CN211946930U - 一种新型生物质气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型生物质气化炉，包括外筒，所述外筒内部套设有排气筒，排气筒两端与外筒两端密封连接形成外层水夹套，所述排气筒内部套设连接有内筒，所述内筒内部包裹有炉筒，炉筒两端与内筒两端密封连接形成内层水夹套，所述内层水夹套与外层水夹套通过管道连通设置，所述外层水夹套上设有进水口，内层水夹套上设有出水口。本实用新型结构简单，操作方便，便于使用和维护；采用双层隔热水夹套结构，不仅可以将炉壁的热量传递至隔热水，避免气化炉内氧化层区域处很容易出现炉壁超温、烧穿炉壁的状况，使气化炉安全稳定可靠的运行，而且双层隔热水夹套结构能降低炉内热损失，降低原料消耗量，同时会增大还原层产气效率。

Description

一种新型生物质气化炉

技术领域

本实用新型涉及生物质气化炉设备技术领域，特别涉及一种新型生物质气化炉。

背景技术

生物质气化炉可以分为固定床气化炉和流化床气化炉两种类型，而固定床气化炉又分为四种：下吸式气化炉、上吸式气化炉、横吸式气化炉、开心式气化炉。在固定床下吸式气化炉中，气体是向下流动的，从上到下的反应层依次为：干燥层、热解层、氧化层、还原层。在现有固定床下吸式气化炉使用过程中往往会出现以下问题，

1.现有固定床下吸式气化炉炉内的运行压力一般是微负压状态，略小于大气压力，依靠气化炉外部的引风机抽取气体，气化炉工作所需要的空气从炉顶依靠引风机的吸力进入气化炉内部。在这种运行状态下，气化炉工作所需的空气量受制于干燥层、热解层，所堆积物料的致密程度，并且反应所需空气量不能进行有效的调节，容易出现反应效率低，甚至是熄火等故障。

2.现有固定床下吸式气化炉在还原层进行还原反应时所需的水蒸气，主要是来自于生物质原料中所含的水分，少部分是来自于氧化层氧化反应所生成的水蒸气。由于生物质原料的种类以及所在地区的不同，其中水分含量也各不相同，在对含水量小、干燥程度高的生物质原料进行气化时，会出现气化效率低，气化燃气产气量少的缺点；并且不能根据反应情况适时调节所需水蒸气含量的多少。

3.现有固定床下吸式气化炉没有采用炉壁保护设施，在气化炉运行过程中，气化炉内氧化层区域处很容易出现炉壁超温、烧穿炉壁的状况，往往会影响气化炉的使用寿命和使用安全性。

4.现有固定床下吸式气化炉没有安全防爆装置，由于气化炉产生的气化燃气极具可燃性，在后续管道设备出现堵塞故障时，气化燃气容易集聚在气化炉内，并且气化炉内温度较高，容易发生爆炸事故。

中国发明一种生物质气化炉水冷设备，公开号为：CN107760388A，公开日为2018.03.06，本发明提供一种生物质气化炉水冷设备，包括设置于气化炉内的水冷列管和设置于气化炉外部的冷却塔，水冷列管包括进水管、冷却管和出水管，进水管包括进水弯管和连接于进水弯管上的进水直管，出水管包括出水弯管和出水直管，出水直管通过至少一根冷却管与进水直管连接，进水管和出水管均通过管道与冷却塔连接。本发明一种生物质气化炉水冷设备构造简单，冷却效果好，冷却可控，方便拆卸，冷却水可循环使用。该技术方案用来实现生物质气化炉水冷，但是没有解决生物质气化炉使用安全以及提高反应效率的问题。

中国发明为一种生物质气化炉，公开号为：CN106010655A，公开日为2016.10.12，本发明公开了一种生物质气化炉，包括炉体，所述炉体上设置有进料管，所述进料管上分布有上、下各一个密封下料模块，所述密封下料模块包括有合页密封板、合页转轴、与合页转轴连接的摆杆，所述摆杆的端部连接有活塞缸，所述炉体的靠上侧处连接有燃烧火嘴，所述燃烧火嘴连接有增氧管道和增氧风机；该气化炉结构针对各种不规则形状的生物质燃料特性，通过合理的结构改良，尤其是两层的合页密封板配合双重供氧的设计，使炉膛中不同大小形状的燃料均保持在少氧状态而不直接燃烧，以保证整个裂解气化过程顺利，实现将各种生物质固体燃料转换成可燃气体后燃烧，降低产生的火焰灰分，进一步降低热能使用成本。该技术方案仅仅是改变结构设计实现将各种生物质固体燃料转换成可燃气体后燃烧，降低产生的火焰灰分，进一步降低热能使用成本，但是并没有生物质气化炉解决炉壁超温、烧穿炉壁的状况。

