CN211204412U - 一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置 - Google Patents

Abstract

一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置，包括进料设备、生物质气化炉和甲醇等离子锅炉。进料设备包括螺旋进料机、生物质储料斗；生物质气化炉包括灰渣水箱、生物质点火喷嘴、甲醇箱、燃烧机；生物质气化炉内反应分为：干燥层、热解层、氧化层、还原层，氧化层用于生物质混合料燃烧产生热量供给其他三层产生氢和一氧化碳等离子所用热能。甲醇等离子锅炉包括燃气进气管、燃气引风机、燃气喷嘴、甲醇喷嘴、等离子发生器、三回程热水炉。等离子发生器把甲醇低热值变成氢和一氧化碳等离子高热值，提供给三回程热水炉。甲醇等离子氢的燃烧又将生物质气化炉内产生的可燃气体内含有少量的污染气体消除2/3，达到环保目的。

Description

一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置

技术领域

本实用新型属于锅炉技术领域，具体涉及一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置。

背景技术

甲醇锅炉是一种新型绿色环保燃料锅炉，甲醇是现有新能源的重要组成部分，是一种节能环保型燃料。甲醇燃料可用于锅灶炉。现有的甲醇锅炉都是将甲醇制成甲醇蒸气用在各种锅炉上，但现有技术中的甲醇锅炉的加热效率较低，由于燃烧不充分，热利用率较低，排放的烟气中甲醇含量高，既污染环境又浪费能源。

发明内容

本实用新型的目的是提供一个应用热解法的甲醇等离子锅炉装置，用甲醇做原料，用“热解法”通过等离子发生器，将甲醇热解成氢和一氧化碳等离子做高热值燃料，提高了热效率，并消除了生物质气化炉产生燃气燃烧的污染，达到环保节能要求。

为了实现上述技术目的，采用以下技术方案：

一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置，包括进料设备、生物质气化炉和甲醇等离子锅炉；

所述进料设备包括螺旋进料机、生物质储料斗、螺旋杆和电机；生物质储料斗设置在螺旋进料机外端上部，螺旋进料机的内端插入在生物质气化炉的上部内，螺旋进料机内装有螺旋杆，通过电机带动螺旋杆将生物质输入到生物质气化炉内；

所述生物质气化炉包括炉箅、灰渣水箱、高频变压器、生物质点火喷嘴、点火针、甲醇箱、燃烧机；在生物质气化炉内，灰渣水箱设置在最底部，生物质点火喷嘴和点火针设置在灰渣水箱的上方位置，在生物质点火喷嘴下方设置有高频变压器，甲醇箱经燃烧机通过管道通到生物质点火喷嘴；炉箅设置在灰渣水箱顶部上；

所述甲醇等离子锅炉包括燃气进气管、燃气引风机、燃气喷嘴、甲醇喷嘴、等离子发生器、三回程热水炉、热管，还包括与所述的生物质气化炉共用的甲醇箱和燃烧机；等离子发生器设置在甲醇等离子锅炉内，燃气喷嘴安装在等离子发生器下方，通过燃气引风机、燃气进气管连接到所述灰渣水箱内的上部空间中；甲醇喷嘴位于燃气喷嘴和等离子发生器之间；三回程热水炉设置在等离子发生器上方，为折返式结构，其内充满水；三回程热水炉上靠近等离子发生器的部位设有热管。

在生物质储料斗下方设有料斗，生物质储料斗通过料斗连接到螺旋进料机的外端。

在生物质储料斗底部设有进料电磁阀，用于开、关向料斗的进料。

在生物质气化炉内设有集水环和集水环出口管，集水环安在生物质气化炉内的顶部，通过集水环出口管通到灰渣水箱中。

所述燃烧机通到生物质点火喷嘴的管道上设有气化炉电磁阀。

所述等离子发生器有8个。

所述燃烧机通过管道通到位于燃气喷嘴上方的甲醇喷嘴，在管道上设有甲醇等离子电磁阀。

在甲醇等离子锅炉顶部安有烟囱，在三回程热水炉顶部安有热水出口管，在三回程热水炉底部安有循环水回水管。

本实用新型的有益效果是：

所述三回程热水炉主要作用是提高锅炉热效率，使烟囱出口温度降到几十度。所述8个等离子发生器能把甲醇低热值变成氢和一氧化碳等离子高热值，可产生氢和一氧化碳等离子，气体中氢H2含量最高占67％，其次是一氧化碳CO含量。

