三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，包括爐體、上隔板、下隔板、上爐橋、下爐橋、上氣室、下氣室、上燃燒室、下燃燒室、沉灰室、通氣管、導氣管、攪拌棒、螺旋送料管、點火口和燃氣出管。雙氣室是分別設在爐體上部和下部的兩個分氣室。雙風向是由設在上部的氣室和噴射嘴噴射出由上至下的垂直方向的氣流和由中心導氣管上下數(shù)層及四周安裝的數(shù)十支噴射嘴向四周噴射出的徑向氣流。雙爐橋是設在爐膛內(nèi)的雙層爐橋能使整個爐膛形成三級燃燒的模式。通過上述三雙結(jié)構，生物質(zhì)氣化率在提升了燃氣轉(zhuǎn)換效率的前提下，具有更為簡單結(jié)構，從而使得本生物質(zhì)燃氣爐的生產(chǎn)成本降低，性能提升。
【專利說明】三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及生物質(zhì)氣化爐【技術領域】，具體涉及一種三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐。
【背景技術】
[0002]生物質(zhì)氣化爐是將生物質(zhì)燃料如莖狀農(nóng)作物、花生殼、樹皮、鋸末以及固體廢棄物(糠醛渣、食用菌渣等)進行烘干、熱分解裂變、氧化、還原等反應后生產(chǎn)一氧化碳等可燃氣體，并供給諸如鍋爐等燃氣使用設備使用的裝置。對于生物質(zhì)氣化爐而言，其燃氣轉(zhuǎn)化率是其重要的性能參考指標之一，越高的燃氣轉(zhuǎn)化率意味著生物質(zhì)氣化爐的性能越好。因此，盡可能地提升生物質(zhì)氣化爐的燃氣轉(zhuǎn)換效率是目前生物質(zhì)氣化爐研發(fā)領域所不斷追尋的重要目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種結(jié)構簡單、且生物質(zhì)燃氣轉(zhuǎn)化率高的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，主要由爐體、上隔板、下隔板、上爐橋、下爐橋、上氣室、下氣室、上燃燒室、下燃燒室、沉灰室、通氣管、導氣管、攪拌棒、螺旋送料管、點火口和燃氣出管組成；所述爐體呈中空密封狀，上隔板、上爐橋、下爐橋和下隔板自上而下水平橫置于爐體的內(nèi)腔中，并將爐體的內(nèi)腔自上而下分隔為上氣室、上燃燒室、下燃燒室、沉灰室和下氣室這5個腔體；分隔上氣室和上燃燒室的上隔板的下部設有多個朝向上燃燒室的軸向噴嘴；分隔上燃燒室和下燃燒室的上爐橋上開設有多個排灰孔；分隔下燃燒室和沉灰室的下爐橋上開設有多個排氣孔；分隔沉灰室和下氣室的下隔板為密封板；下氣室上設有空氣入口，該空氣入口通過鼓風機與外`部大氣相通；通氣管的下端與下氣室相通，通氣管的上端連接上氣室相通；導氣管的下端與下氣室相通，導氣管的上端則依次穿過沉灰室和下燃燒室后延伸至上燃燒室內(nèi)；上述導氣管上段部即導氣管中處于下燃燒室和上燃燒室內(nèi)的部分的側(cè)壁上開設有多個徑向噴嘴；螺旋送料管的首端連接外部供料口，螺旋送料管的尾端伸入上燃燒室內(nèi)；攪拌棒橫向懸置在上燃燒室內(nèi)，攪拌棒的一端與螺旋送料管的尾端相連，攪拌棒的另一端為自由端；點火口開設在上燃燒室的側(cè)壁上；燃氣出管的一端與沉灰室相通，燃氣出管的另一端與外部燃氣使用設備的燃料入口相通。
[0006]上述方案中，所述爐體的上部設有安全閥。
[0007]上述方案中，所述生物質(zhì)氣化爐還進一步包括有排焦油管，該排焦油管的下端伸入上燃燒室內(nèi)，排焦油管的上端貫穿過上氣室后與外部大氣相通，排焦油管的出口端設有閥門。
[0008]上述方案中，所述下氣室上還開設有與外部燃氣使用設備的空氣入口相通的增氧□。
[0009]上述方案中，所述攪拌棒由長條柱狀的轉(zhuǎn)軸以及設置在轉(zhuǎn)軸的側(cè)壁上且沿轉(zhuǎn)軸的徑向向外延伸的攪拌葉片構成；上述轉(zhuǎn)軸的一端連接在螺旋送料管的尾端，轉(zhuǎn)軸的另一端形成自由端。
[0010]上述方案中，多個軸向噴嘴在上隔板的下部呈環(huán)狀排列。
[0011]上述方案中，多個軸向噴嘴垂直向下設置在上隔板的下部。
[0012]上述方案中，所述導氣管位于爐體的中央，多個徑向噴嘴為分多層水平固定在導氣管的側(cè)壁上，處于同一層即同一水平面上的多個徑向噴嘴以導氣管的軸線為中心，并沿導氣管的徑向延伸呈放射狀分布。
[0013]上述方案中，所述通氣管位于爐體內(nèi)或爐缽外。
