用于優(yōu)化氣體發(fā)生器的操作的方法以及氣體發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化氣體發(fā)生器的操作的方法以及一種氣體發(fā)生器。所述氣體發(fā)生器具有外殼部件(30)，處于其上端為用于向所述外殼部件內(nèi)的燃料艙(14)供應(yīng)燃料的器件(12,20-22,20'-22')。所述燃料通過重力下降到爐排(1,2)上，在所述爐排上方的點形成燃燒區(qū)，用于向其供應(yīng)氣化氣體的器件(4,5)與之相結(jié)合地進(jìn)行布置。在所述方法中使用包括兩個同中心地布置的第一(1)爐排部分和第二(2)爐排部分的爐排(1,2)，上述爐排部分中的至少一個爐排部分(2)能夠圍繞穿過聯(lián)合中心的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動。所述爐排部分(1,2)能夠在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向彼此移動到它們的彼此互鎖位置，并且彼此遠(yuǎn)離到部分或完全脫離所述互鎖位置的位置。所述爐排部分(1,2)關(guān)于彼此和/或聯(lián)合地移動以對通過爐排的氣體流動進(jìn)行調(diào)節(jié)和/或從爐排除灰和/或防止尚未完全燒完的燃料通過爐排進(jìn)入。
【專利說明】用于優(yōu)化氣體發(fā)生器的操作的方法以及氣體發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于優(yōu)化氣體發(fā)生器的操作的方法，其中所述氣體生成器具有外殼部分，在其上端為用于供應(yīng)燃料的器件，所述燃料通過重力下降到爐排上，在所述爐排上方的點形成燃燒區(qū)，用于向其供應(yīng)氣化氣體的器件與之相結(jié)合地進(jìn)行布置。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種氣體發(fā)生器，包括外殼部分，在其上端為用于供應(yīng)燃料的器件，所述燃料通過重力下降到爐排上，在所述爐排上方的點形成燃燒區(qū)，用于向其供應(yīng)氣化氣體的器件與之相結(jié)合地布置。就此而言，氣化氣體是指包含氧氣的氣體。

【背景技術(shù)】
[0002]在氣體發(fā)生器中，燃料通常通過重力從發(fā)生器的上部下降到爐排。形成在爐排上方的碳層形成還原區(qū)，并且氣化氣體被供應(yīng)于其中的實際的燃燒區(qū)位于所述還原區(qū)之上。在燃燒區(qū)上方形成高溫分解區(qū)，在那里進(jìn)行燃料的干餾。所形成的產(chǎn)品氣體通過爐排傳輸至排放管中。
[0003]各種因素對氣體發(fā)生器的優(yōu)化操作有所影響，例如，包括向燃燒區(qū)進(jìn)行的氣化氣體供應(yīng)、所形成產(chǎn)品氣體的通流、燃料供應(yīng)、爐排除灰、防止未完全燒完的燃料通過爐排進(jìn)入、例如，當(dāng)使用不同燃料顆粒大小時防止/最小化爐排的堵塞以及修復(fù)可能的堵塞情形。本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種解決方案，利用所述解決方案，能夠通過調(diào)節(jié)影響這些不同因素的發(fā)生器屬性而對氣體發(fā)生器的操作進(jìn)行優(yōu)化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于所述方法使用包括兩個同中心地布置的第一爐排部分和第二爐排部分的爐排，上述爐排部分中的至少一個爐排部分能夠圍繞穿過聯(lián)合中心的旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并且所述爐排部分能夠在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向彼此移動到它們的彼此互鎖位置，并且彼此遠(yuǎn)離到部分或完全脫離所述互鎖位置的位置，并且在所述方法中，所述爐排部分關(guān)于彼此和/或聯(lián)合地進(jìn)行移動以對通過爐排的氣體流動進(jìn)行調(diào)節(jié)和/或從爐排除灰和/或防止尚未完全燒完的燃料通過爐排進(jìn)入。本發(fā)明的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求2至7中公開。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的特征進(jìn)一步在于，所述氣體發(fā)生器的爐排包括兩個同中心地布置的第一爐排部分和第二爐排部分，上述爐排部分中的至少一個爐排部分能夠圍繞穿過聯(lián)合中心的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，并且所述爐排部分能夠在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向彼此移動到它們的彼此互鎖位置，并且彼此遠(yuǎn)離到部分或完全脫離所述互鎖位置的位置。根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的優(yōu)選實施例在從屬權(quán)利要求8至11中公開。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]下文中參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行更為詳細(xì)地描述，其中:
[0007]圖1以橫截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的實施例的示意性原理圖；和
[0008]圖2A、2B以處于爐排的互鎖位置以及類似地處于其分離位置的橫截面圖示出了根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器中所使用的爐排的實施例。

【具體實施方式】
[0009]根據(jù)圖1的氣體發(fā)生器的實施例包括外殼部分30，其內(nèi)部為燃料艙14，其優(yōu)選地具有直的壁部或者向下稍有加寬。燃料供應(yīng)裝置處于外殼上端并且其包括用于諸如木片或其它生物燃料之類的燃料的饋送管道12，上部封閉裝置20、21、22以及下部封閉裝置20’、21’、22’結(jié)合所述管道進(jìn)行布置。封閉裝置包括管道封閉部分21、21’，封閉設(shè)備的旋轉(zhuǎn)電機(jī)22、22’以及滑片器件20、20’。所述封閉裝置在它們之間限定了可封閉的燃料供應(yīng)空間24，其中布置有惰性氣體供應(yīng)器件。氣化爐喜神自身通過過壓進(jìn)行操作，這是在打開下部封閉裝置并且允許燃料進(jìn)入外殼內(nèi)部的燃料艙14之前要利用惰性氣體對燃料供應(yīng)空間24進(jìn)行加壓的原因。惰性氣體被用來防止隨燃料所攜帶的空氣對燃燒過程的影響。
[0010]封閉部分21、21’優(yōu)選地被配置為沿關(guān)于其旋轉(zhuǎn)軸線23成360°的圓形軌道移動，以將封閉部分從完全封閉供應(yīng)空間24的位置移動到釋放出燃料到燃料艙14中的通道的位置，并且返回封閉供應(yīng)空間的位置。如此通過360°進(jìn)行轉(zhuǎn)動保持封閉部分的清潔，因為其在轉(zhuǎn)動移動的期間得以被清理。然而，能夠想到的是，例如通過從O到180°的角度范圍內(nèi)往復(fù)轉(zhuǎn)動而使得封閉部分繞其旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
[0011]在燃料艙下端處為包括上部爐排I和下部爐排2的爐排。當(dāng)氣化材料包含固體碳時，氣化爐的爐排在所述過程的工作中具有重要作用。與氣化效率成正比的處理和碳轉(zhuǎn)化的效率的調(diào)節(jié)能夠?qū)嵸|(zhì)性地被爐排的幾何形狀和移動所影響。適于在根據(jù)本發(fā)明的解決方案中使用的爐排的優(yōu)選實施例在圖2A和2B中更為詳細(xì)地示出。所述爐排優(yōu)選地由環(huán)形爐柵31、32所制成，它們具有相同的中心但是直徑不同。爐排環(huán)優(yōu)選地以它們中的一些(例如，每隔一個或兩個爐排環(huán))被固定至上部爐排I而其它爐排環(huán)則被固定至下部爐排I的方式進(jìn)行固定。爐排環(huán)通過連接件33結(jié)合在一起，其在爐排表面的方向上穿過爐排。每一側(cè)上可以由一個或多個連接件。在圖2A中上部爐排I和下部爐排2在旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向彼此進(jìn)行移動，由此爐排環(huán)31、32變?yōu)榛ハ噫i定，并且在圖2B中，它們互相分開。下部爐排2被布置為借助于電機(jī)7進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。如箭頭9所示，整個爐排1、2優(yōu)選地被布置為在下部爐排的旋轉(zhuǎn)軸線的方向上移動。在所述解決方案中，例如通過調(diào)節(jié)爐排上方的還原區(qū)中的碳層的厚度，處理效率能夠通過在燃料行進(jìn)方向上移動爐排1、2而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0012]通過將下部爐排2繞其旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在上部爐排保持定位的同時，實現(xiàn)了更好的除灰，防止了形成不利于氣體通過的堵塞，并且防止了未完全燒完的燃料通過爐排進(jìn)入。通過依據(jù)箭頭8而改變爐排環(huán)31、32之間的距離，所述處理的效率能夠得到提高并且氣體通過爐排的流動能夠得以調(diào)節(jié)。此外，爐排環(huán)的幾何形狀被設(shè)計為對處理是有利的。爐排環(huán)的橫截面例如可以是三角形、方形、平行四邊形、梯形或圓形。所述環(huán)的橫截面的幾何形狀還可以根據(jù)爐排側(cè)面(上部/下部爐排)而變化或者甚至按相同爐排中的環(huán)來變化。爐排部分相互移動可能使用不同顆粒大小的燃料以及對燃燒過程進(jìn)行優(yōu)化。
