入到相邻料块的大限位凹槽7-1-15中；左单料块7-1-1、中间单料块7-1-2和右单料块7-1-3的一端下部设有料排座孔7-1-12，另一端中部设有螺栓孔7-1-13。料块之间的距离由小限位凸台7-1-9的高度确定；当两个料块组合时，小限位凸台7-1-9和相邻中间料块的侧面接触，使得相邻两个中间料块之间有缝隙，该缝隙的宽度为小限位凸台7-1-9的高度，优选该高度为3-5毫米。左单料块7-1-1和右单料块7-1-3与中间单料块7-1-2不同之处在于料块的左侧或者右侧为平面结构。料排座孔7-1-12优选为开口的半圆形，用于与定料排座7-4的定横杆或动料排座7-5动横杆连接。优选螺栓孔7-1-13为圆形，料排座孔7-1-12为开口的半圆形。

大限位凸台7-1‐14优选为长方形凸台。大限位凹槽7-1‐15优选为长方形凹槽。大限位凸台7-1‐14和大限位凹槽连接配合，方便料块之间快速对位，快速安装。

如图15-18所示，单料块之间组合时，小限位凸台用于控制单料块之间的风道的宽度，宽度在3-5毫米，单料块之间组合好后，单料块之间存在风道，该风道为生物质燃烧器燃烧气化区域进风风道，从料排的底部进风，上部出风。出风的风道有左斜出风道7-1-6、右斜出风道7-1-7、直出风道7-1-8三种形式。

球状凸台7‐1‐11插到球状凹槽7-1‐10内时，球状凸台和球状凹槽之间形成的风道为圆弧状，该圆弧的切线方向为风道的出风方向。中间单料块7-1-2的中部两侧都有球状凹槽7-1-10和球状凸台7-1‐11；前进方向左侧的球状凸台插到球状凹槽内，球状凸台和球状凹槽之间形成的圆弧风道的切线方向与料排上部平面所成的夹角在顺时针方向为30‐60度角度，该通道称为左斜出风道7-1-6，从该通道的出风可称之为左斜出风。前进方向右侧的球状凸台插到球状凹槽内时，球状凸台和球状凹槽之间形成的圆弧通道的切线方向与料排上部平面所成的夹角在逆时钟方向成30‐60度角度，该通道称为右斜出风道7-1-7，从该通道的出风可称之为右斜出风。中间单料块7-1-2的两端以及一侧两个球状凸台7-1‐11之间在料块之间组合时，无球状凸台插到球状凹槽内，两料块之间的间隙所形成的风道为直出风道7-1-8，从该通道的出风可称之为垂直出风，垂直出风的角度垂直于料排向上。同一方向的出风方式，在正对该出风方向，生物质颗粒燃料容易被吹开，没有气流的方向，生物质燃料容易堆积在料排上，燃烧不完全。而在左斜风、右斜风、直风三种风的作用下，可以把生物质燃料吹离料排，使其悬浮在料排上方，充分的和空气接触，燃烧更完全。同一方向的出风，生物质颗粒燃料容易堵住风道；而在左斜风、右斜风、直风三种不同方向出风的作用下，气流对生物质颗粒燃料有扰动的作用，不容易堵塞，同时保证有足够的空气流量。

动力模块11可以为油压动力模块，也可以为电动动力模块。

如图19所示，油压动力模块主要由油泵11-1-1、方向控制阀11-1-2、油箱11-1-3、油管11-1-4、油缸11-1-5、油缸安装板11-1-6构成；油泵11-1-1一端连通油箱11-1-3，另一端连接两油管11-1-4，两油管11-1-4分别与油缸11-1-5两端连接；两油管11-1-4上设有方向控制阀11-1-2；油缸11-1-5与活动料床7连接；油缸11-1-5设置在油缸安装板11-1-6上。

如图20所示，电动动力模块主要由电机11-2-1、联轴器11-2-2、减速机11-2-3、偏心轮11-2-4、连杆11-2-5、活动杆11-2-6、支座11-2-7组成。电机11-2-1通过联轴器11-2-2与减速机11-2-3连接；减速机11-2-3输出轴与偏心轮11-2-4连接，连杆11-2-5连接活动杆11-2-6，活动杆11-2-6连接活动料床7；电机11-2-1、联轴器11-2-2和减速机11-2-3设置在支座11-2-7上。电机11-2-1转动，通过联轴器11-2-2带动减速机11-2-3，减速机11-2-3带动偏心轮11-2-4转动，偏心轮11-2-4边缘出上有凸出的轴和连杆11-2-5的一端圆柱孔连接，连杆11-2-5的另一端圆柱孔通过圆杆和活动杆11-2-6的圆柱孔连接。通过偏心轮边的转动，使活动杆产生往复运动。本实用新型活动杆一端有圆柱孔通过圆杆和连杆连接。偏心轮边缘出上有凸出的轴和连杆的一端圆柱孔连接。

