CN208200855U - 防止高温的生物质垃圾气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防止高温的生物质垃圾气化炉，包括炉本体和冷却管道，所述炉本体包括由上至下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；所述冷却管道绕设于所述炉本体的外部，所述冷却管道的一端设有循环液体入口，所述冷却管道的另一端设有循环液体出口。上述防止高温的生物质垃圾气化炉中，液体从循环液体入口进入冷却管道中，并在冷却管道内循环直至从循环液体出口离开冷却管道。冷却管道绕设在炉本体的外部，冷却管道内的循环液体与炉本体发生热交换，从而降低炉本体的温度，进而降低位于炉本体周围的结构件的热应力。

Description

防止高温的生物质垃圾气化炉

技术领域

本实用新型涉及生物质气化炉技术领域，特别是涉及一种防止高温的生物质垃圾气化炉。

背景技术

一般地，城市生活垃圾处理方法是焚烧法。然而，一般的垃圾焚烧设备在运行时存在烟气中污染物含量高、不能有效消除致癌剧毒物二恶英和呋喃。另外，我国是一个农业大国，生物质资源非常丰富，仅稻草、麦草、芦苇、竹子等非木材纤维就年产超过10亿吨，加上大量木材加工剩余物，都是巨大的能源“仓库”。

因此，生物质垃圾气化炉应运而生。生物质垃圾气化炉是把垃圾和生物质通过气化的方法转化为清洁的二次能源，不仅可以解决环境污染问题，而且可以减少对石油煤炭资源的依赖。炉本体自上至下依次为预处理仓、氧化焚烧仓、还原裂解仓以及炭化活化仓，让生物质原料及垃圾依次通过预处理仓、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。

传统的生物质垃圾气化炉中，生物质原料及垃圾依次通过预处理仓、氧化焚烧仓、还原裂解仓以及炭化活化仓。其中，生物质原料及垃圾在预处理仓内进行蒸发干燥并发生热解反应，生物质原料及垃圾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，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。气化介质通过安装在炉本体侧部上的管道进入炉本体内。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，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。然而，传统的生物质垃圾气化炉内部的反应温度较高，导致炉本体的外壁温度过高，造成靠近炉本体的结构件存在较大的热应力。

实用新型内容

基于此，有必要针对炉本体外壁温度过高的问题，提供一种防止高温的生物质垃圾气化炉，它能够降低炉本体外壁温度，进而降低位于炉本体周围的结构件的热应力。

一种防止高温的生物质垃圾气化炉，包括炉本体和冷却管道，所述炉本体包括由上至下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；所述冷却管道绕设于所述炉本体的外部，所述冷却管道的一端设有循环液体入口，所述冷却管道的另一端设有循环液体出口。

上述防止高温的生物质垃圾气化炉中，液体从循环液体入口进入冷却管道中，并在冷却管道内循环直至从循环液体出口离开冷却管道。冷却管道绕设在炉本体的外部，冷却管道内的循环液体与炉本体发生热交换，从而降低炉本体的温度，进而降低位于炉本体周围的结构件的热应力。

在其中一个实施例中，上述防止高温的生物质垃圾气化炉还包括供气化介质装置，所述供气化介质装置包括空心轴、气化介质传输管和回收管，所述空心轴的第一端位于所述炉本体的外部，所述空心轴依次穿入所述预处理仓、所述氧化焚烧仓以及所述还原裂解仓，所述空心轴的第二端位于所述炉本体的内部且封闭；所述气化介质传输管和所述回收管安装于所述空心轴内；所述气化介质传输管的侧壁具有第一喷孔，所述空心轴设有与所述第一喷孔连通的第二喷孔；所述回收管的出口端位于所述空心轴外，所述回收管的入口端位于所述空心轴内。

在其中一个实施例中，所述回收管的入口端低于所述气化介质传输管位于所述空心轴的一端端部。

在其中一个实施例中，所述冷却管道的循环液体入口与所述回收管的出口端连通。

在其中一个实施例中，所述回收管的入口端与所述空心轴的第二端端部之间具有间隔。

在其中一个实施例中，上述防止高温的生物质垃圾气化炉还包括罩体，所述炉本体设置于所述罩体内，所述氧化焚烧仓的外壁与所述罩体之间具有间隙。

在其中一个实施例中，所述冷却管道的侧壁设有喷液孔，所述冷却管道绕设在所述氧化焚烧仓和所述还原裂解仓上。

在其中一个实施例中，所述炉本体的侧壁设有夹层，所述冷却管道位于所述夹层内。

在其中一个实施例中，上述防止高温的生物质垃圾气化炉还包括炭仓，所述炭仓安装于所述炭化活化仓的出炭槽口处，所述炭仓内设置有用于输送活性炭的炭料输送器，所述炭料输送器包括炭料输送壳体和螺旋输送轴，所述螺旋输送轴可转动地安装于所述炭料输送壳体内，所述螺旋输送轴设有螺旋叶片。