[0013]在圖1所示的氣體發(fā)生器的實施例中，向燃燒區(qū)進(jìn)行的供氧被布置為通過外殼外圍的邊緣噴嘴4以及中心管道6的氣化氣體噴嘴5來進(jìn)行。氣化氣體利用鼓風(fēng)機(jī)11通過邊緣噴嘴4以及利用鼓風(fēng)機(jī)15通過中心管道6的氣化氣體噴嘴5而被送入燃燒室。借助于所述氣化氣體饋送裝置，實現(xiàn)了燃燒區(qū)的表面積的增加以及到氣化燃燒區(qū)中的穩(wěn)定供氧，這在生物質(zhì)的氣化中特別重要，因為由于燃料的屬性，必須在燃燒室內(nèi)保持某個溫度范圍以實現(xiàn)成功氣化。通過改變中心管道6的噴嘴頭部的幾何形狀，可能對氣化氣體向反應(yīng)器中的流動進(jìn)行控制，同時可能對反應(yīng)器中的燃料流動進(jìn)行控制。中心管道6的噴嘴頭部被配置為在其縱向方向和/或橫向方向上移動和/或繞其縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)，由此燃燒區(qū)中的燃料的表面積以及燃燒區(qū)中的狀況能夠通過移動和/或旋轉(zhuǎn)中心管道6而進(jìn)行調(diào)節(jié)。以這種方式能夠提高處理效率。移動中心管道防止了穹拱效應(yīng)(arching)，并且在發(fā)生穹拱效應(yīng)的情況下，還能夠借助于其打開穹拱。中心管道6的旋轉(zhuǎn)和/或致動電機(jī)由附圖標(biāo)記13所標(biāo)記。在同向流動的過程中，產(chǎn)品氣體的排放從氣化爐下部通過出口 10進(jìn)行，并且在逆向流動過程中則從氣化爐的上部通過出口 3進(jìn)行。
[0014]在采用根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器的方法中，通過利用惰性氣體加壓的空間進(jìn)行燃料供應(yīng)，在這種情況下，燃料供應(yīng)將不會通過壓力變化和過度氧氣輸入而在燃燒過程中導(dǎo)致擾動。加壓還防止了產(chǎn)品氣體通過供應(yīng)空間而逸出氣化爐。通過將爐排部分1、2關(guān)于彼此和/或聯(lián)合地進(jìn)行移動，氣體通過爐排的流動和/或從爐排進(jìn)行除灰能夠被優(yōu)化和/或能夠防止尚未完全燒完的燃料通過爐排進(jìn)入。
【權(quán)利要求】
1.一種用于優(yōu)化氣體發(fā)生器的操作的方法，其中所述氣體發(fā)生器具有外殼部件(30)，處于所述外殼部件(30)上端為用于向所述外殼部件內(nèi)的燃料艙(14)供應(yīng)燃料的器件(12，20-22，20’-22’)，所述燃料由重力下降到爐排(1，2)上，在所述爐排上方的點形成燃燒區(qū)，用于向其供應(yīng)氣化氣體的器件(4，5)與之相結(jié)合地進(jìn)行布置，其特征在于所述方法中使用包括兩個同中心布置的第一(I)爐排部分和第二(2)爐排部分的爐排(1，2)，上述爐排部分中的至少一個爐排部分(2)能夠圍繞穿過聯(lián)合中心的旋轉(zhuǎn)軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并且所述爐排部分(1，2)能夠在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向彼此移動到它們的彼此互鎖位置，并且彼此遠(yuǎn)離，到部分或完全脫離所述互鎖位置的位置，并且在所述方法中，所述爐排部分(I, 2)關(guān)于彼此和/或聯(lián)合地進(jìn)行移動以對通過所述爐排的氣體流動進(jìn)行調(diào)整和/或從所述爐排除灰和/或防止尚未完全燒完的燃料通過所述爐排進(jìn)入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在所述方法中，通過將所述第一爐排部分(1)和所述第二爐排部分(2)繞所述旋轉(zhuǎn)軸線關(guān)于彼此轉(zhuǎn)動而增進(jìn)了除灰和/或防止堵塞形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在所述方法中，通過將所述爐排(1，2)作為整體在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向所述燃燒區(qū)或遠(yuǎn)離所述燃燒區(qū)移動而對所述爐排上方的減縮區(qū)中的碳層的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于在所述方法中，通過將所述爐排部分(1，2)在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向彼此或遠(yuǎn)離彼此移動而改變它們之間的距離而對通過所述爐排的氣體流動進