控制模块和动力模块11连接。控制模块主要由PLC组成；控制模块主要控制动料排往复运动的时间和频率。当动力模块11为油压动力模块时，PLC通过继电器控制油泵11-1-1和方向控制阀11-1-2工作，油泵11-1-1产生的高压油通过油管11-1-4进入方向控制阀11-1-2再进入到油缸尾部内推动油缸头部前运动。油缸头部和推杆7‐2连接的，从而推动动料排向前移动。当向前移动到150毫米到200毫米时，PLC控制的方向控制阀11-1-2进行切换动作，控制高压油通过油管进入方向控制阀再进入到油缸头部腔体中。此时油缸头部向后运动，同时带动动料排向后移动。控制炉排往复运动的时间和频率通过内置PLC中的程序进行控制油泵工作来实现。

当动力模块为电动动力模块时，PLC通过继电器控制电机11-2-1转动，和偏心轮连接的连杆11-2-5原始状态为靠后水平状态，电机带动减速机11-2-3，减速机带动偏心轮11-2-4转动，和偏心轮连接的连杆11-2-5向前运动，活动杆11-2-6和推杆2在连杆的作用下的推动动料排向前移动。当偏心轮11-2-4顺时针转动180度时，动料排向前移动的距离达到最大，电机再进行转动，动料排向后移动。当偏心轮再顺时针转动180度时。动料排向后移动到初始状态。当电机再继续转动时，动料排重复上述动作。动料排进行往复运动。控制动料排的时间和频率通过内置PLC中的程序进行控制电机的转动来实现。PLC可选用三菱的FX3U系列PLC，或者选用西门子S7‐200系列PLC；继电器可选用欧姆龙LY2N‐J系列继电器。

一次送风模块8把风通过一次送风进气口1-2送至活动料床下部进气室，为热解气化室2提供必要的气化剂，可以使生物质燃料高效热解气化。活动料床7与动力模块11连接，活动料床7在动力模块11的作用下进行往复运动，把进料室1的生物质燃料推到热解气化室2进行热解气，热解气化室2内反应完全产生的灰推到排灰腔。本实用新型生物质燃料通过送料机送至活动料床的右部第一料排和第二料排上，控制模块控制动力模块11输出动力给推杆7-2，推杆7-2推动动料排向前移动，右部第一排料排推动右部第二排料排上的生物质燃料到右部第三排料排的后部上，动料排向后移动时，右部第二料排推动右部第三料排的后部上的生物质燃料到前部，同时送料机继续把生物质燃料送到右部第一排和第二排料排上，活动料排再向前移动，重复上述过程，后排推前一排上的生物质燃料。生物质燃料在料排持续不断的往复移动下向前推移，当推移到生物质燃烧器的燃烧气化区域时，动力模块停止动作，此时风从料排的出风风道中吹出，生物质燃料在燃烧气化区域进行燃烧气化。生物质燃料在燃烧气化区域进行燃烧气化完全后，动力模块11推力恢复，推杆7‐2推动料排进行往复运动，料排把新的生物质燃料往燃烧气化区域推移，同时把燃烧气化区域生物质燃料完全燃烧产生的料渣往前方的排渣区域推移。推杆推动料排进行往复运动，料排把新的生物质燃料往燃烧气化区域推移，同时把燃烧气化区域生物质燃料完全燃烧产生的料渣往前方的排渣区域推移，进入料排的排渣区域，实现自动排渣。

现有的料排为单一的垂直出风方式，出风不均匀，燃烧效率低。本实用新型单料块有球状凸台和球状凹槽，料块之间组合时，由于特殊的球状配合结构，风从球状下部进入时，在往上走的过程中，顺着球状结构的外表面向上运动，因为球状凸台和球状凹槽之间形成的风道为圆弧状，当从上部风口吹出时，出风方向为该圆弧的切线方向。因此本实用新型在同一个料排中形成三种出风方式，出风均匀，能够提高燃烧效率。本实用新型三种出风方式分别是左斜出风、右斜出风、直出风三种形式；其中左斜出风的角度与料排上部平面所成的夹角在顺时针30度至60度之间，右斜出风的角度与料排上部平面所成的夹角在逆时针30度至60度之间。

进料室1的功能是生物质燃料连续落下，保持持续的燃料供应，燃料到达进料室下方的活动料床7上，活动料床向上喷射出的气流产生浮力，使生物质燃料悬浮起来(无挤压)，同时活动料床的运动件把生物质燃料推向热解气化室，推动生物质燃料持续向热解气化室运动，可以实现生物质燃料恒定进料；进料室与热解气化室的隔离墙阻断热解气化室的热气流扩散到进料室，防止热量的损失。