在燃气喷头周围适当距离内安装的8个甲醇等离子发生器，每个生成热量为2万大卡，总计产生16万大卡热量，达到节能80％～90％的效果。

所述生物质气化炉反应分为：干燥层、热解层、氧化层、还原层。氧化层用于生物质混合料燃烧产生热量供给其他三层产生氢和一氧化碳等离子所用热能，燃烧机提供给氧化层燃烧所用燃料。

甲醇等离子氢的燃烧又将生物质气化炉内产生的可燃气体内含有少量的污染气体消除2/3的污染，经有关省级环保部门指定的检测中心检测各项指标完全达到 GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》。

甲醇制成等离子氢和一氧化碳的燃烧热值比甲醇4000大卡，单独燃烧的热值高出一倍左右，并且又将生物质气化炉2所产生的可燃气体中少量污染物消除2/3的污染，达到环保目的。

附图说明

图1本实用新型一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置结构示意图。

图中：1、螺旋进料机、2、生物质气化炉、3、燃烧机、4、燃气引风机、5、甲醇等离子锅炉、6、燃气进气管、7、燃气喷嘴、8、等离子发生器(8个)、9、料斗、 10、电机、11、生物质储料斗、12、进料电磁阀、13螺旋杆、14、高频变压器(15KW)、 15、甲醇箱、16、生物质点火喷嘴、17、还原层、18、氧化层、19、热解层、20、干燥层、21、甲醇喷嘴、22、气化炉电磁阀、23、甲醇等离子电磁阀、24、炉箅、25、集水环、26、集水环出口管、27、灰渣水箱、28、三回程热水炉、29、热管、30、烟囱、31、热水出口管、32循环水回水管、33、视镜、34、点火针

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明

如图1所示，一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置，包括进料设备、生物质气化炉2和甲醇等离子锅炉5。

所述进料设备包括螺旋进料机1、生物质储料斗11、螺旋杆13和电机10。生物质储料斗11设置在螺旋进料机1外端上部，生物质储料斗11通过下方的料斗9连接到螺旋进料机1的外端。螺旋进料机1的内端插入在生物质气化炉2的上部内，螺旋进料机1内装有螺旋杆13，通过电机10带动螺旋杆13将生物质输入到生物质气化炉2内。在生物质储料斗11底部设有进料电磁阀12，用于开、关向料斗9的进料。

所述生物质气化炉2包括炉箅24、灰渣水箱27、集水环25、集水环出口管26、视镜33、高频变压器14、生物质点火喷嘴16、点火针34、甲醇箱15、燃烧机3和气化炉电磁阀22。在生物质气化炉2内，灰渣水箱27设置在最底部，生物质点火喷嘴 16和点火针34设置在灰渣水箱27的上方位置，在生物质点火喷嘴16下方设置有高频变压器14，甲醇箱15经燃烧机3通过管道通到生物质点火喷嘴16。在管道上设有气化炉电磁阀22。集水环25安在生物质气化炉2内的顶部，通过集水环出口管26 通到灰渣水箱27中。集水环25、集水环出口管26用于收集干燥层20产生的水蒸气冷却后的水进入灰渣水箱27内再利用。炉箅24设置在灰渣水箱27顶部上。在生物质气化炉2内，从炉箅24向上依次形成还原层17、氧化层18、热解层19和干燥层 20。氧化层18用于生物质混合料燃烧产生热量供给其他三层产生氢和一氧化碳等离子所用热能，燃烧机3提供给氧化层18燃烧所用燃料。炉箅24用于热灰渣下落到灰渣水箱27内产生水蒸气，再通过炉箅24向上进入还原层17，遇到红火炭产生氢气、一氧化碳、甲烷……等可燃气体。所述视镜33用于观察生物质气化炉2内进入生物质的额定高度。所述甲醇箱15用于储存甲醇，通过燃烧机3、喷嘴16向生物质气化炉2内喷入甲醇，被高频变压器14和点火针34点燃，所产生的甲醇火焰把生物质气化炉2内的生物质在氧化层18内给点焰，放出热量，供给其他层反应所需要的热量来产生可燃气体。

