CN205687870U - 采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型所公开的是一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，它包括反应炉、料仓、水汽发生器和引风装置，以其所述水汽发生器布置在反应室内且与炉篦保持距离；和用来吸取燃气的引风装置的引风机与反应生成物收贮室管路连接为主要特征，本实用新型还具有自控装置。具有结构合理，制气效果和气化效率高等特点，是特别适用于山区就地取料制备燃气的一种理想设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种燃气和活性炭的制取设备，具体涉及一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，属于可燃气体人工制取装备技术。
背景技术
可燃气体是一种清洁能源。尤其是采用非矿物燃料或称生物质燃料制备的可燃气体，更是经济型清洁能源。
本实用新型所称非矿物燃料，是指包括农作物秸秆、灌木、竹子和木材加工废料在内的非矿物燃料。
而采用所述的非矿物燃料制备可燃气体，不但可以废物利用，而且非常有利于环境保护，尤其是为丘陵山区大面积丛生的灌木和小竹条等，提供了“变废为宝”的良好机遇，同时也为山区居民通过可燃气体的使用，有效地提高生活质量。
可燃气体已有的人工制备技术，目前成熟的有以下三种，一是干馏制取煤气技术，它主要用于对矿物燃料煤炭通过干馏而制取人工煤气；二是油制取煤气技术，它主要用于矿物燃料石油制取人工煤气；三是高温气化制取煤气技术，它主要用于矿物燃料煤炭，通过在高温下与气化剂反应，而制取人工煤气。它的化学反应式是：
C+H2O（＞800℃以上水汽）→CO+H2（包括部分炭氢化合物）。
由于所述高温气化制取煤气技术的设备相对比较简单，工业化生产投资比较小，制取CO的工艺方法也比较简单易行，而在近几年来，已有诸如中国专利公告号101270303名称为“布气及水蒸气一体式煤气发生炉”的已有技术问世，它采用所述高温气化剂制取煤气技术，用所述的非矿物燃料通过高温气化而制取可燃气体（包括CO、H2和CH化合物），并且在商业上取得了初步成功。
然而，这一所述已有技术在实践中，仍然暴露出由于结构性不足，所造成的诸如炉膛内气化反应不一致、不全面，所述燃料容易板结搭桥，气化效率低和缺乏自动化控制、生产效率低下等不足，而严重制约了这一已有技术的推广应用。
发明内容
本实用新型旨在提供一种结构合理，气化反应好的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，以提高气化效率，满足经济社会的需要。
本实用新型实现其目的的技术方案，是针对上述已有技术的结构性不足进行改进，将水汽发生器悬挂在反应炉的反应室内；将引风装置与反应生成物收贮室管路连接，由原有的上吸式吸气改为下吸式吸气，从而有效提高气化效率，实现本实用新型的目的。其具体的主旨技术方案是：
一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，包括反应炉、设有进料口的料仓、水汽发生器和用来吸取燃气的引风装置，且所述反应炉由炉篦分隔构成位于炉篦上部的反应室，和位于炉篦下部的反应生成物收贮室，而所述收贮室设有具有可启闭密封盖的反应生成物排出口；所述料仓与反应炉的顶端通过支架同中心固定连接，且料仓的出料口与反应炉的反应室相贯通：
a，所述水汽发生器包括呈锥台形筒状结构的外罩，和设在外罩内腔的水汽蒸发盘，而水汽蒸发盘与锥台状内筒体的小直径端连接，而锥台状内筒体的大直径端与外罩的大直径端连接；所述外罩的小直径端与进水进气管连接，且进水进气管穿过料仓而与料仓顶端轴孔动配合且伸露在料仓的顶端外部；而在外罩的侧壁上有若干个布气通孔；工况下，由进水进气管导入的水滴入水汽蒸发盘产生的水汽，与进水进气管进入的空气混合后，通过所述外罩侧壁上的布气通孔进入反应室，参与与非矿物燃料的化学反应；而所述水汽发生器布置在反应室内且与炉篦保持距离；
b，所述引风装置的引风机与所述反应生成物收贮室的出气口管路连接。