热解气化室2的功能是使生物质燃料能够进行中低温(300℃～450℃)贫氧燃烧、高效热解气化，为生物质成型燃料提供热解气化需要的热量，并产生生物质燃气。热解气化室中生物质燃料的厚度保持在400～500mm，目的是使气化后产生的细小粉尘颗粒被料床中燃料热解气化析出的粘性物粘结成大颗粒物，该颗粒物绝大部分进入燃烧室燃烧后结成渣排出，大大减少了进入锅炉炉膛的可燃气中颗粒物含量，达到清洁燃烧、洁净排放的效果，满足国家的环保排放标准。热解气化室2中活动料床下方配有独立可调的进气室，促进料床中燃料气化效果，同时起到热解气化燃料的推进作用，使燃料能够均匀输送到料床上，达到料床中燃料热解气化需要的气化剂且分布均匀，便于生物质燃料的高效热解气化。采用高压头(8kPa以上的压头)的热解气化料床下部进气室输送气化剂(气化剂是空气与水蒸气的混合物，以体积比例计，空气70～80％，水蒸气20～30％)，使生物质燃料在热解时释放出的焦油等物质，在气化剂的冲击作用下进入热解气化室的上部空间，该部分空间的温度在300℃以上，高于焦油析出凝结温度(焦油凝结温度在200℃左右)，使生物质燃料在热解气化后得以高效利用。热解气化室料床中的燃料在热解气化后，料渣经活动料床进行在线排渣、出渣；

强化燃烧室3(包括烧嘴)的功能是使热解气化室出来的300℃以上的可燃气进入强化燃烧室(烧嘴)进行燃烧时，烧嘴中设置有气流的导流片，该导流片对可燃气有良好的导流作用，提高了气流的湍流度，产生均温燃烧的效果，降低了燃烧区域的局部高温，且缩短了高温燃烧时间，有效地减少了热力型氮氧化物的生成。达到清洁燃烧、洁净排放的效果，在达到了地区及国家的环保排放标准。良好的气化燃烧室炉膛结构合理与保温性，选择可靠的耐火材料与保温材料，保证强化燃烧室的可靠性、运行的稳定性、使用的安全性。

由于生物质成型燃料是经过高压而形成的块状燃料，其密度远远大于原生物质，其结构与组织特征就决定了挥发分的溢出速度与传热速度都大大降低，而生物质气化技术是指含碳有机物在有限提供氧气的条件下通过燃烧氧化裂解作用产生可以燃烧气体的热化学转化的过程。在少量供应空气且点燃的情况下，使挥发份(CO、H₂、CH₄等)可燃性气体挥发出来，大部分的能量都储存在这些挥发份气体中。现有的生物质气化炉，进料和热解气化都是在一个炉腔里进行。原料的热解气化程度低，炉腔内的燃烧区温度不均匀，容易造成局部高温，导致热力型氮氧化物的生成，污染环境。本实用新型提出的由进料室、热解气化室、强化燃烧室构成新型用于生物质燃烧的三室气化炉，该气化炉炉腔内的燃烧区温度均匀，可以使生物质燃料高效热解气化，减少污染物的生成。

Claims (10)

1.一种用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于包括进料室、热解气化室、强化燃烧室、活动料床、一次送风模块、二次送风模块、动力模块和控制模块；进料室、热解气化室和强化燃烧室依次连通，都设置在壳体内；进料室和热解气化室下部连通，热解气化室和强化燃烧室上部连通；控制模块和动力模块连接；

所述进料室的上部设有进料口，进料室下部设有一次送风进气口；所述强化燃烧室为下方设有二次送风进气口，上侧方设有生物质燃气和空气的混合气体出气孔，侧方混合气体出气孔接有一个烧嘴；

所述一次送风模块包括一次送风模块鼓风机和一次送风模块风管道；一次送风模块鼓风机连通一次送风模块风管道，一次送风模块风管道的出风口和进料室下部一次送风进气口对接；一次送风进气口连通活动料床下部进气室；

所述二次送风模块包括二次送风模块风管道和二次送风模块鼓风机；二次送风模块鼓风机连通二次送风模块风管道，二次送风模块风管道的出风口和强化燃烧室下方二次送风进气口对接；

