CN208395112U - 一种生物质燃料气化试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生物质燃料气化试验装置，所述装置包括控制柜、气体预热柜、中温炉、气体流量柜、以及气体柜，所述装置包括气体收集模块，控制柜、气体预热柜、中温炉、气体流量柜依次从左至右设置于一基板上；所述中温炉上设置有一支撑架，支撑架上设置有生物质燃料进料模块，中温炉内设置有气水分离器和炉膛体，炉膛体内设置有物料加热管，无轴螺旋输送机通过一进料管与所述物料加热管连接；物料加热管顶部设置有一旋风收尘器，物料加热管顶部经过第一管道与所述旋风收尘器连接，旋风收尘器经过第二管道与所述气水分离器连接，气水分离器经过第三管道与所述气体收集模块连接。本实用新型试验装置能获得生物质气化气热值，从而减少焦油产率。

Description

一种生物质燃料气化试验装置

技术领域

本实用新型涉及生物质燃料技术领域，特别是一种生物质燃料气化试验装置。

背景技术

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念：生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念：生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素（简称木质素）、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点：可再生、低污染、分布广泛。

当前较为有效地利用生物质能的方式有： (1) 制取沼气。主要是利用城乡有机垃圾、秸杆、水、人畜粪便，通过厌氧消化产生可燃气体甲烷，供生活、生产之用。(2) 利用生物质制取酒精。当前的世界能源结构中，生物质能所占比重微乎其微。

生物质气化和热解是将生物质能源转换为高品位气体燃料时使用的一种有效利用生物质能源的方式之一；且近年来越来越多的研究者试图从生物质原料角度找出提高气化气热值和去除焦油的方法，现有领域中还未研发出一款生物质燃料气化试验装置。

发明内容

为克服上述问题之一，本实用新型的技术问题之一是提供一种生物质燃料气化试验装置，能获得生物质气化气热值，通过试验能减少焦油产率。

该技术问题之一是这样实现的：一种生物质燃料气化试验装置，所述装置包括控制柜、气体预热柜、中温炉、气体流量柜、以及气体柜，其特征在于：所述装置包括气体收集模块，所述控制柜、气体预热柜、中温炉、气体流量柜依次从左至右设置于一基板上；所述中温炉上设置有一支撑架，所述支撑架的支撑板上设置有一套筒，所述套筒底部密封且固定于所述支撑板上，所述套筒顶部四周设置有多个的弹簧，多个的弹簧上设置有一圆形底盘，所述圆形底盘边缘套设有一环体，所述套筒内设置有一震动器，且震动器与所述圆形底盘底部连接，所述圆形底盘上设置有一带有内螺纹的槽体和一带有内螺纹的开口，所述槽体上螺旋设置有一第一圆柱形腔体，所述开口上螺旋设置有一第二圆柱形腔体，所述第二圆柱形腔体上设置有一接料斗，所述第二圆柱形腔体下设置有一第一出料管，所述第一出料管下方设置有一接料槽，所述接料槽位于所述套筒内，所述接料槽底部设置有一第二出料管，且第二出料管穿过所述支撑板与所述中温炉的无轴螺旋输送机连接；所述第一圆柱形腔体中部内倾斜设置有一过滤网，所述第一圆柱形腔体外侧壁倾斜设置有一出料斗，所述出料斗的一端穿过第一圆柱形腔体与所述过滤网衔接，出料斗的另一端密封，且出料斗的另一端底部开设有一出料开口，所述出料开口位于所述接料斗的上方，所述第一圆柱形腔体上设置有进料斗，所述中温炉内设置有气水分离器和炉膛体，所述炉膛体内设置有物料加热管，所述无轴螺旋输送机通过一进料管与所述物料加热管连接；所述物料加热管顶部设置有一旋风收尘器，所述物料加热管顶部经过第一管道与所述旋风收尘器连接，所述旋风收尘器经过第二管道与所述气水分离器连接，所述气水分离器经过第三管道与所述气体收集模块连接，所述气体柜通过多个的第一进气管与所述气体流量柜连接，所述气体流量柜通过一出气管与所述气体预热柜连接，所述气体预热柜底部连接有一第二进气管，所述第二进气管穿过所述中温炉底部与所述物料加热管连接；所述气体流量柜上设置有一加水蠕动泵，所述加水蠕动泵连接有一第一进水管，所述加水蠕动泵通过一出水管与所述气体预热柜连接，所述气体预热柜通过一第二进水管与所述中温炉连接，所述气体收集模块包括气体采集器和体积式计量流量计，所述第三管道与所述体积式计量流量计连接，所述体积式计量流量计的出气管连接有一三通阀，所述气体采集器与所述三通阀的一端连接；所述控制柜控制气体预热柜、中温炉、气体流量柜、气体柜的操作。

