CN208200857U - 能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，包括炉本体、供气化介质装置和第一管道。所述回收管的入口端位于所述空心轴内，所述回收管的出口端位于所述空心轴外；所述第一管道安装于所述炉本体的侧部，所述第一管道的第一端与所述氧化焚烧仓连通，所述第一管道的第二端与所述回收管的出口端连通。未参与反应的气化介质滞留在空心轴。此时，滞留的气化介质能够通过回收管流出炉本体外，并再通过第一管道进入到氧化焚烧仓内，从而能够参与氧化反应。上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉能够把炉本体中未参与反应的气化介质回收，再重新输入到炉本体内，从而充分利用气化介质，避免气化介质直接排放到炉本体外部。

Description

能回收利用气化介质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，特别是涉及一种能回收利用气化介质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中，未参与反应的气化介质(空气、氧气或水蒸气中的一种或多种)会排到炉本体的外部，导致浪费气化介质。

实用新型内容

基于此，有必要针对浪费气化介质的问题，提供一种能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，它能够把炉本体中未参与反应的气化介质回收，再重新输入到炉本体内，从而充分利用气化介质，避免气化介质直接排放到炉本体外部。

一种能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，包括炉本体、供气化介质装置和第一管道，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；所述回收管的入口端位于所述空心轴内，所述回收管的出口端位于所述空心轴外；

所述第一管道安装于所述炉本体的侧部，所述第一管道的第一端与所述氧化焚烧仓连通，所述第一管道的第二端与所述回收管的出口端连通。

上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉中，位于气化介质传输管内的气化介质能够依次通过第一喷孔、第二喷孔传输到炉本体参与氧化反应。未参与反应的气化介质滞留在空心轴。此时，滞留的气化介质能够通过回收管流出炉本体外，并再通过第一管道进入到氧化焚烧仓内，从而能够参与氧化反应。上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉能够把炉本体中未参与反应的气化介质回收，再重新输入到炉本体内，从而充分利用气化介质，避免气化介质直接排放到炉本体外部。

在其中一个实施例中，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括风机，所述风机的入口与所述回收管的出口端连通，所述风机的出口与所述第一管道的第二端连通。

在其中一个实施例中，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括第二管道，所述第二管道的第一端与所述空心轴的第一端连通，所述第二管道的第二端与所述风机的出口连通。

在其中一个实施例中，上述能回收利用气化介质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形成第一夹层空间，所述第一管道的第二端和所述第二管道均与所述第一夹层空间连通，所述风机的出口通过第三管道与所述第一夹层空间连通。

在其中一个实施例中，所述第二管道上安装有流量控制阀，和/或，所述第三管道上安装有流量控制阀。

在其中一个实施例中，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括夹板和喷管，所述夹板安装于所述炉本体的外部，所述夹板与所述氧化焚烧仓之间形成第二夹层空间，所述喷管的一端伸入所述第二夹层空间内，所述喷管用于朝所述氧化焚烧仓喷射冷却水，所述风机的入口通过第四管道与所述第二夹层空间连通。

在其中一个实施例中，所述风机内部设有加热件，所述加热件用于加热所述风机内部的气体。

在其中一个实施例中，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括喷射装置，所述喷射装置包括安装盘、分配管和喷射件，所述安装盘套设安装于所述空心轴上，所述安装盘开设有第一通孔和多个第二通孔；所述分配管安装于所述安装盘，所述分配管有多个，多个所述分配管分别通过相对应的第二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。

在其中一个实施例中，上述能回收利用气化介质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能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图；

图4为图1中气化介质的流动示意图；

图5为图1中所述喷射装置的结构示意图。

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，200、供气化介质装置，201、空心轴，202、气化介质传输管，203、回收管，204、第一喷孔，205、第二喷孔，300、第一管道，400、风机，401、第二管道，402、流量控制阀，403、第三管道，404、第四管道，500、罩体，501、第一夹层空间，601、夹板，602、喷管，603、第二夹层空间，700、喷射装置，701、安装盘，702、分配管，703、喷射件。