所述甲醇等离子锅炉5包括燃气进气管6、燃气引风机4、燃气喷嘴7、甲醇喷嘴 21、等离子发生器8(8个)、三回程热水炉28、热管29，也包括所述的甲醇箱15和燃烧机3(甲醇箱15和燃烧机3与所述生物质气化炉2共用)。等离子发生器8设置在甲醇等离子锅炉5内，燃气喷嘴7安装在等离子发生器8下方，通过燃气引风机4、燃气进气管6连接到所述灰渣水箱27内的上部空间中。甲醇喷嘴21位于燃气喷嘴7 和等离子发生器8之间。三回程热水炉28设置在等离子发生器8上方，为折返式结构，其内充满水。在折返结构之间设有相互连通的连通管，三回程热水炉28上靠近等离子发生器8的部位设有热管29。甲醇箱15经燃烧机3通过管道通到位于燃气喷嘴7上方的甲醇喷嘴21，在管道上设有甲醇等离子电磁阀23。在甲醇等离子锅炉5 顶部安有烟囱30，在三回程热水炉28顶部安有热水出口管31，在三回程热水炉28底部安有循环水回水管32。

所述燃气进气管6、燃气引风机4、燃气喷嘴7、用于生物质气化炉2所产生的可燃气体进入甲醇等离子锅炉5内进行燃烧，产生的热能直接被热管29及三回程热水炉28吸收达到提升水温的目的，炉膛内剩余的低温(180℃～350℃)热能被甲醇等离子电磁阀23打开出来的甲醇通过等离子发生器8、将甲醇热解成氢气和一氧化碳等离子，氢气占总气体含量67％，其次是一氧化碳的含量。甲醇热解成氢和一氧化碳等离子燃烧放出大量的热量，并且又将生物质气化炉2所产生的可燃气体中的少量污染气消除2/3的污染。上述两种气体的燃烧即达到环保的目的，又达到节能的目的。

所述一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置工作原理及工作过程简述如下：

1、先开启螺旋进料机1的电机10，带动螺旋杆13旋转工作。

2、开启生物质储料斗11的电磁阀12，生物质储料斗11内的生物质、木屑、煤块被螺旋杆13旋转送进生物质气化炉2内到干燥层20为止停止进料。通过视镜33 观察，间隔一定时间断续进料。

3、开启高频变压器14和燃烧机3，引燃氧化层18内生物质、木屑、煤块，氧化层18反应速率较快，燃烧中产生的炭与空气中的氧发生剧烈反应，同时放出大量的热能，供给还原层17、热解层19和干燥层20需要的热量；氧化层18温度可达到1000℃～1200℃，挥发分参与燃烧后进一步降解，反应式：C+O₂＝CO₂ 2C+O₂＝CO2 2H₂+O₂＝2H₂O。

4、在还原层17不存在氧气，氧化层18中燃烧产物及水蒸气与还原层17中的炭发生还原反应生成氢气、一氧化碳、甲烷……等可燃气体，还原层17为吸热反应，温度相应降到700℃～900℃，所需热量由氧化层18供给，反应式：C+H₂O＝CO+H₂ C+CO₂＝2CO C+2H₂＝CH₄。

5、热解层19：干燥的混合燃料下落到热解层19，在500℃～600℃时挥发大量析出残留炭，热解反应析出的挥发成分主要包括：水蒸气、氢气、一氧化碳、甲烷……等化合物。