[0014]上述方案中，上爐橋上的排灰孔的孔徑和排布密度大于下爐橋的排氣孔孔徑和排布密度。[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明創(chuàng)新的采用了“三雙”結(jié)構來構造生物質(zhì)氣化爐，其中“雙氣室”是指分別設在爐體上部和下部的兩個分氣室?！半p風向”是指由設在上部的氣室和噴射嘴噴射出由上至下的垂直方向的氣流和由中心導氣管上下數(shù)層及四周安裝的數(shù)十支噴射嘴向四周噴射出的徑向氣流。“雙爐橋”是指設在爐膛內(nèi)的雙層爐橋能使整個爐膛形成三級燃燒的模式。通過上述“三雙”結(jié)構的生物質(zhì)氣化率在提升了燃氣轉(zhuǎn)換效率的前提下，具有更為簡單結(jié)構，從而使得本生物質(zhì)燃氣爐的生產(chǎn)成本降低、性能提升，使其能夠適用于更多種類和更為大型的燃料使用設備，為燃料使用設備提供更好燃料供給。此外，一體化的螺旋送料管和攪拌棒能夠使得本生物質(zhì)氣化爐能夠全天候自動化運行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為一種三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐的結(jié)構示意圖。
[0017]圖中標號:1、爐體；2、上隔板；3、上爐橋；4、下爐橋；5、上氣室；6、下氣室；7、上燃燒室；8、下燃燒室；9、通氣管；10、導氣管；11、攪拌棒；12、螺旋送料管；13、點火口 ；14、燃氣出管；15、軸向噴嘴；16、徑向噴嘴；17、排灰孔；18、排氣孔；19、安全閥；20、排焦油管；21、空氣入口 ；22、增氧口 ；23、沉灰室；24、下隔板。
【具體實施方式】
[0018]一種三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐如圖1所示，主要由爐體1、上隔板2、下隔板24、上爐橋3、下爐橋4、上氣室5、下氣室6、上燃燒室7、下燃燒室8、沉灰室23、通氣管9、導氣管
10、攪拌棒11、螺旋送料管12、點火口 13和燃氣出管14組成。所述爐體I呈中空密封狀，上隔板2、上爐橋3、下爐橋4和下隔板24自上而下水平橫置于爐體I的內(nèi)腔中，并將爐體I的內(nèi)腔自上而下分隔為上氣室5、上燃燒室7、下燃燒室8、沉灰室23和下氣室6這5個腔體。
[0019]分隔上氣室5和上燃燒室7的上隔板2的下部設有多個朝向上燃燒室7的軸向噴嘴15。這些軸向噴嘴15可以分散朝向上燃燒室7中的不同區(qū)域，也可匯聚朝向上燃燒室7的同一區(qū)域。由于考慮到原料大部分在上燃燒室7的上爐橋3處進行燃燒，因此在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，所述多個軸向噴嘴15垂直向下設置在上隔板2的下部，即從上氣室5中的空氣通過軸向噴嘴15垂直向下噴射至上燃燒室7內(nèi)。軸向噴嘴15可以任意排布在上隔板2的下部，也可采用規(guī)則的形式排布，如可以采用環(huán)形，矩陣型或線性排列。由于本生物質(zhì)氣化爐為柱狀結(jié)構，因此在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，所述多個軸向噴嘴15在上隔板2的下部呈環(huán)狀排列，即在上隔板2的下部分兩周安裝的數(shù)十支噴射嘴將加熱后的空氣垂直向下噴射。在將原料烘干、熱分解裂變、氧化、還原的同時，軸向噴嘴15能夠形成一條至上而下的氣流通道，使爐內(nèi)產(chǎn)生的燃氣從爐底順利的排出。此外，軸向噴嘴15垂直向下噴射空氣與導氣管10的徑向噴射控制還能更好的形成對流。
[0020]分隔上燃燒室7和下燃燒室8的上爐橋3上開設有多個排灰孔17。分隔下燃燒室
8和沉灰室23的下爐橋4上開設有多個排氣孔18。上爐橋3上的排灰孔17的孔徑和排布密度和下爐橋4的排氣孔18孔徑和排布密度相同,但在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，上爐橋3上的排灰孔17的孔徑和排布密度大于下爐橋4的排氣孔18孔徑和排布密度。雙層爐橋能將整個爐膛形成三級燃燒模式。點火口 13開設在上燃燒室7的側(cè)壁。燃氣出管14的一端與沉灰室23相通，燃氣出管14的另一端與外部燃氣使用設備的燃料入口相通。為了提高保溫效果，上燃燒室7、下燃燒室8和沉灰室23的外部側(cè)壁上設有保溫層。此外，上燃燒室7和下燃燒室8內(nèi)還設有電熱耦用于測量其內(nèi)部溫度。由于本生物質(zhì)氣化爐形成了三級燃燒模式，半干的原料含水率30%就可以進爐燃燒。隨原料進入的水份經(jīng)高溫燃燒產(chǎn)生水蒸氣和焦油在經(jīng)過第三級燃燒區(qū)時被裂解，氧氣助燃，氫氣則與燃氣一同排出，使輸出的可燃氣體中氫氣的含量增多，焦油的含量減少。