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”、“第三”、“第四”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，图1为本实用新型一实施例中所述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉。该能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉包括炉本体100、供气化介质装置200和第一管道300。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。所述供气化介质装置200包括空心轴201、气化介质传输管202和回收管203，所述空心轴201的第一端位于所述炉本体100的外部，所述空心轴201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201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202和所述回收管203安装于所述空心轴201内。结合图2,所述气化介质传输管202的侧壁具有第一喷孔204，所述空心轴201设有与所述第一喷孔204连通的第二喷孔205。所述回收管203的入口端位于所述空心轴201内，所述回收管203的出口端位于所述空心轴201外；

结合图3，所述第一管道300安装于所述炉本体100的侧部，所述第一管道300的第一端与所述氧化焚烧仓102连通，所述第一管道300的第二端与所述回收管203的出口端连通。

上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉中，位于气化介质传输管202内的气化介质能够依次通过第一喷孔204、第二喷孔205传输到炉本体100参与氧化反应。未参与反应的气化介质滞留在空心轴201。此时，滞留的气化介质能够通过回收管203流出炉本体100外，并再通过第一管道300进入到氧化焚烧仓102内，从而能够参与氧化反应。上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉能够把炉本体100中未参与反应的气化介质回收，再重新输入到炉本体100内，从而充分利用气化介质，避免气化介质直接排放到炉本体100外部。

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。

进一步地，结合图1，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括风机400。所述风机400的入口与所述回收管203的出口端连通，所述风机400的出口与所述第一管道300的第二端连通。结合图4，风机400用于驱动空心轴201中未参与反应的气化介质通过回收管203和第一管道300再重新输入到炉本体100内，从而加快气化介质的流通速度，进而实现加快气化介质的回收利用效率。

进一步地，结合图1至图3，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括第二管道401，所述第二管道401的第一端与所述空心轴201的第一端连通，所述第二管道401的第二端与所述风机400的出口连通。如此，结合图4，空心轴201中未参与反应的气化介质既可以通过回收管203、风机400和第二管道401循环回到空心轴201中，再次通过空心轴201的第二喷孔205进而气化炉的中部参与氧化反应，也可以通过回收管203、风机400和第一管道300进入气化炉的侧部参与氧化反应。并且，气化炉的中部及侧部均有气化介质，从而氧化反应的区域更大，生物质垃圾气化炉的生产效率更高。

进一步地，结合图1和图3，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括罩体500。所述炉本体100设置于所述罩体500内，所述氧化焚烧仓102的外壁与所述罩体500之间形成第一夹层空间501。所述第一管道300的第二端和所述第二管道401均与所述第一夹层空间501连通，所述风机400的出口通过第三管道403与所述第一夹层空间501连通。如此，结合图4，第一夹层空间501是一个三通的区域，实现风机400的出口分别与第一管道300和第二管道401连通。第一夹层空间501不仅起到分配气化介质的作用，也能起到缓存气化介质的作用。

并且，位于炉本体100的外壁与所述罩体500之间的第一夹层空间501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。

进一步地，结合图1和图3，所述第二管道401上安装有流量控制阀402(图未示)，和/或，所述第三管道403上安装有流量控制阀402。根据氧化反应对气化介质的需求量，流量控制阀402控制并分配回收利用的气化介质进入第二管道401及第三管道403内的流量大小，实现氧化反应平稳进行。

进一步地，结合图1和图3，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括夹板601和喷管602。所述夹板601安装于所述炉本体100的外部，所述夹板601与所述氧化焚烧仓102之间形成第二夹层空间603，所述喷管602的一端伸入所述第二夹层空间603内，所述喷管602用于朝所述氧化焚烧仓102喷射冷却水，所述风机400的入口通过第四管道404与所述第二夹层空间603连通。结合图4，喷管602朝氧化焚烧仓102喷射冷却水，由于氧化焚烧仓102内部进行的氧化反应温度在900℃-1300℃，还原裂解仓103内部进行的还原反应温度在900℃-1100℃，所以冷却水遇到氧化焚烧仓102以及流到还原裂解仓103外壁会因受热蒸发转化为水蒸气甚至发生化学反应制得氢气，从而水蒸气以及氢气作为气化介质通过第四管道404进入风机400内，并经风机400出口流入气化炉内，参与氧化焚烧仓102的氧化反应。并且，冷却水能够冷却氧化焚烧仓102和还原裂解仓103外壁，防止其高温结焦。可选地，第四管道404上安装有流量控制阀402。