由以上所给出的本实用新型主旨技术方案可知，由于其水汽发生器悬挂在反应炉的反应室内，而由其生成的高温水汽能够均匀地充斥反应室，再加上下吸式吸气，使得所述燃料与水汽全面积密切接触，从而有效地提高了本实用新型的气化效率，实现了本实用新型的初衷。
本实用新型所述非矿物燃料，是包括农作物秸秆、灌木、竹子和木材加工废料等在内的生物质燃料，经粉碎压制成的块状或条干状的非矿物燃料。
而所述块状燃料，本实用新型优选的是长方体和圆球体燃料，而其大小，分别优选的是15×20×150mm和Φ20~50mm；而所述条干状燃料，本实用新型优选的是圆柱体燃料，其大小优选的是Φ15~50mm×100~150mm。当然，本实用新型并不排除其他尺寸大小的燃料。
事实上，其它尺寸大小的燃料，即使是木屑、稻壳（砻糠）和边角料等非矿物燃料，均可以作为本实用新型的燃料，但还过其制气效果和气化效率都会受到一定影响。
为了切实保障制气效果和气化效率，本实用新型特别主张采用同一形状，同一规格尺寸的同一种燃料，作为其制气原料。
出于有效避免反应炉的反应室内燃料在高温条件形成板结搭桥，而直接影响所述燃料的下行补给，和进一步提高制气效果和气化效率的考虑，本实用新型还主张包括用来驱动水汽发生器旋转的驱动装置，所述驱动装置是以下两种结构方式中的一种结构方式：
第一种驱动装置的结构方式是齿轮驱动装置，它包括与支架连接的电机，与电机动力输出轴同轴连接的主动齿轮，和与水汽发生器的进水进气管轴孔静连接的具有空心轮辐而能够让所述燃料下行通过的从动齿轮、至少2个与支架连接的定位齿轮组件和至少3个与反应炉连接的托持轮组件；而至少2个定位齿轮组件和主动齿轮均匀分布在从动齿轮的外围，并分别与从动齿轮啮合；至少3个托持轮组件均匀分布在从动齿轮的下方的同一水平面上，且位于从动齿轮的轮辋部位并与轮辋底面相抵持；且所述齿轮驱动装置布置在反应炉与料仓之间；工况下，驱动电机通过主动齿轮和从动齿轮驱动水汽发生器旋转；
第二种驱动装置的结构方式是电机直接驱动装置，它包括变速电机和与进水管管路连接的旋转管接头，而所述旋转管接头的一端与水汽发生器的进气进水管固定连接，而变速电机的动力输出轴，与旋转管接头的另一端同轴固定连接；工况下，驱动变速电机直接驱动水汽发生器旋转，而与所述旋转管接头连接的进水管则定置不动。
鉴于本实用新型能够在制备燃气的同时制备活性炭，而在其实际制备过程中，可以根据经营者的实际追求，选择是主要制备燃气还是主要制备活性炭，且分别通过以下所述的改变炉篦的相邻炉排之间的距离之技术策略来实现：所述设在反应炉内的炉篦的相邻两根炉排之间的距离是以下两种距离中的一种距离：
第一种是相邻两根炉排之间的距离，小于所述非矿物燃料的块度或条干大小，以其主要制备燃气，同时制备少量的细颗粒活性炭；
第二种是相邻两根炉排之间的距离，大于或接近所述非矿物燃料的块度或条干大小，以其主要制备活性炭，同时制备少量的燃气。
本实用新型还主张，位于反应炉的炉篦以上部位的炉壁上，沿圆周方向还设有至少2个具有封口件的点火口。这里应当说明的是，在不具备点火口的条件下，可以通过其反应炉的反应生成物收贮室实施点火操作。
本实用新型还主张，在水汽发生器的外罩自由端，还设有用来翻动所述燃料的搅拌。
为了进一步提高生产效率和现场管理水平，进而进一步提高气化效率和气化效果，本实用新型还主张，还包括自控装置，所述自控装置，包括可编程序控制器PLC，和分别与可编程序控制器PLC电连接的设在反应炉的反应室内的温度传感器和设在出气口内的一氧化碳浓度传感器；所述可编程序控制器，分别控制与进水进气管的进水管管路连接的进水泵、以及引风装置的引风机的电机；工况下，给可编程序控制器输入工艺软件后，通过对进水量、引风量和反应室温度的监控调节，实施对反应炉的反应室的燃气和活性炭制备的自动控制。
由于所述非矿物燃料的燃烧（气化反应）特性（包括燃点温度、所述气化剂高温水汽用量和氧化反应速度等）各不相同，而人们可以根据不同所述燃料，编制与其相对应的工艺软件，通过可编程序控制器PLC，来实现有目的的针对性自控管理，以适应不同所述燃料的制气制炭生产。
上述技术方案得以全面实施后，本实用新型所具备的结构合理，生产适应性好，制气效果和气化效率高等特点，是显而易见的。
附图说明
图1是本实用新型一种具体实施方式的结构简易示图；
图2是如同图1所示的水汽发生器3的结构简易示图；