在其中一个实施例中，所述出炭槽口处设有第一连接法兰，所述炭仓具有与所述第一连接法兰相配合的第二连接法兰。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中所述防止高温的生物质垃圾气化炉的外部结构图；

图2为图1的内部结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图。

100、炉本体，101、预处理仓，102、氧化焚烧仓，103、还原裂解仓，104、炭化活化仓，105、入料口，106、夹层，200、冷却管道，201、循环液体入口，202、循环液体出口，300、供气化介质装置，301、空心轴，302、气化介质传输管，303、回收管，304、第一喷孔，305、第二喷孔，400、罩体，500、炭仓，510、炭料输送器，511、炭料输送壳体，512、螺旋输送轴，513、螺旋叶片。

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。本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

在一个实施例中，结合图1和图2，一种防止高温的生物质垃圾气化炉，包括炉本体100和冷却管道200。所述炉本体100包括由上至下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；所述冷却管道200绕设于所述炉本体100的外部，所述冷却管道200的一端设有循环液体入口201，所述冷却管道200的另一端设有循环液体出口202。

上述防止高温的生物质垃圾气化炉中，液体从循环液体入口201进入冷却管道200中，并在冷却管道200内循环直至从循环液体出口202离开冷却管道200。冷却管道200绕设在炉本体100的外部，冷却管道200内的循环液体与炉本体100发生热交换，从而降低炉本体100的温度，进而降低位于炉本体100周围的结构件的热应力。

具体地，预处理仓101的顶部具有入料口105。生物质原料及垃圾通过入料口105进入预处理仓101。生物质原料及垃圾在预处理仓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。该炉本体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。从中得知，氧化反应温度在900℃-1300℃之间，还原反应温度在900℃-1100℃之间，导致炉本体100外部的灰或焦油(在气化炉厂房中，灰和焦油比较常见)在这样高的温度下大多熔化为液态或呈软化状态。在设备停机后，随着温度的降低，灰份将从液态变为软化状态进而变成固态，形成结焦层附在炉本体100上或者炉膛其他地方。因此，上述防止高温的生物质垃圾气化炉能够降低炉本体100外部的温度，能够防止结焦。

在其中一个实施例中，结合图2和图3，上述防止高温的生物质垃圾气化炉还包括供气化介质装置300。所述供气化介质装置300包括空心轴301、气化介质传输管302和回收管303。所述空心轴301的第一端位于所述炉本体100的外部，所述空心轴301依次穿入所述预处理仓101、所述氧化焚烧仓102以及所述还原裂解仓103，所述空心轴301的第二端位于所述炉本体100的内部且封闭；所述气化介质传输管302和所述回收管303安装于所述空心轴301内；所述气化介质传输管302的侧壁具有第一喷孔304，所述空心轴301设有与所述第一喷孔304连通的第二喷孔305。所述回收管303的出口端位于所述空心轴301外，所述回收管303的入口端位于所述空心轴301内。相比传统的气化介质通过炉本体100侧部的管道进入炉本体100中，气化介质只能在炉本体100内部的边缘位置，导致反应面积小。上述防止高温的生物质垃圾气化炉中，位于气化介质传输管302内的气化介质能够高效地依次通过第一喷孔304、第二喷孔305传输到炉本体100中，气化介质的喷射面积更大，从而在氧化焚烧仓102内，生物质原料和垃圾在气化介质的作用下发生氧化反应。此外，前述谈及，气化介质为空气、氧气或水蒸气中的一种或多种。气化介质参与反应后得到水蒸气，并在空心轴301内凝结成水。回收管303能够将沉积在空心轴301的水抽出空心轴301外部。

在其中一个实施例中，结合图2和图3，所述回收管303的入口端低于所述气化介质传输管302位于所述空心轴301的一端端部，从而空心轴301底部的积累的水能够先从回收管303的入口端进入回收管303内，并经过回收管303的出口端排出到炉本体100的外部。

在其中一个实施例中，结合图2和图3，所述冷却管道200的循环液体入口201与所述回收管303的出口端连通。如此，冷却管道200的循环液体来自于空心轴301内的反应产物(水)，能够转废为宝地利用空心轴301内的水作为冷却液体。

在其中一个实施例中，结合图2，所述回收管303的入口端与所述空心轴301的第二端端部之间具有间隔。如此，积累在空心轴301的沉积液体中，低于回收管303的入口端液体不会被抽走，从而空心轴301的第二端端部沉积有少量的液体，用于对空心轴301底部进行降温(通过蒸发带走热量)，避免空心轴301过热。

在其中一个实施例中，结合图1和图2，上述防止高温的生物质垃圾气化炉还包括罩体400。所述炉本体100设置于所述罩体400内，所述氧化焚烧仓102的外壁与所述罩体400之间具有间隙。如此，位于炉本体100的外壁与所述罩体400之间的空气起到保温作用，循环液体用于冷却炉本体100的外壁温度，防止高温过热；而位于炉本体100的外壁与所述罩体400之间的空气能够防止炉本体100的温度降低过快，保证炉本体100内部温度维持在反应温度区间内，不影响生物质原料的氧化反应和还原反应。