进一步地，结合图1，所述风机400内部设有加热件(图未示)。所述加热件用于加热所述风机400内部的气体。风机400能够对流经风机400的气化介质进行加热，避免低温的气化介质进入到炉本体100内将水蒸气冷却成水，影响氧化反应的进行。

进一步地，结合图1和图5，上述能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉还包括喷射装置700，所述喷射装置700包括安装盘701、分配管702和喷射件703，所述安装盘701套设安装于所述空心轴201上，所述安装盘701开设有第一通孔和多个第二通孔。所述分配管702安装于所述安装盘701，所述分配管702有多个，多个所述分配管702分别通过相对应的第二通孔与所述安装盘701相连通，多个所述分配管702围绕所述安装盘701的圆周分布；所述喷射件703安装于所述分配管702，所述喷射件703与所述分配管702相连通。如此，喷射件703能够形成喷射面积大且均匀的气化运行轨道，喷射效果好，且能够对物料形成桩基震捣，进而可以使物料气化层形成均匀的床层密实度，显著提高气化效率。

具体地，该分配管702的一端安装于该安装盘701，另一端向外发射状延伸。该分配管702的长度不作具体的限制，其与炉本体100的内径相适配即可。该分配管702有多个，多个分配管702环绕该安装盘701圆周式分布。通过将多个分配管702环绕式安装于该安装盘701，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，多个分配管702等间隔均匀分布，其进一步提高形成的喷射轨道的均匀度。

其中，该分配管702的材料可以根据性能要求进行选择即可。可选地，该分配管702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702的数量也可以根据炉体的实际情况进行选择。可选地，该分配管702的数量有六个。

具体地，结合图5,，每个分配管702上均安装设有多个喷射件703。喷射件703可以安装于该分配管702的上下表面。多个喷射件703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703的长度均不相同，和/或任一喷射件703的喷射角度均不相同。该分配管702上的任一喷射件703的长度和喷射角度均不相同时，每个喷射件703都可以形成独立的气化反应轨道，且每个喷射件703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703为燃烧器用喷嘴。

进一步地，结合图1，上述能回收利用气化介质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104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。炭仓用于收集活性炭，便于运输，避免活性炭堆积在炭化活化仓104内。活性炭落入炭仓后，能够自动地连续地被炭料输送器运输离开炉体，节省人力搬运。

进一步地，结合图1，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。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)

1.一种能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，其特征在于，包括炉本体、供气化介质装置和第一管道，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；所述回收管的入口端位于所述空心轴内，所述回收管的出口端位于所述空心轴外；

所述第一管道安装于所述炉本体的侧部，所述第一管道的第一端与所述氧化焚烧仓连通，所述第一管道的第二端与所述回收管的出口端连通。

2.根据权利要求1所述的能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，其特征在于，还包括风机，所述风机的入口与所述回收管的出口端连通，所述风机的出口与所述第一管道的第二端连通。

3.根据权利要求2所述的能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，其特征在于，还包括第二管道，所述第二管道的第一端与所述空心轴的第一端连通，所述第二管道的第二端与所述风机的出口连通。

4.根据权利要求3所述的能回收利用气化介质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形成第一夹层空间，所述第一管道的第二端和所述第二管道均与所述第一夹层空间连通，所述风机的出口通过第三管道与所述第一夹层空间连通。

5.根据权利要求4所述的能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，其特征在于，所述第二管道上安装有流量控制阀，和/或，所述第三管道上安装有流量控制阀。

6.根据权利要求2所述的能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，其特征在于，还包括夹板和喷管，所述夹板安装于所述炉本体的外部，所述夹板与所述氧化焚烧仓之间形成第二夹层空间，所述喷管的一端伸入所述第二夹层空间内，所述喷管用于朝所述氧化焚烧仓喷射冷却水，所述风机的入口通过第四管道与所述第二夹层空间连通。

7.根据权利要求2所述的能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，其特征在于，所述风机内部设有加热件，所述加热件用于加热所述风机内部的气体。

8.根据权利要求1所述的能回收利用气化介质的生物质垃圾气化炉，其特征在于，还包括喷射装置，所述喷射装置包括安装盘、分配管和喷射件，所述安装盘套设安装于所述空心轴上，所述安装盘开设有第一通孔和多个第二通孔；所述分配管安装于所述安装盘，所述分配管有多个，多个所述分配管分别通过相对应的第二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。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的能回收利用气化介质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所述的能回收利用气化介质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。