CN207933358U - 功率可调的生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种功率可调的生物质气化炉，包括炉体和供气化介质装置，所述炉体自上由下为依次连接的预处理仓、氧化焚烧仓、还原裂解仓以及炭化活化仓；所述氧化焚烧仓为锥形仓，所述空心轴能相对于所述氧化焚烧仓上下移动，所述空心轴设有与所述气化介质传输管的出口端连通的喷孔。在氧化焚烧仓内，生物燃料在气化介质的作用下发生氧化反应。由于氧化焚烧仓为锥形仓，氧化焚烧仓沿高度具有不同的截面大小，则当空心轴与氧化焚烧仓发生上下移动时，与气化介质传输管出口端连通的喷孔位于氧化焚烧仓的不同高度截面处，使得生物燃料发生氧化反应的截面面积可调，进而使得最终产物可燃气和活性炭的输出量可调。

Description

功率可调的生物质气化炉

技术领域

本实用新型涉及生物质设备技术领域，特别是涉及一种功率可调的生物质气化炉。

背景技术

生物质能源是通过植物的光合作用固定于地球上的太阳能，具有可再生性、低污染性和广泛分布性等优点。生物质能转换技术可以将生物质能源转换成清洁燃料。生物质能源能够替代煤炭、石油和天然气等燃料，用于电力的生产。如此，生物质能源能够减少对环境的破坏，并且有利于解决空气污染问题。炉本体自上由下依次为预处理仓、氧化焚烧仓、还原裂解仓以及炭化活化仓，让生物质原料依次通过预处理仓、氧化焚烧仓、还原裂解仓以及炭化活化仓分别进行处理，在炭化活化仓中得到燃气和活性炭，实现分级气化，将生物质热解、氧化焚烧、还原裂解及炭化活化相对分开。

然而，传统的气化炉为泥砖结构，输出功率固定，从而输出的可燃气和活性炭固定。当燃气量的需求量增加或减少时，气化炉不能满足使用要求。

实用新型内容

基于此，有必要针对功率不可调节的问题，提供一种功率可调的生物质气化炉。

一种功率可调的生物质气化炉，包括炉体和供气化介质装置，所述炉体自上由下为依次连接的预处理仓、氧化焚烧仓、还原裂解仓以及炭化活化仓；所述供气化介质装置包括空心轴和气化介质传输管，所述空心轴的一端位于所述炉体的外部，所述空心轴依次通过所述预处理仓、所述氧化焚烧仓以及所述还原裂解仓，所述空心轴的另一端位于所述炉体的内部；所述气化介质传输管的入口端位于所述炉体外，所述气化介质传输管的出口端位于所述空心轴内；所述氧化焚烧仓为锥形仓，所述空心轴能相对于所述氧化焚烧仓上下移动，所述空心轴设有与所述气化介质传输管的出口端连通的喷孔。

上述功率可调的生物质气化炉中，生物质原料依次通过预处理仓、氧化焚烧仓、还原裂解仓以及炭化活化仓分别进行处理，可实现分级气化，将生物质热解、氧化焚烧、还原裂解及炭化活化相对分开。其中，气化介质传输管能够高效地将气化介质传输到炉体中，从而在氧化焚烧仓内，生物燃料在气化介质的作用下发生氧化反应。由于氧化焚烧仓为锥形仓，氧化焚烧仓沿高度具有不同的截面大小，则当空心轴与氧化焚烧仓发生上下移动时，与气化介质传输管出口端连通的喷孔位于氧化焚烧仓的不同高度截面处，使得生物燃料发生氧化反应的截面面积可调，进而使得最终产物可燃气和活性炭的输出量可调。

进一步地，所述供气化介质装置还包括喷射装置，所述喷射装置套设安装于所述空心轴；所述喷射装置包括安装盘、分配管以及喷射件，所述安装盘上开设有多个与所述气化介质传输管出口端连通的连通孔，所述分配管安装于所述安装盘，所述分配管与所述连通孔一一对应，所述分配管分别通过相对应的所述连通孔与所述安装盘相连通，多个所述分配管围绕所述安装盘的圆周分布；所述喷射件安装于所述分配管，所述喷射件与所述分配管相连通。