图3是水汽发生器3驱动的电机直接驱动装置5-2的结构简易示图，图中所示3-4-2为空气进入孔。
具体实施方式
以下对照附图，通过具体实施方式的描述，对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式之一，如附图1~2所示。
一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，包括反应炉1、设有进料口的料仓2、水汽发生器3和用来吸取燃气的引风装置4，且所述反应炉1由炉篦1-1分隔构成位于炉篦1-1上部的反应室1-2，和位于炉篦1-1下部的反应生成物收贮室1-3，而所述收贮室1-3设有具有可启闭密封盖的反应生成物排出口1-4；所述料仓2与反应炉1的顶端通过支架6同中心固定连接，且料仓2的出料口与反应炉1的反应室1-2相贯通，而其：
a，所述水汽发生器3包括呈锥台形筒状结构的外罩3-1，和设在外罩3-1内腔的水汽蒸发盘3-2，而水汽蒸发盘3-2与锥台状内筒体3-3的小直径端连接，而锥台状内筒体3-3的大直径端与外罩3-1的大直径端连接；所述外罩3-1的小直径端与进水进气管3-4连接，且进水进气管3-4穿过料仓2而与料仓2顶端轴孔动配合且伸露在料仓2的顶端外部；而在外罩3-1的侧壁上有若干个布气通孔3-5；工况下，由进水进气管3-4导入的水滴入水汽蒸发盘3-2产生的水汽，与进水进气管3-4进入的空气混合后，通过所述外罩3-1侧壁上的布气通孔3-5进入反应室1-2，参与与非矿物燃料的化学反应；而所述水汽发生器3布置在反应室1-2内且与炉篦1-1保持距离；
b，所述引风装置4的引风机所述反应生成物收贮室1-3管路连接。
而其所述的非矿物燃料，是包括农作物秸秆、灌木、竹子和木材加工废料在内的生物质燃料，经粉碎压制成的块状或条干状的非矿物燃料。
而其还包括用来驱动水汽发生器3旋转的驱动装置5，所述驱动装置5是
齿轮驱动装置5-1，它包括与支架6连接的电机5-1-1，与电机5-1-1动力输出轴同轴连接的主动齿轮5-1-2，和与水汽发生器3的进水进气管3-4轴孔静连接的具有空心轮辐而能够让所述燃料下行通过的从动齿轮5-1-3、至少2个与支架6连接的定位齿轮组件5-1-4，和至少3个与反应炉1或支架6连接的托持轮组件5-1-5；而至少2个定位齿轮5-1-4组件和主动齿轮5-1-2均匀分开布置在从动齿轮5-1-3的外围，并分别与从动齿轮5-1-3啮合；至少3个托持轮组件5-1-5均匀分开布置在从动齿轮5-1-3的下方的同一水平面上，且位于从动齿轮5-1-3的轮辋部位并与轮辋底平面相抵持；且所述齿轮驱动装置5-1布置在反应炉1与料仓2之间；工况下，驱动电机5-1-1通过主动齿轮5-1-2和从动齿轮5-1-3驱动水汽发生器3旋转，
而其所述设在反应炉1内的炉篦1-1的相邻两根炉排之间的距离是以下两种距离中的一种距离：
第一种是相邻两根炉排之间的距离，小于所述非矿物燃料的块度或条干大小，以其主要制备燃气，同时制备少量的细颗粒活性炭；
第二种是相邻两根炉排之间的距离，大于或接近所述非矿物燃料的块度或条干大小，以其主要制备活性炭，同时制备少量的燃气。
而其位于反应炉1的炉篦1-1以上部位的炉壁上，沿圆周方向还设有至少2个具有封口件的点火口1-5。
而其还包括自控装置7，所述自控装置7，包括可编程序控制器PLC7-1，和分别与可编程序控制器PLC7-1电连接的设在反应炉1的反应室1-2内的温度传感器7-2，和设在出气口1-6内的一氧化碳浓度传感器7-3；所述可编程序控制器PLC7-1，分别控制与进水进气管3-4的进水管3-4-1管路连接的进水泵8、以及引风装置4的引风机4-1的电机；工况下，给可编程序控制器PLC7-1输入工艺软件后，通过对进水量、引风量和反应室温度的监控调节，实施对反应炉1的反应室1-2的燃气和活性炭制备的自动控制。
在其所述水汽发生器3的外罩3-1自由端，设有3个等圆心角分布的搅杆11。
具体实施方式之二，请参读附图1且如附图2、3所示。