实用新型内容

本实用新型目的是为解决上述问题所采取的技术方案是：

一种新型生物质气化炉，包括外筒，所述外筒内部套设有排气筒，排气筒两端与外筒两端密封连接形成外层水夹套，所述排气筒内部套设连接有内筒，所述内筒内部包裹有炉筒，炉筒两端与内筒两端密封连接形成内层水夹套，所述内层水夹套与外层水夹套通过管道连通设置，所述外层水夹套上设有进水口，内层水夹套上设有出水口。

进一步，所述炉筒顶部设有投料口，炉筒底部安装有出碳装置，出碳装置、排气筒和内筒围成排气通道，所述排气通道上设有排气口，所述炉筒上外接有用于输送空气和水蒸气的进气管。

进一步，所述排气口设置在排气通道上部。

进一步，所述出碳装置包括回转筒，所述回转筒外侧圆周向安装有多个出碳刀，回转筒上端连接有炉栅，炉栅安装在炉筒底部，回转筒下端连接有驱动机构，所述驱动机构通过安装板安装在外筒底部，所述安装板上设有出碳口。

进一步，所述炉筒包括上炉筒和下炉筒，所述上炉筒和下炉筒之间通过锥筒连接，上炉筒的直径大于下炉筒的直径。

进一步，所述炉筒上外接有用于输送空气和水蒸气的进气管。

进一步，所述进气管安装在锥筒锥筒处。

进一步，所述锥筒的内部还连接有喉部挡板，进气管与锥筒连接处位于喉部挡板下方，喉部挡板用于遮挡进气管避免生物质原料堵塞。

进一步，所述喉部挡板为锥形，且大径一端连接至锥筒的大径一端。

进一步，所述排气通道上安装有水封阀结构，所述水封阀结构包括水槽，所述排气通道通过水封管道与水槽连通。

本实用新型所具有的有益效果为：

1.本实用新型为一种新型生物质气化炉，设备结构简单，操作方便，便于使用和维护；采用双层隔热水夹套结构，不仅可以适当通过将炉壁的热量传递至隔热水，避免气化炉内氧化层区域处很容易出现炉壁超温、烧穿炉壁的状况，使气化炉安全稳定可靠的运行，而且双层隔热水夹套结构，使得循环水先经过外层水夹套，利用气化燃气的热量，提高循环水的温度，然后进入内层水夹套，从而减小循环水与气化炉内的温差，减少炉内传入水夹套的热量，降低炉内热损失，降低原料消耗量，同时会增大还原层产气效率，提高固定床下吸式生物质气化炉的运行效率，提高生物质气的产气量。

2.本实用新型在气化炉内氧化层区域设计喉部进气结构，实现气化炉在运行过程中所需空气量和水蒸气含量的适时调节，提高气化炉在气化不同生物质原料时的运行效率。

3.本实用新型为了提高设备使用安全性，增加安全水封阀结构，防止管道设备出现堵塞故障时，气化燃气容易集聚在气化炉内，避免发生爆炸事故，促使气化炉安全稳定可靠的运行，保证使用者的安全。