进一步地，多个所述分配管等间隔均匀分布。

进一步地，各所述分配管均安装设有多个所述喷射件。

进一步地，各所述喷射件的长度均不相同。

进一步地，各所述喷射件的喷射角度均不相同。

进一步地，所述喷射件为燃烧器用喷嘴。

进一步地，所述供气化介质装置还包括回收管，所述回收管的出口端位于所述炉体外，所述回收管的入口端位于所述空心轴内，且所述回收管的入口端的位置低于所述气化介质传输管的出口端的位置。

进一步地，所述炭化活化仓底部设有出炭槽口，所述出炭槽口处连接有炭仓。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所述功率可调的生物质气化炉的结构示意图；

图2为图1中所述功率可调的生物质气化炉的喷射装置的示意图。

100、炉体，101、预处理仓，102、氧化焚烧仓，103、还原裂解仓，104、炭化活化仓，105、进料口106、炭仓，200、供气化介质装置，201、空心轴，202、气化介质传输管，203、回收管，300、喷射装置，301、安装盘，302、分配管，303、喷射件，304、L型分流管。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在一个实施例中，请结合图1和图2，一种功率可调的生物质气化炉，包括炉体100和供气化介质装置200。炉体100自上由下为依次连接的预处理仓101、氧化焚烧仓102、还原裂解仓103以及炭化活化仓104。供气化介质装置200包括空心轴201和气化介质传输管202。空心轴201的一端位于炉体100的外部，空心轴201依次通过预处理仓101、氧化焚烧仓102以及还原裂解仓103，空心轴201的另一端位于炉体100的内部。气化介质传输管202的入口端位于炉体100外，气化介质传输管202的出口端位于空心轴201内。氧化焚烧仓102为锥形仓，空心轴201能相对于氧化焚烧仓102上下移动，空心轴201设有与气化介质传输管202的出口端连通的喷孔。

上述功率可调的生物质气化炉中，生物质原料依次通过预处理仓101、氧化焚烧仓102、还原裂解仓103以及炭化活化仓104分别进行处理，可实现分级气化，将生物质热解、氧化焚烧、还原裂解及炭化活化相对分开。其中，气化介质传输管202能够高效地将气化介质传输到炉体100中，从而在氧化焚烧仓102内，生物燃料在气化介质的作用下发生氧化反应。由于氧化焚烧仓102为锥形仓，氧化焚烧仓102沿高度具有不同的截面大小，则当空心轴201与氧化焚烧仓102发生上下移动时，与气化介质传输管202出口端连通的喷孔位于氧化焚烧仓102的不同高度截面处，使得生物燃料发生氧化反应的截面面积可调，进而使得最终产物可燃气和活性炭的输出量可调。

具体地，结合图1进行说明，图1中氧化焚烧仓102为上大下小结构。当空心轴201下移时，喷孔位于氧化焚烧仓102的截面面积变小，生物燃料发生氧化反应的区域变小，导致最终产出的可燃气和活性炭减少。反之，当空心轴201上移时，最终产出的可燃气和活性炭增加。

