專利名稱：一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)制氣領(lǐng)域，具體為一種以秸稈、柴草、生產(chǎn)生活垃圾等生物質(zhì)為原料的高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
公知，生物質(zhì)氣化爐結(jié)構(gòu)形式多種多樣，大都包括氣化室、灰渣室以及位于灰渣室下方的點火排渣口，使用時將切碎的玉米等生物質(zhì)放入氣化室內(nèi)，關(guān)閉密封蓋后點火，用鼓風機向爐底吹風，使爐內(nèi)的生物質(zhì)在缺氧的狀態(tài)下進行氣化反應(yīng)，產(chǎn)生可燃性生物質(zhì)氣體。對于生物質(zhì)氣化爐而言，氣化反應(yīng)的連續(xù)穩(wěn)定性是至關(guān)重要的，影響氣化反應(yīng)的因素錯綜復雜，實際運行中，氣化反應(yīng)總是向不穩(wěn)定方向發(fā)展，，如果氣化反應(yīng)不穩(wěn)定，在用氣過程中就會隨時出現(xiàn)脫火、熄火現(xiàn)象。由于現(xiàn)有氣化爐爐底送風時供風不均勻，造成引火溫度不均勻，在氣化過程中，原料消耗不均勻，常常會出現(xiàn)局部過燒，出現(xiàn)穿孔、空洞、架橋等不良現(xiàn)象，并迅速破壞氣化穩(wěn)定條件，使得制氣時間大大縮短，制氣不均勻，熱量低。
此外，在上述生物質(zhì)氣化過程中常常會產(chǎn)生大量焦油和廢水，降低了氣化效率和熱利用率，而且可燃性生4勿質(zhì)氣體中也夾雜灰分、木醋液、木焦油和廢水等雜質(zhì)，當進入供氣管道并在燃氣灶灶頭燃燒后，長時間會產(chǎn)生積存、結(jié)焦，甚至回流至供氣管道，繼而阻塞供氣管道，造成可燃氣體通行不暢，燃燒不穩(wěn)定，往往發(fā)生點不著火，清理起來也比較費時費力，而且這種不純的燃氣燃燒后產(chǎn)生的煙氣比較嗆人，污染空氣，現(xiàn)有大多數(shù)生物質(zhì)氣化爐均沒有配套的燃氣凈化裝置，使其大規(guī)模的推廣使用受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有生物質(zhì)氣化裝置由于結(jié)構(gòu)不合理存在制氣時間短、制氣不均勻以及得到的燃氣純度較低、熱利用率低、污染空氣等問題，提供一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的 一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，包括制氣裝置和燃氣凈化裝置，其中制氣裝置包含爐體，爐體內(nèi)設(shè)有氣化室，爐體頂部設(shè)有與氣化室連通的進料口和燃氣出口，進料口上設(shè)有密封蓋，爐體底部有灰渣室，灰渣室下方為點火排渣口，本發(fā)明的創(chuàng)新點在于爐體底部還設(shè)有颶風器，該颶風器包含與爐體密封連接的外筒，以及套接在外筒內(nèi)并且作為灰渣室的內(nèi)筒，外筒與內(nèi)筒之間形成環(huán)形颶風腔；內(nèi)筒頂部周圈間隔設(shè)有位于颶風腔內(nèi)、且外緣高于內(nèi)筒的颶風片，各颶風片整體呈螺旋狀；颶風片上方、且位于外筒內(nèi)周圈設(shè)有擋風板，擋風板與颶風片之間形成颶風間隙；環(huán)形颶風腔上連接有與空氣壓縮機連通的空氣進氣管。