进一步的，所述炉膛体包括有可开合设置的第一半圆炉膛和第二半圆炉膛；所述第一半圆炉膛内设置多个的第一半圆加热丝和所述物料加热管，所述第一半圆加热丝缠绕在物料加热管上，所述第二半圆炉膛内设置有多个的第二半圆加热丝，且第一半圆炉膛和第二半圆炉膛闭合后第一半圆加热丝和第二半圆加热丝形成一环体围绕着所述物料加热管。

进一步的，所述气体采集器为GV-100S型活塞式气体采集器。

进一步的，所述气体收集模块还包括一底座，所述体积式计量流量计设置于所述底座上，所述底座上设置有一限位框，所述底座上设置有一燃气灶，且所述燃气灶位于所述限位框内，所述三通阀的另一端穿过所述限位框与所述燃气灶连接。

进一步的，所述燃气灶上方还设置有一油烟机。

本实用新型的有益效果在于：通过试验装置的试验能获得生物质气化气热值，从而能减少焦油产率，且本实用新型能对生物质燃料气化试验中产生的焦油进行收集、气体进行干燥、尾气进行燃烧、烟气排空等操作，防止试验过程中尾气对环境的污染。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的生物质燃料进料的局部示意图一。

图3是本实用新型的生物质燃料进料的局部示意图二。

图4是本实用新型的中温炉的结构示意图。

图5是本实用新型的中温炉的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

请参阅图1至图5所示，本实用新型的一种生物质燃料气化试验装置，所述装置包括控制柜1、气体预热柜2、中温炉3、气体流量柜4、以及气体柜5，其中，控制柜1、气体预热柜2、中温炉3、气体流量柜4、以及气体柜5都是现有技术，在此不进行详细说明。该控制柜1主要包括控制进料量、气体的预热温度、中温炉的反应温度等。气体流量柜4为气体进行混合操作，以及流量进行控制。气体预热柜2实现气体，主要是混合气体与水蒸气的预热；水蒸气预热参数：进口温度-常温液态（20℃），出口温度-水蒸气（100℃）；混合气体预热参数：进口温度-常温（20℃），出口温度100-300℃，功率：8KW；加热水蒸气与气体混合气，功率：5KW。中温炉3实现生物质、煤与垃圾等流化床气化；气化介质：氧气、水蒸气、CO2等；炉膛常规运行温度：1000℃，炉内最高温度：1200℃；采用电阻丝加热；功率：12KW；物料加热管34采用310S材质。所述装置包括气体收集模块6，所述控制柜1、气体预热柜2、中温炉3、气体流量柜4依次从左至右设置于一基板7上；所述中温炉3上设置有一支撑架（未图示），所述支撑架的支撑板71上设置有一套筒72，所述套筒72底部密封且固定于所述支撑板71上，所述套筒72顶部四周设置有多个的弹簧721，多个的弹簧721上设置有一圆形底盘73，所述圆形底盘73边缘套设有一环体730，所述套筒72内设置有一震动器74，且震动器74与所述圆形底盘73底部连接，所述圆形底盘73上设置有一带有内螺纹的槽体731和一带有内螺纹的开口732，所述槽体731上螺旋设置有一第一圆柱形腔体75，所述开口732上螺旋设置有一第二圆柱形腔体76，这样第一圆柱形腔体75、第二圆柱形腔体76能从圆形底盘上进行拆卸操作，需要清理杂物或者筛选出不要的燃料后，直接将第一圆柱形腔体和第二圆柱形腔体拆下进行清理；所述第二圆柱形腔体76上设置有一接料斗761，所述第二圆柱形腔体76下设置有一第一出料管762，所述第一出料管762下方设置有一接料槽763，所述接料槽763位于所述套筒72内，所述接料槽763底部设置有一第二出料管764，且第二出料管764穿过所述支撑板71与所述中温炉3的无轴螺旋输送机31连接；从而实现连续进料，连续运行；所述第一圆柱形腔体75中部内倾斜设置有一过滤网751，所述第一圆柱形腔体75外侧壁倾斜设置有一出料斗752，所述出料斗752的一端穿过第一圆柱形腔体75与所述过滤网751衔接，出料斗752的另一端密封，且出料斗752的另一端底部开设有一出料开口753，所述出料开口753位于所述接料斗761的上方，所述第一圆柱形腔体75上设置有进料斗754，这样当生物质燃料进入第一圆柱形腔体75的过滤网后，通过震动器能进行物料的筛选，如需要对不同直径大小的物料进行筛选，则通过过滤网的孔径大小进行过滤处理；所述中温炉3内设置有气水分离器32和炉膛体33，所述炉膛体33内设置有物料加热管34，所述无轴螺旋输送机31通过一进料管35与所述物料加热管34连接；所述物料加热管34顶部设置有一旋风收尘器36，所述物料加热管34顶部经过第一管道37与所述旋风收尘器36连接，所述旋风收尘器36经过第二管道38与所述气水分离器32（该气水分离器也是现有技术实现气体和水蒸气的分离）连接，所述气水分离器32经过第三管道39与所述气体收集模块6连接，所述气体柜5通过多个的第一进气管51与所述气体流量柜4连接，所述气体流量柜4通过一出气管41与所述气体预热柜2连接，所述气体预热柜2底部连接有一第二进气管21，所述第二进气管21穿过所述中温炉3底部与所述物料加热管34连接；所述气体流量柜4上设置有一加水蠕动泵42，所述加水蠕动泵42连接有一第一进水管43，所述加水蠕动泵42通过一出水管44与所述气体预热柜2连接，所述气体预热柜2通过一第二进水管45与所述中温炉3连接，所述气体收集模块6包括气体采集器（未图示）和体积式计量流量计61，所述第三管道39与所述体积式计量流量计61连接，所述体积式计量流量计61的出气管连接有一三通阀62，所述气体采集器与所述三通阀62的一端连接；所述控制柜1控制气体预热柜2、中温炉3、气体流量柜4、气体柜5的操作。其中控制柜1是现有技术，该控制柜如何控制气体预热柜2、中温炉3、气体流量柜4、气体柜5的操作和控制柜的电路在此不进行详细说明，本专利保护的是试验装置结构，并不保护控制柜的电路结构；三通阀62一端也能连接焦油收集器。气体收集模块能对焦油进行收集、气体进行干燥、尾气进行燃烧、烟气排空等操作，防止试验过程中尾气对环境的污染。