具体地，该气化介质传输管202的侧壁开设有多个喷嘴。通过安装有多个喷嘴，便于气化介质均匀快速地经过喷嘴和喷孔喷射到炉体100中，有效提高了气化效率。

其中，生物质原料依次通过预处理仓101、氧化焚烧仓102、还原裂解仓103以及炭化活化仓104，并通过控制各分仓的反应条件，实现生物质原料的分级气化，有效去除焦油。具体地，预处理仓101的顶部具有进料口105。生物质原料通过进料口105进入预处理仓101。生物质原料在预处理仓101内，在20℃-200℃的温度条件下进行蒸发干燥，继续在200℃-600℃温度下发生热解反应，生物质原料裂解得到第一中间产物，该第一中间产物包括可燃气、焦油及炭。该第一中间产物进入到氧化焚烧仓102，在900℃-1300℃温度条件及气化介质的作用下发生氧化反应，得到第二中间产物。该第二中间产物包括二氧化碳、水蒸气、炭和焦油。可选地，该气化介质为空气、氧气或水蒸气中的一种或多种。该第二中间产物向下进入到还原裂解仓103，在900℃-1100℃温度条件发生还原反应，得到第三中间产物。该第三中间产物包括生物燃气及炭。可选地，该生物燃气的组份包括一氧化炭28份-42份、氢气25份-30份和甲烷10份-20份。该炭进入到炭化活化仓104，在450℃-900℃温度条件以及加入水蒸气或二氧化碳的作用下进行活化反应，得到碘值大于800mg/g的活性炭终产物。该炉体100的气化效率高、焦油可完全分解，气体组份调控能力强，原料适用范围广，其运行稳定。

进一步地，请结合图1和图2，供气化介质装置200还包括喷射装置300。喷射装置300套设安装于空心轴201。喷射装置300包括安装盘301、分配管302以及喷射件303。安装盘301上开设有多个与气化介质传输管202出口端连通的连通孔。分配管302安装于安装盘301。分配管302与连通孔一一对应。分配管302分别通过相对应的连通孔与安装盘301相连通。多个分配管302围绕安装盘301的圆周分布。喷射件303安装于分配管302。喷射件303与分配管302相连通。气化介质传输管202内的气化介质经过空心轴201的喷孔、安装盘301的连通孔和分配管302均匀喷射到炉体100中的燃烧原料上，以促进生物质气化反应。安装盘301和分配管302能够使得气化介质到达炉体100的各个位置，不仅仅是在空心轴201的周围，从而提高气化反应的效率。该分配管302的一端安装于该安装盘301，另一端向外发射状延伸。该分配管302的长度不作具体的限制，其与氧化焚烧仓102的内径相适配即可。该分配管302有多个，多个分配管302环绕该安装盘301圆周式分布。通过将多个分配管302环绕式安装于该安装盘301，能够形成均匀的喷射轨道，且喷射面积较大，气化效率高。

可选地，该安装盘301为中空的圆柱体结构。

进一步地，多个分配管302等间隔均匀分布，进一步提高形成的喷射轨道的均匀度。该分配管302的材料可以根据性能要求进行选择即可。可选地，该分配管302可以为不锈钢管或铁管等金属管，其具有较好的强度，能够压实物料气化床层，有效提高气化效率。该分配管302的数量也可以根据炉体100的实际情况进行选择。可选地，该分配管302的数量有六个。

进一步地，各分配管302均安装设有多个喷射件303。喷射件303可以安装于该分配管302的上下表面。多个喷射件303的长度和喷射角度可以根据所需进行调整。可选地，任一喷射件303的长度均不相同，和/或任一喷射件303的喷射角度均不相同。该分配管302上的任一喷射件303的长度和喷射角度均不相同时，每个喷射件303都可以形成独立的气化反应轨道，且每个喷射件303均在不同的运行轨道平面内，进而能够形成立体喷射，进一步提高喷射面积和均匀度，喷射效果较好，能够有效提高气化效率。可选地，该喷射件303为燃烧器用喷嘴。

具体地，结合图2，具体地，该分配管302有六个，该分配管302的一端安装于安装盘301，另一端向外发射延伸。其中，该六个分配管302沿该安装盘301圆周式均匀分布。两个相对设置的分配管302分别安装有两个喷射件303，余下的每个分配管302上均安装有三个喷射件303，且该六个分配管302上的任一喷射件303的喷射角度均不相同。该六个分配管302上的任一喷射件303分别形成独立的气化反应轨道，且每个喷射件303均在不同的运行轨道平面内，进而能够共同形成立体喷射系统，进一步显著提高喷射面积和均匀度，喷射效果较好。