6、干燥层20：混合燃料进入干燥层20，温度200℃～300℃，此时混合燃料中的水分蒸发，从而得到干燥的原料和蒸出来的水蒸气，水蒸气通过冷却进入集水环25，水通过水管进入灰渣水箱27再利用。

7、所述燃气引风机4连接有燃气进气管6，设在炉箅24和灰渣水箱27之间，燃气引风机4工作时将可燃气体通过燃气喷嘴7喷出燃烧火焰。

8、所述等离子发生器8共有8个，安装在燃气喷嘴7固定距离上方四周范围上，温度在180℃～350℃内。

9、关闭气化炉电磁阀22，开启甲醇等离子电磁阀23和燃烧机3将甲醇泵出，通过甲醇喷嘴21喷入等离子发生器8内，温度在180℃～350℃内，立刻将甲醇热解成 CH₃OH＝2H₂+CO氢和一氧化碳等离子参与燃烧放出大量的热能。

10、生物质气化炉2产生的可燃气和甲醇等离子发生器8产生甲醇等离子氢和一氧化碳气合起来燃烧产生的大量热能，被热管29及三回程热水炉28迅速将热能吸出进入炉循环水内，达到节能环保及低成本运营的目的。

Claims (8)

1.一种应用热解法的甲醇等离子锅炉装置，其特征在于：包括进料设备、生物质气化炉和甲醇等离子锅炉；

所述进料设备包括螺旋进料机、生物质储料斗、螺旋杆和电机；生物质储料斗设置在螺旋进料机外端上部，螺旋进料机的内端插入在生物质气化炉的上部内，螺旋进料机内装有螺旋杆，通过电机带动螺旋杆将生物质输入到生物质气化炉内；

所述生物质气化炉包括炉箅、灰渣水箱、高频变压器、生物质点火喷嘴、点火针、甲醇箱、燃烧机；在生物质气化炉内，灰渣水箱设置在最底部，生物质点火喷嘴和点火针设置在灰渣水箱的上方位置，在生物质点火喷嘴下方设置有高频变压器，甲醇箱经燃烧机通过管道通到生物质点火喷嘴；炉箅设置在灰渣水箱顶部上；

所述甲醇等离子锅炉包括燃气进气管、燃气引风机、燃气喷嘴、甲醇喷嘴、等离子发生器、三回程热水炉、热管，还包括与所述的生物质气化炉共用的甲醇箱和燃烧机；等离子发生器设置在甲醇等离子锅炉内，燃气喷嘴安装在等离子发生器下方，通过燃气引风机、燃气进气管连接到所述灰渣水箱内的上部空间中；甲醇喷嘴位于燃气喷嘴和等离子发生器之间；三回程热水炉设置在等离子发生器上方，为折返式结构，其内充满水；三回程热水炉上靠近等离子发生器的部位设有热管。

2.根据权利要求1所述的甲醇等离子锅炉装置，其特征在于：在生物质储料斗下方设有料斗，生物质储料斗通过料斗连接到螺旋进料机的外端。

3.根据权利要求2所述的甲醇等离子锅炉装置，其特征在于：在生物质储料斗底部设有进料电磁阀，用于开、关向料斗的进料。

4.根据权利要求1所述的甲醇等离子锅炉装置，其特征在于：在生物质气化炉内设有集水环和集水环出口管，集水环安在生物质气化炉内的顶部，通过集水环出口管通到灰渣水箱中。

5.根据权利要求1所述的甲醇等离子锅炉装置，其特征在于：所述燃烧机通到生物质点火喷嘴的管道上设有气化炉电磁阀。

6.根据权利要求1所述的甲醇等离子锅炉装置，其特征在于：所述等离子发生器有8个。

7.根据权利要求1或5所述的甲醇等离子锅炉装置，其特征在于：所述燃烧机通过管道通到位于燃气喷嘴上方的甲醇喷嘴，在管道上设有甲醇等离子电磁阀。

8.根据权利要求1所述的甲醇等离子锅炉装置，其特征在于：在甲醇等离子锅炉顶部安有烟囱，在三回程热水炉顶部安有热水出口管，在三回程热水炉底部安有循环水回水管。

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