其中，该无轴螺旋输送机31包括有一电机、输送管、螺旋轴，所述螺旋轴位于所述输送管内，电机设置于输送管的一端，且电机与螺旋轴的一端连接，输送管的另一端与进料管连接，第二出料管与输送管相贯通。

所述炉膛体33包括有可开合设置的第一半圆炉膛331和第二半圆炉膛332；所述第一半圆炉膛331内设置多个的第一半圆加热丝333和所述物料加热管34，所述第一半圆加热丝333缠绕在物料加热管34上，所述第二半圆炉膛332内设置有多个的第二半圆加热丝334，且第一半圆炉膛331和第二半圆炉膛332闭合后第一半圆加热丝333和第二半圆加热丝334形成一环体围绕着所述物料加热管34；这样对物料加热管的加热更加均匀。现有的中温炉中的加热丝仅仅是在物料加热管的左右侧壁进行设置，并不是加热丝将物料加热管整体进行缠绕，这样加热一方面不均匀，另一方面会影响试验数据。所述气体采集器为GV-100S型活塞式气体采集器。

另外，所述气体收集模块6还包括一底座63，所述体积式计量流量计61设置于所述底座63上，所述底座63上设置有一限位框64，所述底座63上设置有一燃气灶65，且所述燃气灶65位于所述限位框64内，所述三通阀62的另一端穿过所述限位框64与所述燃气灶65连接。这样燃气灶65能对尾气进行燃烧，也能对未全部收集的试验后的燃气进行燃烧处理。所述燃气灶65上方还设置有一油烟机66。