在其中一个实施例中，结合图1和图2，所述冷却管道200的侧壁设有喷液孔。所述冷却管道200绕设在所述氧化焚烧仓102和所述还原裂解仓103上。预处理仓101的反应温度不高，不需要冷却水喷淋到预处理仓101的外壁。冷却管道200的喷液孔朝炉本体100喷射冷却液体，能够对炉本体100进行降温。同时，由于氧化焚烧仓102、还原裂解仓103以及炭化活化仓104由上至下依次设置，所以，喷射到氧化焚烧仓102的冷却水能够顺着炉本体100经过还原裂解仓103和炭化活化仓104的外壁，从而能够防止还原裂解仓103和炭化活化仓104的外壁高温结焦。此外，循环液体采用冷却水，冷却水遇到炉本体100后受热甚至蒸发，从而能够得到热水或蒸汽。热水可以用作为采暖用水。蒸汽可以用于取暖，也可以利用其动能驱动蒸汽装置运行。

具体地，冷却管道200的循环液体入口201可以选择与废水回收管连接，从而利用废水进行炉本体100的降温，并且废水喷射到炉本体100的外壁上，能够转为蒸汽，实现杂质与水的分离，实现废水的处理。

具体地，喷液孔为激光微孔。冷却管道200为铜管，特别地，选用紫铜管。

在其中一个实施例中，结合图2，所述炉本体100的侧壁设有夹层106，所述冷却管道200位于所述夹层106内。夹层106能够避免炉本体100内部温度下降过快，避免热量损耗。并且，夹层106能够起到保护冷却管道200的作用。

在其中一个实施例中，结合图2，上述防止高温的生物质垃圾气化炉还包括炭仓500，所述炭仓500安装于所述炭化活化仓104的出炭槽口处，所述炭仓500内设置有用于输送活性炭的炭料输送器510，所述炭料输送器510包括炭料输送壳体511和螺旋输送轴512，所述螺旋输送轴512可转动地安装于所述炭料输送壳体511内，所述螺旋输送轴512设有螺旋叶片513。炭仓500用于收集活性炭，便于运输，避免活性炭堆积在炭化活化仓104内。活性炭落入炭仓500后，能够自动地连续地被炭料输送器510运输离开炉体，节省人力搬运。

在其中一个实施例中，结合图2，所述出炭槽口处设有第一连接法兰，所述炭仓500具有与所述第一连接法兰相配合的第二连接法兰。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。

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 (10)

1.一种防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，包括炉本体和冷却管道，所述炉本体包括由上至下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；所述冷却管道绕设于所述炉本体的外部，所述冷却管道的一端设有循环液体入口，所述冷却管道的另一端设有循环液体出口。

2.根据权利要求1所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，还包括供气化介质装置，所述供气化介质装置包括空心轴、气化介质传输管和回收管，所述空心轴的第一端位于所述炉本体的外部，所述空心轴依次穿入所述预处理仓、所述氧化焚烧仓以及所述还原裂解仓，所述空心轴的第二端位于所述炉本体的内部且封闭；所述气化介质传输管和所述回收管安装于所述空心轴内；所述气化介质传输管的侧壁具有第一喷孔，所述空心轴设有与所述第一喷孔连通的第二喷孔；所述回收管的出口端位于所述空心轴外，所述回收管的入口端位于所述空心轴内。

3.根据权利要求2所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，所述回收管的入口端低于所述气化介质传输管位于所述空心轴的一端端部。

4.根据权利要求2所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，所述冷却管道的循环液体入口与所述回收管的出口端连通。

5.根据权利要求2所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，所述回收管的入口端与所述空心轴的第二端端部之间具有间隔。

6.根据权利要求1所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，还包括罩体，所述炉本体设置于所述罩体内，所述氧化焚烧仓的外壁与所述罩体之间具有间隙。

7.根据权利要求1所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，所述冷却管道的侧壁设有喷液孔，所述冷却管道绕设在所述氧化焚烧仓和所述还原裂解仓上。

8.根据权利要求1所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，所述炉本体的侧壁设有夹层，所述冷却管道位于所述夹层内。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，还包括炭仓，所述炭仓安装于所述炭化活化仓的出炭槽口处，所述炭仓内设置有用于输送活性炭的炭料输送器，所述炭料输送器包括炭料输送壳体和螺旋输送轴，所述螺旋输送轴可转动地安装于所述炭料输送壳体内，所述螺旋输送轴设有螺旋叶片。

10.根据权利要求9所述的防止高温的生物质垃圾气化炉，其特征在于，所述出炭槽口处设有第一连接法兰，所述炭仓具有与所述第一连接法兰相配合的第二连接法兰。