采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在生物質(zhì)氣化過程中，由空氣壓縮機提供的帶有一定壓力的風經(jīng)空氣進氣管進入颶風器，風先進入環(huán)形颶風腔內(nèi)，然后沿著每一颶風片與擋風板所形成的颶風間隙進入內(nèi)筒，由于整個颶風片呈螺旋狀，所以風圍繞著颶風片進入內(nèi)筒后均勻盤旋上升并進入氣化室內(nèi)，這樣，由空氣壓縮機送來的風經(jīng)颶風器后有一個可以回旋的空間，防止了因供氧不均而出現(xiàn)的局部過燒、直至燒穿孔的現(xiàn)象發(fā)生，保證了氣化的連續(xù)持久穩(wěn)定在3小時以上，而且產(chǎn)氣迅速。
為了進一步保證生物質(zhì)的氣化效果，確保制氣穩(wěn)定，所述的密封蓋上設(shè)有頂緊構(gòu)件，該頂緊構(gòu)件包含一端與爐體鉸接的頂緊環(huán)，頂緊環(huán)另一端設(shè)有將密封蓋與進料口壓緊的掛鉤，頂緊環(huán)頂部開有螺孔，螺孔內(nèi)貫穿設(shè)置與其相互配合的頂緊螺桿，密封蓋頂部固定有頂緊塊，頂緊螺桿下端活動伸入頂緊塊內(nèi)，頂緊螺桿上端設(shè)有旋轉(zhuǎn)手柄。該頂緊構(gòu)件用于密封進料口與密封蓋，操作簡單、可靠；與現(xiàn)有氣化爐一樣，所述的爐體外壁與氣化室之間設(shè)有水腔，爐體上、
下方分別開有與水腔相通的供熱出水口和供熱回水口，可充分利用氣化過程中產(chǎn)生的余熱，為人們供暖。
為了提高燃氣的純度及氣化效率，所述的燃氣凈化裝置包含其內(nèi)裝有水的燃氣凈化室，燃氣凈化室頂部設(shè)有燃氣入口，燃氣入口通過管道與氣化室頂部
的燃氣出口連通，燃氣入口下方設(shè)有伸入水內(nèi)的燃氣入口管道；燃氣凈化室內(nèi)架設(shè)有頂端開口的脫液凈化室一、全封閉的脫液凈化室二及脫液凈化室三，脫液凈化室一內(nèi)中上部填充有石英礦物質(zhì)層，下部為燃氣空腔一，脫液凈化室二中部填充有生物質(zhì)層，上、下方分別為燃氣空腔二和燃氣空腔三，脫液凈化室三中部填充有細密生物質(zhì)層，上、下方分別為燃氣空腔四和燃氣空腔五，燃氣空腔一通過管道與燃氣空腔二連通，燃氣空腔三通過管道與燃氣空腔五連通，燃氣空腔四與燃氣導出管連通；燃氣空腔一、燃氣空腔三和燃氣空腔五下方分別設(shè)有伸出燃氣凈化室的排污管道及排污闊。氣化室內(nèi)制得的夾帶雜質(zhì)的可燃氣體經(jīng)其上部的燃氣出口導出，依次經(jīng)管道、燃氣入口、燃氣入口管道進入燃氣凈化室內(nèi)的水中，分離掉大量木焦油、灰分和水蒸汽后(木焦油、灰分將會漂浮在水面上，可燃氣體中的水蒸汽將被冷凝)，可燃氣體上升至燃氣凈化室上部，進入頂端開口的脫液凈化室一內(nèi)，并在石英礦物質(zhì)層的作用下冷凝分離出木醋液后進入燃氣空腔一，然后通過管道進入脫液凈化室二的燃氣空腔二內(nèi)，可燃氣體在其內(nèi)部生物質(zhì)層的作用下分離出少量木焦油，再進入燃氣空腔三內(nèi)，最后可燃氣體通過管道進入脫液凈化室三下方的燃氣空腔五內(nèi)，經(jīng)過細密生物質(zhì)層進一步完全分離出微量木焦油和廢氣后上升至燃氣空腔四內(nèi)，成為純凈的可燃氣體，最終經(jīng)燃氣導出管導出。所述生物質(zhì)層及細密生物質(zhì)層可由稻草、 麥草、棉稈、玉米秸稈、高梁稈、稻殼等農(nóng)業(yè)廢棄物和木材廢物填充而成。
為了使進入水的可燃氣體均勻分散在水中，與水充分接觸，所述伸入水的 燃氣入口管道下端設(shè)有氣體分布器，該氣體分布器可采用多種結(jié)構(gòu)形式實現(xiàn)， 為現(xiàn)有公知產(chǎn)品。