附图说明

图1为本实用新型结构三维示意图；

图2为本实用新型结构俯视图；

图3为本实用新型结构沿图2的A-A剖视图；

图4为本实用新型结构沿图2的B-B剖视图；

图5为本实用新型结构沿图2的C-C剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步描述。

如图1-4所示， 一种新型生物质气化炉，包括外筒4，所述外筒4内部套设有排气筒3，排气筒3两端与外筒4两端密封连接形成外层水夹套9，所述排气筒3内部套设连接有内筒2，所述内筒2内部包裹有炉筒1，所述炉筒1内部用于生物质原料燃烧，优选的，本实施例中，所述炉筒1包括上炉筒12和下炉筒15，所述上炉筒12和下炉筒15之间通过锥筒14连接，上炉筒12的直径大于下炉筒15的直径。炉筒1两端与内筒2两端密封连接形成内层水夹套7，所述内层水夹套7与外层水夹套9通过管道连通设置，优选的内层水夹套7的上端与外层水夹套9的上端通过管道连通，所述外层水夹套9上设有进水口91，内层水夹套7上设有出水口71，进水口91和出水口71连接至循环水泵；采用双层隔热水夹套结构，内层水夹套7可以将炉壁的热量传递至隔热水，避免气化炉内氧化层区域处很容易出现炉壁超温、烧穿炉壁的状况，使气化炉安全稳定可靠的运行；在工作过程中，循环水先经过外层水夹套9，利用气化燃气的热量，升高循环水的温度，然后进入内层水夹套7，从而减小循环水与气化炉内的温差，减少炉内传入水夹套的热量，降低炉内热损失，降低原料消耗量，提高产气量；由于双层隔热水夹套结构的使用使得还原层的边缘区域温度相对较高，这样会增大还原层产气效率，从而来实现提高产生物质气的产量。

本实施例中所述炉筒1顶部设有投料口11，炉筒1底部安装有出碳装置6，出碳装置6、排气筒3和内筒2围成排气通道8，所述排气通道8上设有排气口81，在工作中通过投料口11将生物质原料投入炉筒1进行燃烧，炉筒1内自上而下依次分为干燥层、热解层、氧化层、还原层，生物质原料经过四个阶段后转化为生物质气和生物质碳，生物质气经排气通道8后通过排气口81排出进入下一个流程，生物质碳通过出碳装置6排出。

为了完成生物质碳排出，所述出碳装置6包括回转筒62，优选的，本实施例中回转筒62为锥形，所述回转筒62外侧圆周向安装有多个出碳刀65，回转筒62回转带动出碳刀65将炉筒1排出的生物质碳通过出碳口64排出，回转筒62上端连接有炉栅61，炉栅61与回转筒62一起回转运动，炉栅61安装在炉筒1底部，回转筒62内产生的生物质碳通过炉栅61排至出碳刀65处，回转筒62下端连接有驱动机构，优选的，本实施例中，驱动机构为电机，电机输出端与回转筒62下端连接，此连接为现有的键槽连接方式，在此不再赘述，所述驱动机构通过安装板63安装在外筒4底部，所述安装板63上设有出碳口64。

为了避免在排气过程中气化燃气中颗粒物质在排气通道8的内壁附着，影响排气通道8的排气效率，本实施例中所述排气口81设置在排气通道8上部，这样生物质气从下向上流动的过程中，燃气中大的颗粒物质在重力作用下落在炉筒1底部，由出碳装置6排出，从而减少气化燃气中颗粒物质在排气通道8内壁附着，提高燃气输送效率。

为了使得生物质原料在炉筒1的氧化层、还原层进行充分反应，所述炉筒1上外接有用于输送空气和水蒸气的进气管10，进气管10通过供给风机实现输送空气和水蒸气，优选的，本实施例中，所述进气管10安装在锥筒14处，为了保护空气和水蒸气的进气管10，不被生物质原料堵塞，本实施例中锥筒14的内部还连接有喉部挡板13，进气管10与锥筒14连接处位于喉部挡板13下方，喉部挡板13用于遮挡进气管10避免生物质原料堵塞。本实施例中所述喉部挡板13为锥形，且大径一端连接至锥筒14的大径一端；通过在锥筒14处安装进气管10，可以保证充足的空气进入氧化层、还原层，避免工作所需的空气量受制于干燥层、热解层，在反应中还原层进行还原反应时所需的水蒸气，主要是来自于生物质原料中所含的水分，少部分是来自于氧化层氧化反应所生成的水蒸气，可以根据需要将水蒸气通过进气管10输送，保证还原层的反应；而且可以根据产生的生物质气和生物质碳的是否达到排出标准，来适时调节空气和水蒸气的输送量。

为了安全使用生物质气化炉，防止炉内气化燃气集聚、压力升高出现爆炸等安全事故，本实施例中所述排气通道8上安装有水封阀结构5，所述水封阀结构5包括水槽52，所述排气通道8通过水封管道51与水槽52连通，当炉内生物质气集聚、压力升高时，高压的生物质气会将水封管道51内的水压出，从而降低炉内压力，避免发生爆炸等事故，从而提高生物质气化炉的使用安全性。