一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其所述水汽发生器3旋转的驱动装置5，是电机直接驱动装置5-2，它包括变速电机5-2-1和与进水管3-4-1管路连接的旋转管接头5-2-2，所述水汽发生器3的进水进气管3-4的下端通过支臂与反应炉1或支架6动连接（当然，也可以不设支臂，而所述进水进气管3-4的稳定性，可通过设在反应炉1顶上的有间距分开布置的2个与进水进气管3-4动配合的轴承座来保证），而所述旋转管接头5-2-2的一端与水汽发生器3的进水进气管3-4固定连接，而变速电机5-2-1的动力输出轴，与旋转管接头5-2-2的另一端同轴固定连接；工况下，驱动变速电机5-2-1直接驱动水汽发生器3旋转，而与所述旋转管接头5-2-2连接的进水管3-4-1则定置不动。除此之外，其它均如同具体实施方式之一。
在上述具体实施方式中，本实用新型：
所用板材为耐热合金钢板；
在反应炉内壁还有耐火材料层9和保温材料层10；
在料仓2与反应炉1对合连接部位还有密封件，以避免产生工艺不可允许的窜气。
用来与进水进气管3-4的进水管3-4-1管路连接的进水泵8是蠕动泵。
而料仓2还配置有加料装置，且在料仓2内有料面红外光控传感器，所述传感器和所述加料装置驱动电机，分别与可编程序控制器PLC7-1电连接，用以实施对料仓2的自动加料。
所述水汽发生器3底平面与炉篦1-1上平面间优选的距离在20~30mm范围内。
本实用新型初样通过炉篦1-1的炉排间距离的调节和适应性工艺软件的应用，实现一台设备分别主要制备燃气和主要制备活性炭的工作是成功的。
而本实用新型初样试生产的制气效果和气化效率均是令人满意的，实现了本实用新型预期的目的。
Claims (7)
1.一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，包括反应炉（1）、设有进料口的料仓（2）、水汽发生器（3）和用来吸取燃气的引风装置（4），且所述反应炉（1）由炉篦（1-1）分隔构成位于炉篦（1-1）上部的反应室（1-2），和位于炉篦（1-1）下部的反应生成物收贮室（1-3），而所述收贮室（1-3）设有具有可启闭密封盖的反应生成物排出口（1-4）；所述料仓（2）与反应炉（1）的顶端通过支架（6）同中心固定连接，且料仓（2）的出料口与反应炉（1）的反应室（1-2）相贯通，其特征在于：
a，所述水汽发生器（3）包括呈锥台形筒状结构的外罩（3-1），和设在外罩（3-1）内腔的水汽蒸发盘（3-2），而水汽蒸发盘（3-2）与锥台状内筒体（3-3）的小直径端连接，而锥台状内筒体（3-3）的大直径端与外罩（3-1）的大直径端连接；所述外罩（3-1）的小直径端与进水进气管（3-4）连接，且进水进气管（3-4）穿过料仓（2）而与料仓（2）顶端轴孔动配合且伸露在料仓（2）的顶端外部；而在外罩（3-1）的侧壁上有若干个布气通孔（3-5）；工况下，由进水进气管（3-4）导入的水滴入水汽蒸发盘（3-2）产生的水汽，与进水进气管（3-4）进入的空气混合后，通过所述外罩（3-1）侧壁上的布气通孔（3-5）进入反应室（1-2），参与与非矿物燃料的化学反应；而所述水汽发生器（3）布置在反应室（1-2）内且与炉篦（1-1）保持距离；
b，所述引风装置（4）的引风机（4-1）与所述反应生成物收贮室（1-3）的出气口（1-6）管路连接。
2.根据权利要求1所述的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其特征在于，所述的非矿物燃料，是包括农作物秸秆、灌木、竹子和木材加工废料在内的生物质燃料，经粉碎压制成的块状或条干状的非矿物燃料。
3.根据权利要求1所述的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其特征在于，还包括用来驱动水汽发生器（3）旋转的驱动装置（5），所述驱动装置（5）是以下两种结构方式中的一种结构方式：
第一种驱动装置（5）的结构方式是齿轮驱动装置（5-1），它包括与支架（6）连接的电机（5-1-1），与电机（5-1-1）动力输出轴同轴连接的主动齿轮（5-1-2），和与水汽发生器（3）的进水进气管（3-4）轴孔静连接的具有空心轮辐而能够让所述燃料下行通过的从动齿轮（5-1-3）、至少2个与支架（6）连接的定位齿轮组件（5-1-4）和至少3个与反应炉（1）连接的托持轮组件（5-1-5）；而至少2个定位齿轮组件（5-1-4）和主动齿轮（5-1-2）均匀分开布置在从动齿轮（5-1-3）的外围，并分别与从动齿轮（5-1-3）啮合；至少3个托持轮组件（5-1-5）均匀分开布置在从动齿轮（5-1-3）的下方的同一水平面上，且位于从动齿轮（5-1-3）的轮辋部位并与轮辋底平面相抵持；且所述齿轮驱动装置（5-1）布置在反应炉（1）与料仓（2）之间；工况下，驱动电机（5-1-1）通过主动齿轮（5-1-2）和从动齿轮（5-1-3）驱动水汽发生器（3）旋转；