所述的燃氣凈化室為圓柱形，燃氣入口設(shè)置在燃氣凈化室頂部中心，脫液 凈化室一、脫液凈化室二和脫液凈化室三以燃氣凈化室圓心為中心，呈等邊三 角形分布，這種結(jié)構(gòu)形式非常合理，大大縮小了凈化室的體積，減小了占地面 積。所述的燃氣導出管末端連有燃氣供氣管，燃氣供氣管末端連有儲氣罐，儲 氣罐底部設(shè)有排液閥。
利用農(nóng)村易得的生物質(zhì)，以農(nóng)業(yè)廢棄物和木材廢物作為原料，如稻草、麥 草、棉稈、玉米秸稈、高梁稈、稻殼、果殼、谷糠、樹枝、鋸末、刨花、雜草 等，在本發(fā)明所述制氣裝置的作用下，從根本上控制了因引火溫度不均和供風 (氧)不均帶來的局部過燒、空洞、穿孔現(xiàn)象，使氧化層、還原層物料受熱溫 度分布均勻、消耗均勻、原料能自然緩慢下落，保持氧化層、還原層、干餾裂
解層和干燥層的位置基本不上移，連續(xù)穩(wěn)定氣化時間為3小時以上，產(chǎn)氣啟動 時間較短，制氣穩(wěn)定；同時本發(fā)明在制氣裝置的基礎(chǔ)上增加了燃氣凈化裝置， 可分離出可燃氣體中的木焦油、木醋液、灰分及廢氣等雜質(zhì)，大大提高了燃氣 的純度，在用戶使用過程中減少了空氣污染，而且無味，熱效率較高，對設(shè)備 的損壞較少，總之本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，操作簡便，實用效果好，具有一定的推廣 價值和使用價值。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意3為颶風片的結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為圖1中燃氣凈化裝置的俯視圖
圖中l(wèi)-爐體；2-氣化室；3-進料口 ； 4-燃氣出口 ； 5-密封蓋；6-點火排渣 口； 7-外筒；8-內(nèi)筒；9-環(huán)形颶風腔；10-颶風片；ll-擋風板；12-颶風間隙；13-空氣壓縮機；14-空氣進氣管；15-頂緊環(huán)；16-掛鉤；17-螺孔；18-頂緊螺桿；19-頂緊塊；20-旋轉(zhuǎn)手柄；21-水腔；22-供熱出水口； 23-供熱回水口； 24-水；25-燃氣凈化室；26-燃氣入口； 27-燃氣入口管道；28-脫液凈化室一；29-脫液凈化 室二； 30-脫液凈化室三；31-石英礦物質(zhì)層；32-燃氣空腔一；33-生物質(zhì)層；34-燃氣空腔二； 35-燃氣空腔三；36-細密生物質(zhì)層；37-燃氣空腔四；38-燃氣空腔 五；39-燃氣導出管；40-排污管道；41-排污閥；42-氣體分布器；43-儲氣罐；44-排液閥；45-支架；46-燃氣灶；47-燃氣供氣管；48-控制閥。
具體實施例方式
如圖1所示， 一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，包括制氣裝置和燃氣 凈化裝置，其中制氣裝置包含爐體l，爐體內(nèi)設(shè)有氣化室2，爐體l外壁與氣化 室2之間設(shè)有水腔21，爐體上、下方分別開有與水腔相通的供熱出水口22和供 熱回水口23，爐體頂部設(shè)有與氣化室2連通的進料口3和燃氣出口4，進料口3 上設(shè)有密封蓋5，密封蓋5上設(shè)有頂緊構(gòu)件，該頂緊構(gòu)件包含一端與爐體1鉸接 的頂緊環(huán)15，頂緊環(huán)另一端設(shè)有將密封蓋5與進料口 3壓緊的掛鉤16，頂緊環(huán) 15頂部開有螺孔17，螺孔內(nèi)貫穿設(shè)置與其相互配合的頂緊螺桿18，密封蓋5頂 部固定有頂緊塊19，頂緊螺桿18下端活動伸入頂緊塊19內(nèi)，頂緊螺桿18上端 設(shè)有旋轉(zhuǎn)手柄20;爐體l底部有灰渣室，灰渣室下方為點火排渣口 6。