具体地，请结合图2，该分配管302的端部还安装设有L型分流管。该L型分流管304运动时能够在外围形成均匀的喷射层，进而能够形成具有稳定密实度的气化层，进一步提高气化效率。该L型分流管的长度不作具体限制，可以根据实际需要进行调整。可选地，至少三个的L型分流管大于其他的L型分流管304的长度。较长的L型分流管304能够与气化层形成轻度重叠区，进一步提高气化效率。

进一步地，请结合图1，供气化介质装置200还包括回收管203。回收管203的出口端位于炉体100外，回收管203的入口端位于空心轴201内，且回收管203的入口端的位置低于气化介质传输管202的出口端的位置，从而空心轴201底部的积累的气化介质能够先从回收管203的入口端进入回收管203内，并从回收管203的出口端排出炉体100的外部。

进一步地，结合图1，炭化活化仓104底部设有出炭槽口。出炭槽口处连接有炭仓106。炭仓106用于收集活性炭，便于活性炭的运输。具体地，炭仓106与出炭槽口周围的炭化活化仓104底部侧壁法兰连接。法兰连接能够保证连接的气密性，避免空气混入炭化活化仓104中。

并且，法兰连接有利于快速地连接和拆卸，从而使用者通过拆卸搬运炭仓106，实现活性炭的输送。或者，炭仓106内设置有用于输送活性炭的绞龙装置。绞龙装置将炭仓106内的活性炭运输至炭仓106外部。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种功率可调的生物质气化炉，其特征在于，包括炉体和供气化介质装置，所述炉体自上由下为依次连接的预处理仓、氧化焚烧仓、还原裂解仓以及炭化活化仓；所述供气化介质装置包括空心轴和气化介质传输管，所述空心轴的一端位于所述炉体的外部，所述空心轴依次通过所述预处理仓、所述氧化焚烧仓以及所述还原裂解仓，所述空心轴的另一端位于所述炉体的内部；所述气化介质传输管的入口端位于所述炉体外，所述气化介质传输管的出口端位于所述空心轴内；所述氧化焚烧仓为锥形仓，所述空心轴能相对于所述氧化焚烧仓上下移动，所述空心轴设有与所述气化介质传输管的出口端连通的喷孔。

2.根据权利要求1所述的功率可调的生物质气化炉，其特征在于，所述供气化介质装置还包括喷射装置，所述喷射装置套设安装于所述空心轴；所述喷射装置包括安装盘、分配管以及喷射件，所述安装盘上开设有多个与所述气化介质传输管出口端连通的连通孔，所述分配管安装于所述安装盘，所述分配管与所述连通孔一一对应，所述分配管分别通过相对应的所述连通孔与所述安装盘相连通，多个所述分配管围绕所述安装盘的圆周分布；所述喷射件安装于所述分配管，所述喷射件与所述分配管相连通。

3.根据权利要求2所述的功率可调的生物质气化炉，其特征在于，多个所述分配管等间隔均匀分布。

4.根据权利要求2所述的功率可调的生物质气化炉，其特征在于，各所述分配管均安装设有多个所述喷射件。

5.根据权利要求4所述的功率可调的生物质气化炉，其特征在于，各所述喷射件的长度均不相同。

6.根据权利要求4所述的功率可调的生物质气化炉，其特征在于，各所述喷射件的喷射角度均不相同。

7.根据权利要求2-6任意一项所述的功率可调的生物质气化炉，其特征在于，所述喷射件为燃烧器用喷嘴。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的功率可调的生物质气化炉，其特征在于，所述供气化介质装置还包括回收管，所述回收管的出口端位于所述炉体外，所述回收管的入口端位于所述空心轴内，且所述回收管的入口端的位置低于所述气化介质传输管的出口端的位置。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的功率可调的生物质气化炉，其特征在于，所述炭化活化仓底部设有出炭槽口，所述出炭槽口处连接有炭仓。