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其特征在于在所述方法中，位于所述反應(yīng)器外圍的噴嘴(4)和/或位于所述燃燒室中心的中心噴嘴(5)被用于向所述燃燒區(qū)供應(yīng)氣化氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述中心噴嘴(5)位于在所述外殼的縱向方向上從上向下延伸的所述中心管道￠)的下端處，所述中心管道的噴嘴頭部被布置為在其縱向方向上和/或橫向方向上移動和/或繞其縱向中心軸線旋轉(zhuǎn)，并且在所述方法中，所述燃燒區(qū)中的所述燃料的表面積以及所述燃燒區(qū)中的狀況能夠通過移動和/或旋轉(zhuǎn)所述中心管道(6)而進(jìn)行調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)之前任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于所述燃料供應(yīng)器件包括布置在所述氣體發(fā)生器的上部之中的上部封閉裝置(20-22)和下部封閉裝置(20’-22’)，在它們之間形成了可封閉的燃料供應(yīng)空間(24)，由此當(dāng)所述下部封閉裝置被封閉時，燃料通過打開的上部封閉裝置供應(yīng)到所述空間之中，并且隨后所述上部封閉裝置被封閉并且惰性氣體在打開所述下部封閉裝置之前被送入所述空間中以對所述空間進(jìn)行加壓而允許所述燃料朝所述燃燒區(qū)下降。
8.一種氣體發(fā)生器，包括外殼部件(30),處于其上端為用于向所述外殼部件內(nèi)的燃料艙(14)供應(yīng)燃料的器件(12，20-22，20’-22’)，所述燃料通過重力下降到爐排上，在所述爐排上方的點形成燃燒區(qū)，用于向其供應(yīng)氣化氣體的器件與之相結(jié)合地進(jìn)行布置，其特征在于所述氣體發(fā)生器的所述爐排(1，2)包括兩個同中心地布置的第一(I)爐排部分和第二(2)爐排部分，爐排部分中的至少一個爐排部分(2)能夠圍繞穿過聯(lián)合中心的旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)動，并且所述爐排部分(1，2)能夠在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向彼此移動，到它們的彼此互鎖位置，并且彼此遠(yuǎn)離到部分或完全脫離所述互鎖位置的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣體發(fā)生器，其特征在于所述爐排被布置為作為整體在所述旋轉(zhuǎn)軸線的方向上朝向所述燃燒區(qū)或遠(yuǎn)離所述燃燒區(qū)移動以對所述爐排上方的所述減縮區(qū)中的碳層的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)從而對其進(jìn)行優(yōu)化。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的氣體發(fā)生器，其特征在于向燃燒室中進(jìn)行的氣化氣體供應(yīng)被布置為在位于所述反應(yīng)器的外圍的噴嘴(4)中和/或位于所述燃燒室的所述中心的中心噴嘴(5)中進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的氣體發(fā)生器，其特征在于所述燃料供應(yīng)器件包括布置在所述發(fā)生器的上部之中的上部封閉裝置(20-22)和下部封閉裝置(20’-22’)，在它們之間形成了封閉的燃料供應(yīng)空間(24)，在所述封閉的燃料供應(yīng)空間(24)中布置有用于在允許所述燃料朝所述燃燒區(qū)下降之前對所述空間進(jìn)行加壓的惰性氣體供應(yīng)器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的氣體發(fā)生器，其特征在于封閉裝置(20-22;20’ -22’)包括封閉所述燃料供應(yīng)空間(24)的封閉部分(21，21’)，所述封閉部分(21，21’)被配置為繞其旋轉(zhuǎn)軸線(23)轉(zhuǎn)動360°以釋放從所述供應(yīng)空間(24)到所述燃料艙(14)中的所述燃料的通路并且再次封閉所述供應(yīng)空間。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項所述的氣體發(fā)生器，其特征在于所述外殼部件內(nèi)部的所述燃料艙(14)具有直的壁部或者向下稍有加寬。
【文檔編號】F23H13/08GK104245898SQ201380010061
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年2月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月20日
【發(fā)明者】M·佩蒂拉, T·薩雷斯 申請人:勞特公司