如圖2所示，爐體1底部還設(shè)有颶風器，該颶風器包含與爐體密封連接的外筒7，以及套接在外筒7內(nèi)并且作為灰渣室的內(nèi)筒8，外筒7與內(nèi)筒8之間形 成環(huán)形颶風腔9;如圖3所示，內(nèi)筒8頂部周圈間隔設(shè)有位于環(huán)形颶風腔9內(nèi)、 且外緣高于內(nèi)筒8的颶風片10，各颶風片整體呈螺旋狀；颶風片IO上方、且位 于外筒7內(nèi)周圈設(shè)有擋風板11，擋風板11與颶風片IO之間形成颶風間隙12; 環(huán)形颶風腔9上連接有與空氣壓縮機13連通的空氣進氣管14。
如圖1所示，燃氣凈化裝置包含其內(nèi)裝有水24的燃氣凈化室25，燃氣凈化 室頂部設(shè)有燃氣入口 26，燃氣入口通過管道與氣化室2頂部的燃氣出口 4連通， 燃氣入口 26下方設(shè)有伸入水內(nèi)的燃氣入口管道27，伸入水24的燃氣入口管道 27下端設(shè)有氣體分布器42;燃氣凈化室25內(nèi)架設(shè)有頂端開口的脫液凈化室一 28、全封閉的脫液凈化室二 29及脫液凈化室三30，如圖4所示，燃氣凈化室 25為圓柱形，燃氣入口 26設(shè)置在燃氣凈化室頂部中心，脫液凈化室一 28、脫 液凈化室二 29和脫液凈化室三30以燃氣凈化室圓心為中心，呈等邊三角形分 布；脫液凈化室一28內(nèi)中上部填充有石英礦物質(zhì)層31，下部為燃氣空腔一32， 脫液凈化室二 29中部填充有生物質(zhì)層33，上、下方分別為燃氣空腔二 34和燃 氣空腔三35，脫液凈化室三30中部填充有細密生物質(zhì)層36，上、下方分別為 燃氣空腔四37和燃氣空腔五38，燃氣空腔一 32通過管道與燃氣空腔二 34連通， 燃氣空腔三35通過管道與燃氣空腔五38連通，燃氣空腔四37與燃氣導出管39 連通；燃氣空腔一32、燃氣空腔三35和燃氣空腔五38下方分別設(shè)有伸出燃氣 凈化室的排污管道40及排污闊41。燃氣導出管39末端連有燃氣供氣管47，燃 氣供氣管47末端連有儲氣罐43，儲氣罐底部設(shè)有排液閥44，實際使用時，可 在燃氣供氣管上增設(shè)多個與燃氣灶連接的支氣管，儲氣罐上另設(shè)有輸氣管道和 控制閥48，以提供燃氣的其它用途。
如圖所示，上述結(jié)構(gòu)中，爐體下部、燃氣凈化室下部以及儲氣罐下部均設(shè)有支架。
具體使用時，將生物質(zhì)粉碎后，從氣化室上方的進料口裝入氣化室內(nèi)，蓋 上密封蓋，然后將頂緊環(huán)扣在密封蓋上方，利用其端部的掛鉤將密封蓋與進料 口緊扣，再轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)手柄，帶動頂緊螺桿向下運動直至頂緊塊內(nèi)，進一步將密 封蓋壓緊。接著在點火排渣口處點火，著火后空氣壓縮機將空氣通過空氣進氣 管送入，先經(jīng)過颶風器后均勻送入氣化室內(nèi)，物料在氣化室內(nèi)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生一 氧化碳、氫氣、甲烷等可燃氣體，剩余的灰分和殘渣則留在灰渣室，由點火排 渣口排出?？