第二种驱动装置（5）的结构方式是电机直接驱动装置（5-2），它包括变速电机（5-2-1）和与进水管（3-4-1）管路连接的旋转管接头（5-2-2），而所述旋转管接头（5-2-2）的一端与水汽发生器（3）的进气进水管（3-4）固定连接，而变速电机（5-2-1）的动力输出轴，与旋转管接头（5-2-2）的另一端同轴固定连接；工况下，驱动变速电机（5-2-1）直接驱动水汽发生器（3）旋转，而与所述旋转管接头（5-2-2）连接的进水管（3-4-1）则定置不动。
4.根据权利要求1所述的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其特征在于，所述设在反应炉（1）内的炉篦（1-1）的相邻两根炉排之间的距离是以下两种距离中的一种距离：
第一种是相邻两根炉排之间的距离，小于所述非矿物燃料的块度或条干大小，以其主要制备燃气，同时制备少量的细颗粒活性炭；
第二种是相邻两根炉排之间的距离，大于或接近所述非矿物燃料的块度或条干大小，以其主要制备活性炭，同时制备少量的燃气。
5.根据权利要求1所述的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其特征在于：位于反应炉（1）的炉篦（1-1）以上部位的炉壁上，沿圆周方向还设有至少2个具有封口件的点火口（1-5）。
6.根据权利要求1所述的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其特征在于：位于水汽发生器（3）的外罩（3-1）的自由端，还设有用来翻动所述燃料的搅杆（11）。
7.根据权利要求1或3至6之一所述的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其特征在于：还包括自控装置（7），所述自控装置（7），包括可编程序控制器PLC（7-1），和分别与可编程序控制器PLC（7-1）电连接的设在反应炉（1）的反应室（1-2）内的温度传感器（7-2），和设在出气口（1-6）内的一氧化碳浓度传感器（7-3）；所述可编程序控制器PLC（7-1），分别控制与进水进气管（3-4）的进水管（3-4-1）管路连接的进水泵（8），以及引风装置（4）的引风机（4-1）的电机；工况下，给可编程序控制器PLC（7-1）输入工艺软件后，通过对进水量、引风量和反应室温度的监控调节，实施对反应室（1-2）的燃气和活性炭制备的自动控制。
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| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 78, polder Dun Road, Nanjing, Jiangsu Province Patentee after: Changzhou Bo Ai Biomass Energy Technology Co., Ltd. Address before: 213000 Jiangsu city of Changzhou province Wei Dun Road No. 78 Patentee before: CHANGZHOU BOAINENG BIOMASS ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. |
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| AV01 | Patent right actively abandoned | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20161116 Effective date of abandoning: 20180612 |