所述活动料床主要由料排、推杆、料床架、定料排座和动料排座组成；定料排座和动料排座均安装在料床架上；推杆一端与多个动料排座连接，另一端与动力模块连接；所述料床架固定在进料室、热解气化室和强化燃烧室的底部；所述定料排座由多根底面为平面，上方为半圆形的定横杆组成；所述动料排座由多组滚、支持横梁和滚轮轴组成；支持横梁由动横杆和U型滚轮安装位组成，动横杆的上部为半圆形，下部两侧设有U型滚轮安装位；滚轮通过滚轮轴安装在支持横梁的U型滚轮安装位上，滚轮设置在料床架上；支持横梁放置在定料排座的横杆后面；所述料排包括多个单料排；后一个单料排前端活动搭接在前一个单料排上，单料排依次由定料排和动料排组成，定料排和动料排的后端的料排座孔分别放置在定料排座的定横杆和动料排座的动横杆上；定料排和动料排都由多块料块组成，料块按照位置分为左单料块、中间单料块和右单料块；料排的最左端为左单料块，最右端为右单料块，左单料块和右单料块之间为中间单料块；左单料块、中间单料块和右单料块都主要由小限位凸台、大限位凸台、大限位凹槽、球状凹槽、球状凸台、料排座孔和螺栓孔构成；左单料块和右单料块的一侧以及中间单料块的中部两侧由多个球状凹槽和球状凸台依次连接构成，球状凹槽为1/3-1/2球台状空心，球状凸台为1/3-1/2球台状的凸起，中间单料块的球状凸台插入到相邻的料块的球状凹槽中；左单料块和右单料块的一侧以及中间单料块一侧的两端分别设有小限位凸台、大限位凸台或大限位凹槽，料块的大限位凸台插入到相邻料块的大限位凹槽中；小限位凸台和相邻中间料块的侧面接触；左单料块、中间单料块和右单料块的一端下部设有料排座孔，另一端中部设有螺栓孔；左单料块和右单料块与中间单料块不同之处在于料块的左侧或者右侧为平面结构；左单料块、多块中间单料块和右单料块通过紧固料排螺栓和紧固料排螺母紧固连接。

2.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，所述壳体由钢结构骨架和保温砖组成；壳体底部设有滚轮；进料室、热解气化室和强化燃烧室在壳体内从右至左依次排布。

3.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，所述热解气化室的正前方设有观察孔，中部设有维修通道，热解气化室观察孔为圆形观察口，维修通道为方形维修通道。

4.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，所述定横杆底面通过螺栓锁在料床架的龙门架上；所述料床架由龙门架和横梁组成；横梁设置在龙门架的前端；龙门架上部为方形结构，宽度在60毫米-100毫米。

5.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，第一个料排的前端搭在料床架前端的横梁上，后端的料排座孔放置在定料排座上部为半圆形的定横杆中；第二个料排的前端搭在第一个料排上，后端的料排座孔放置在动料排座上部为半圆形的动横杆中；第三个料排的前端搭在第二个料排上，后端的料排座孔；放置在定料排座上方部位半圆形的定横杆中；后面的料排依次为动料排和定料排；安装方式和第二个料排与第三个料排一样。

6.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，所述球状凹槽的直径为100‐120毫米；料排座孔为开口的半圆形；螺栓孔为圆形；所述推杆的前端通过螺栓和多个动料排座的支持横梁连接。

7.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，所述大限位凸台为长方形凸台；大限位凹槽为长方形凹槽；小限位凸台的高度为3-5毫米。

8.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，所述球状凸台和球状凹槽之间形成的风道为圆弧状，该圆弧的切线方向为风道的出风方向；中间单料块的中部两侧都有球状凹槽和球状凸台；前进方向左侧的球状凸台插到球状凹槽内，球状凸台和球状凹槽之间形成的圆弧风道的切线方向与料排上部平面所成的夹角在顺时针方向为30‐60度角度；前进方向右侧的球状凸台插到球状凹槽内时，球状凸台和球状凹槽之间形成的圆弧通道的切线方向与料排上部平面所成的夹角在逆时钟方向成30‐60度角度；中间单料块的两端以及一侧两个球状凸台之间在料块之间组合时，两料块之间的间隙所形成的风道为垂直风道。

9.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，所述动力模块为油压动力模块或电动动力模块；所述油压动力模块主要由油泵、方向控制阀、油箱、油管、油缸、油缸安装板组成，油泵一端连通油箱，另一端连接两油管，两油管分别与油缸两端连接；两油管上设有方向控制阀；油缸与推杆连接；油缸设置在油缸安装板；

所述电动动力模块主要由电机、联轴器、减速机、偏心轮、连杆、活动杆和支座组成，活动杆和推杆连接；电机通过联轴器与减速机连接；减速机输出轴与偏心轮连接，连杆连接活动杆，活动杆连接排料活动床；电机、联轴器和减速机设置在支座。

10.根据权利要求1所述的用于生物质燃烧的三室气化炉，其特征在于，所述控制模块主要由PLC组成；PLC可选用FX3U系列PLC，或者选用S7‐200系列PLC。