扇細怏w依次經(jīng)氣化室上方的燃氣出口、管道、燃氣凈化室頂部的 燃氣入口進入燃氣凈化室內(nèi)，并由燃氣入口管道及其末端的氣體分布器均勻分 散在水內(nèi)，分離掉大量木焦油、灰分及水蒸汽后，可燃氣體上升至燃氣凈化室 上部，進入頂端開口的脫液凈化室一內(nèi)，并在石英礦物質(zhì)層的作用下冷凝分離 出木醋液后進入燃氣空腔一，然后通過管道進入脫液凈化室二的燃氣空腔二內(nèi)， 可燃氣體在其內(nèi)部生物質(zhì)層的作用下分離出大部分木焦油，再進入燃氣空腔三 內(nèi)，最后可燃氣體通過管道進入脫液凈化室三下方的燃氣空腔五內(nèi)，經(jīng)過細密 生物質(zhì)層進一步完全分離出微量木焦油和廢水后上升至燃氣空腔四內(nèi)，成為純 凈無味的可燃氣體，最終經(jīng)燃氣導出管導出，而分離掉的木醋液、木焦油及廢 水沉積在燃氣空腔一、燃氣空腔三和燃氣空腔五內(nèi)，最后經(jīng)排污管道及排污閥 定期排放掉。凈化后的可燃氣體經(jīng)燃氣導出管導出后，可經(jīng)燃氣供氣管與燃氣 灶、儲氣罐連接。本發(fā)明所述供熱出水口、供熱回水口、水腔可與該申請人在
專利號為92108914.7的專利技術(shù)中公開的導向雙回路常壓采暖供熱設(shè)備配套使 用，其工作原理、工作過程在該專利中均有詳細記載，在此不作詳細說明。
權(quán)利要求
1、一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，包括制氣裝置和燃氣凈化裝置，其中制氣裝置包含爐體(1)，爐體內(nèi)設(shè)有氣化室(2)，爐體頂部設(shè)有與氣化室(2)連通的進料口(3)和燃氣出口(4)，進料口(3)上設(shè)有密封蓋(5)，爐體(1)底部有灰渣室，灰渣室下方為點火排渣口(6)，其特征是爐體(1)底部還設(shè)有颶風器，該颶風器包含與爐體密封連接的外筒(7)，以及套接在外筒(7)內(nèi)并且作為灰渣室的內(nèi)筒(8)，外筒(7)與內(nèi)筒(8)之間形成環(huán)形颶風腔(9)；內(nèi)筒(8)頂部周圈間隔設(shè)有位于環(huán)形颶風腔(9)內(nèi)、且外緣高于內(nèi)筒(8)的颶風片(10)，各颶風片整體呈螺旋狀；颶風片(10)上方、且位于外筒(7)內(nèi)周圈設(shè)有擋風板(11)，擋風板(11)與颶風片(10)之間形成颶風間隙(12)；環(huán)形颶風腔(9)上連接有與空氣壓縮機(13)連通的空氣進氣管(14)。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，其特征 是密封蓋(5)上設(shè)有頂緊構(gòu)件，該頂緊構(gòu)件包含一端與爐體(1)鉸接的頂緊 環(huán)(15)，頂緊環(huán)另一端設(shè)有將密封蓋(5)與進料口 (3)壓緊的掛鉤(16)， 頂緊環(huán)(15)頂部開有螺孔(17)，螺孔內(nèi)貫穿設(shè)置與其相互配合的頂緊螺桿 (18)，密封蓋(5)頂部固定有頂緊塊(19)，頂緊螺桿(18)下端活動伸入 頂緊塊(19)內(nèi)，頂緊螺桿(18)上端設(shè)有旋轉(zhuǎn)手柄(20)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，其特 征是爐體(1)外壁與氣化室(2)之間設(shè)有水腔(21)，爐體上、下方分別開有 與水腔相通的供熱出水口 (22)和供熱回水口 (23)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，其特征是 所述的燃氣凈化裝置包含其內(nèi)裝有水(24)的燃氣凈化室(25)，燃氣凈化室頂部設(shè)有燃氣入口 (26)，燃氣入口通過管道與氣化室(2)頂部的燃氣出口 (4) 連通，燃氣入口 (26)下方設(shè)有伸入水內(nèi)的燃氣入口管道(27);燃氣凈化室(25) 內(nèi)架設(shè)有頂端開口的脫液凈化室一 (28)、全封閉的脫液凈化室二 (29)及脫液 凈化室三(30)，脫液凈化室一 (28)內(nèi)中上部填充有石英礦物質(zhì)層(31)，下 部為燃氣空腔一 (32)，脫液凈化室二 (29)中部填充有生物質(zhì)層(33)，上、 下方分別為燃氣空腔二 (34)和燃氣空腔三(35)，脫液凈化室三(30)中部填 充有細密生物質(zhì)層(36)，上、下方分別為燃氣空腔四(37)和燃氣空腔五(38)， 燃氣空腔一 (32)通過管道與燃氣空腔二 (34)連通，燃氣空腔三(35)通過 管道與燃氣空腔五(38)連通，燃氣空腔四(37)與燃氣導出管(39)連通； 燃氣空腔一 (32)、燃氣空腔三(35)和燃氣空腔五(38)下方分別設(shè)有伸出燃 氣凈化室的排污管道(40)及排污閥(41)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，其特征是 伸入水(24)的燃氣入口管道(27)下端設(shè)有氣體分布器(42)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，其特征是 燃氣凈化室(25)為圓柱形，燃氣入口 (26)設(shè)置在燃氣凈化室頂部中心，脫 液凈化室一 (28)、脫液凈化室二 (29)和脫液凈化室三(30)以燃氣凈化室圓 心為中心，呈等邊三角形分布。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，其特征是 燃氣導出管(39)末端連有燃氣供氣管(47)，燃氣供氣管(47)末端連有儲氣 罐(43)，儲氣罐底部設(shè)有排液閥(44)。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物質(zhì)制氣領(lǐng)域，具體為一種高純度生物質(zhì)制氣供熱儲氣設(shè)備，解決現(xiàn)有氣化裝置存在制氣時間短、不均勻及燃氣純度較低等問題，制氣裝置包含爐體，爐體內(nèi)設(shè)有氣化室，頂部設(shè)有燃氣出口，底部設(shè)有颶風器，包含外筒、內(nèi)筒，兩者之間形成環(huán)形颶風腔；內(nèi)筒頂部設(shè)有颶風片，颶風片整體呈螺旋狀；外筒內(nèi)周圈設(shè)有擋風板，擋風板與颶風片之間形成颶風間隙；燃氣凈化裝置包含燃氣凈化室，頂部設(shè)有燃氣入口，燃氣入口與燃氣出口連通；燃氣凈化室內(nèi)架設(shè)有中上部填充有石英礦物質(zhì)層的脫液凈化室一、中部填充有生物質(zhì)層的脫液凈化室二及中部填充有細密生物質(zhì)層的脫液凈化室三。結(jié)構(gòu)合理，操作簡便，實用效果好，制氣穩(wěn)定、快速，無污染。
文檔編號C10J3/22GK101638589SQ20091007529
公開日2010年2月3日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月4日
發(fā)明者王文茂 申請人:王文茂