本实用新型的试验装置的工作原理如下：(1)检查试验装置气路、冷却水路、电路连接，确保连接正确，密封性良好；

(2)打开试验装置冷却水系统，保持冷却水流量并确保无漏水溢水；

(3)打开试验台装置的气体柜，检查气瓶剩余气量，及时更换空瓶，之后按照试验工况所需调节各气路流量，并打开排风系统；

(4)在试验装置储水罐中加入满足实验用量的水；

(5)先接通控制柜的配电柜电源，然后接通控制柜电源，检查各温控仪表工作状况，检查无轴螺旋输送机运行状况；

(6)暂时关闭无轴螺旋输送机电源，并将实验物料加入料仓并锁紧料仓盖；

(7)按实验工况设定对应温控仪表加热速度及温度，接通加热丝电源开始加热；

(8)当加热温度到达实验设定温度范围，接通加水蠕动泵及无轴螺旋输送机电源并按照实验工况调节输送机转速；

(9)打开气体收集模块6并确保尾气出口经过燃烧炉火焰中心；

(10)通过气体采集器收集部分产气；

(11)采样结束后，关闭输送机及加水蠕动泵电源，将炉温维持10分钟之后停止加热，待炉温降至100度以内后关闭水路气路，切断装置电源；

(12)清理料仓中余料及储水罐中的余水。

本实用新型能应用于农林类生物质、城市生活垃圾气化特性研究；农林类生物质、城市生活垃圾制焦研究；城市生活垃圾气化过程中水蒸气重整反应机理研究；多相反应体系耦合传质的反应机理研究；农林类生物质、城市生活垃圾气化过程中污染物控制技术研究；农林类生物质、城市生活垃圾气化过程中焦油生成机理及脱除机理研究。能通过试验装置的试验能获得生物质气化气热值，从而能减少焦油产率，且本实用新型能对生物质燃料气化试验中产生的焦油进行收集、气体进行干燥、尾气进行燃烧、烟气排空等操作，防止试验过程中尾气对环境的污染。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种生物质燃料气化试验装置，所述装置包括控制柜、气体预热柜、中温炉、气体流量柜、以及气体柜，其特征在于：所述装置包括气体收集模块，所述控制柜、气体预热柜、中温炉、气体流量柜依次从左至右设置于一基板上；所述中温炉上设置有一支撑架，所述支撑架的支撑板上设置有一套筒，所述套筒底部密封且固定于所述支撑板上，所述套筒顶部四周设置有多个的弹簧，多个的弹簧上设置有一圆形底盘，所述圆形底盘边缘套设有一环体，所述套筒内设置有一震动器，且震动器与所述圆形底盘底部连接，所述圆形底盘上设置有一带有内螺纹的槽体和一带有内螺纹的开口，所述槽体上螺旋设置有一第一圆柱形腔体，所述开口上螺旋设置有一第二圆柱形腔体，所述第二圆柱形腔体上设置有一接料斗，所述第二圆柱形腔体下设置有一第一出料管，所述第一出料管下方设置有一接料槽，所述接料槽位于所述套筒内，所述接料槽底部设置有一第二出料管，且第二出料管穿过所述支撑板与所述中温炉的无轴螺旋输送机连接；所述第一圆柱形腔体中部内倾斜设置有一过滤网，所述第一圆柱形腔体外侧壁倾斜设置有一出料斗，所述出料斗的一端穿过第一圆柱形腔体与所述过滤网衔接，出料斗的另一端密封，且出料斗的另一端底部开设有一出料开口，所述出料开口位于所述接料斗的上方，所述第一圆柱形腔体上设置有进料斗，所述中温炉内设置有气水分离器和炉膛体，所述炉膛体内设置有物料加热管，所述无轴螺旋输送机通过一进料管与所述物料加热管连接；所述物料加热管顶部设置有一旋风收尘器，所述物料加热管顶部经过第一管道与所述旋风收尘器连接，所述旋风收尘器经过第二管道与所述气水分离器连接，所述气水分离器经过第三管道与所述气体收集模块连接，所述气体柜通过多个的第一进气管与所述气体流量柜连接，所述气体流量柜通过一出气管与所述气体预热柜连接，所述气体预热柜底部连接有一第二进气管，所述第二进气管穿过所述中温炉底部与所述物料加热管连接；所述气体流量柜上设置有一加水蠕动泵，所述加水蠕动泵连接有一第一进水管，所述加水蠕动泵通过一出水管与所述气体预热柜连接，所述气体预热柜通过一第二进水管与所述中温炉连接，所述气体收集模块包括气体采集器和体积式计量流量计，所述第三管道与所述体积式计量流量计连接，所述体积式计量流量计的出气管连接有一三通阀，所述气体采集器与所述三通阀的一端连接；所述控制柜控制气体预热柜、中温炉、气体流量柜、气体柜的操作。

2.根据权利要求1所述的一种生物质燃料气化试验装置，其特征在于：所述炉膛体包括有可开合设置的第一半圆炉膛和第二半圆炉膛；所述第一半圆炉膛内设置多个的第一半圆加热丝和所述物料加热管，所述第一半圆加热丝缠绕在物料加热管上，所述第二半圆炉膛内设置有多个的第二半圆加热丝，且第一半圆炉膛和第二半圆炉膛闭合后第一半圆加热丝和第二半圆加热丝形成一环体围绕着所述物料加热管。

3.根据权利要求1所述的一种生物质燃料气化试验装置，其特征在于：所述气体采集器为GV-100S型活塞式气体采集器。

4.根据权利要求1所述的一种生物质燃料气化试验装置，其特征在于：所述气体收集模块还包括一底座，所述体积式计量流量计设置于所述底座上，所述底座上设置有一限位框，所述底座上设置有一燃气灶，且所述燃气灶位于所述限位框内，所述三通阀的另一端穿过所述限位框与所述燃气灶连接。

5.根据权利要求4所述的一种生物质燃料气化试验装置，其特征在于：所述燃气灶上方还设置有一油烟机。