本实用新型的工作过程为：

当设备开始工作时，先启动循环水水泵，循环水从进水口91进入外层水夹套9，通过管道流向内层水夹套7，然后从出水口71流出。

将生物质原料从进料口投入到生物质气化炉的炉筒1内，并向炉筒1内投入易燃物料，然后点燃易燃物料；启动空气供给风机，空气和水蒸气从进气管10进入，进入的空气和水蒸气到达氧化层处，向正在燃烧的物料提供空气。生物质原料保持一段时间的充分燃烧状态之后，生物质原料开始转化为生物质气和生物质碳，生物质气穿过炉栅61进入排气通道8，然后通过排气通道8经排气口81排出；启动电机，电机带动回转筒62进行回转，回转筒62同时带动炉栅61和出碳刀65进行回转，生物质碳经过炉栅61进入排气通道8底部，排气通道8底部的生物质碳经过回转的出碳刀65进行剪切，然后经出碳口64排出。在整个过程中，内层水夹套7的水可以吸收炉筒1的热量，避免炉筒1内氧化层区域处出现炉壁超温、烧穿炉壁的状况，此外外层水夹套9内的水可以吸收排气通道8内生物质气的热量，提高进入内层水夹套7的循环水的温度，减小了循环水与炉筒1内的温差，减少炉筒1内传入水夹套的热量，降低炉内热损失。

在运行一段时间之后，检测产生的生物质气以及生物质碳的成分含量，根据检测结果，调整空气和水蒸气进入量的多少，使气化炉达到稳定高效的运转状态。

在生物质气化炉运转时，要监测炉内生物质原料的高度，及时补充生物质原料。

在工作中，当后续管路系统故障，炉筒1内压力急剧升高时，生物质气通过水封阀管道迫使水槽52中的水排出，卸去炉筒1内压力，不使发生安全事故。

本实用新型为一种新型生物质气化炉，设备结构简单，操作方便，便于使用和维护；采用双层隔热水夹套结构，不仅可以降低炉内热损失，避免气化炉内氧化层区域处很容易出现炉壁超温、烧穿炉壁的状况，使气化炉安全稳定可靠的运行，而且双层隔热水夹套能降低原料消耗量，增大还原层有效截面积，提高固定床下吸式生物质气化炉的运行效率，提高气化燃气产气量。

本实用新型在气化炉内氧化层区域设计喉部进气结构，实现气化炉在运行过程中所需空气量和水蒸气含量的适时调节，提高气化炉在气化不同生物质原料时的运行效率。

本实用新型为了提高设备使用安全性，增加安全水封阀结构5，防止管道设备出现堵塞故障时，气化燃气容易集聚在气化炉内，避免发生爆炸事故，促使气化炉安全稳定可靠的运行，保证使用者的安全。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

Claims (10)

1.一种新型生物质气化炉，其特征在于，包括外筒，所述外筒内部套设有排气筒，排气筒两端与外筒两端密封连接形成外层水夹套，所述排气筒内部套设连接有内筒，所述内筒内部包裹有炉筒，炉筒两端与内筒两端密封连接形成内层水夹套，所述内层水夹套与外层水夹套通过管道连通设置，所述外层水夹套上设有进水口，内层水夹套上设有出水口。

2.根据权利要求1所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述炉筒顶部设有投料口，炉筒底部安装有出碳装置，出碳装置、排气筒和内筒围成排气通道，所述排气通道上设有排气口。

3.根据权利要求2所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述排气口设置在排气通道上部。

4.根据权利要求3所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述出碳装置包括回转筒，所述回转筒外侧圆周向安装有多个出碳刀，回转筒上端连接有炉栅，炉栅安装在炉筒底部，回转筒下端连接有驱动机构，所述驱动机构通过安装板安装在外筒底部，所述安装板上设有出碳口。

5.根据权利要求4所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述炉筒包括上炉筒和下炉筒，所述上炉筒和下炉筒之间通过锥筒连接，上炉筒的直径大于下炉筒的直径。

6.根据权利要求5所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述炉筒上外接有用于输送空气和水蒸气的进气管。

7.根据权利要求6所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述进气管安装在锥筒处。

8.根据权利要求7所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述锥筒的内部还连接有喉部挡板，进气管与锥筒连接处位于喉部挡板下方，喉部挡板用于遮挡进气管避免生物质原料堵塞。

9.根据权利要求8所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述喉部挡板为锥形，且大径一端连接至锥筒的大径一端。

10.根据权利要求9所述的一种新型生物质气化炉，其特征在于，所述排气通道上安装有水封阀结构，所述水封阀结构包括水槽，所述排气通道通过水封管道与水槽连通。

Images