[0021]分隔沉灰室23和下氣室6的下隔板24為密封板。通氣管9的下端連接下氣室6，通氣管9的上端連接上氣室5，下氣室6和上氣室5經(jīng)由該通氣管9相連通。通氣管9的條數(shù)可以根據(jù)設計需求進行選擇，可以為I條、2條、甚至是多條。通氣管9的安裝方式可以全部設置在爐體I的內(nèi)部，此時通氣管9需要同時穿過下隔板24、下爐橋4和上爐橋3 ;也可以同時設置在爐體I的外部，直接連通下氣室6和上氣室5 ;還可以一部分設置在爐體I的內(nèi)部一部分設置在爐體I的外部。在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，選用I條通氣管9，并將該通氣管9設置在爐體I內(nèi)，從而使得通氣管9內(nèi)的空氣能夠保持在較高的溫度上，以確保空氣能夠順利地從下氣室6進入到上氣室5。導氣管10的下端與下氣室6相通，導氣管10的上端則依次穿過沉灰室23和下燃燒`室8后延伸至上燃燒室7內(nèi)。上述導氣管10上段部即導氣管10中處于下燃燒室8和上燃燒室7內(nèi)的部分的側(cè)壁上開設有多個徑向噴嘴16。為了能夠更好的形成噴射作用，提高爐體I內(nèi)部的空氣流動，在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，導氣管10位于爐體I的中央。多個徑向噴嘴16為分多層水平固定在導氣管10的側(cè)壁上，處于同一層即同一水平面上的多個徑向噴嘴16以導氣管10的軸線為中心，并沿導氣管10的徑向延伸呈放射狀分布。位于爐體I中心的導氣管10設在爐膛中央，在管壁四周分多層安裝的徑向噴嘴16，配合上氣室5的軸向噴嘴15，能均勻?qū)⒖諝獯档綘t膛的各部位，并順利的將所產(chǎn)生的可燃氣體吹出爐底向外輸送。
[0022]上氣室5具有保溫和加熱空氣的作用。下氣室6具有保溫、隔熱、儲氣、穩(wěn)壓和配氣的作用，主要是起加熱空氣的作用。為了能夠?qū)Ⅻc火產(chǎn)生的煙氣由上出口排出或?qū)⑵潼c燃，以免煙氣中含有的焦油影響燃氣出口和管道，所述生物質(zhì)氣化爐的上部還設有排焦油管20，該排焦油管20的下端伸入上燃燒室7內(nèi)，排焦油管20 口的上端貫穿過上氣室5后與外部相通，排焦油管(20)的出口端設有閥門來控制其關閉。點火時開啟閥門，點火啟動后則通過排焦油管20上設有的閥門將其關閉。而為了安全，所述爐體I的上部還設有安全閥19。所述下氣室6上開設有與外部空氣相通的空氣入口 21，該空氣入口 21通過鼓風機與外部大氣相通，通過鼓風機將外部空氣送入生物質(zhì)氣化爐內(nèi)，以提高其燃料的轉(zhuǎn)換率。此外，所述下氣室6內(nèi)還開設有與外部燃氣使用設備的空氣入口 21相通的增氧口 22。
[0023]螺旋送料管12的首端連接外部供料口，螺旋送料管12的尾端伸入上燃燒室7內(nèi)。攪拌棒11橫向懸置在上燃燒室7內(nèi)，攪拌棒11的一端與螺旋送料管12的尾端相連，攪拌棒11的另一端為自由端。一體化的螺旋送料管12和攪拌棒11能夠使得本生物質(zhì)氣化爐能夠全天候自動化運行。
[0024]在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，攪拌棒11由長條柱狀的轉(zhuǎn)軸以及設置在轉(zhuǎn)軸的側(cè)壁上且沿轉(zhuǎn)軸的徑向向外延伸的攪拌葉片構成。上述轉(zhuǎn)軸的一端連接在螺旋送料管12的尾端，轉(zhuǎn)軸的另一端形成自由端。進料采用螺旋桿擠壓使原料進入爐膛。由于原料是以較大的密度擠滿整個外管內(nèi)壁的橫截面向前推進，能有效的堵塞住爐膛內(nèi)的低壓氣體。螺旋推桿延伸至進料口對面的爐壁邊，延伸部分對稱安裝一定數(shù)量和長度的攪拌棒11，跟隨螺旋桿的轉(zhuǎn)動將爐膛里因干燥燃燒產(chǎn)生的水蒸氣和焦油造成的原料板結(jié)、拱凸等攪開破碎，落下燃燒區(qū)。
[0025]當原料經(jīng)螺旋送料管12進入到已經(jīng)點火預熱的爐膛上方時，由上部的軸向噴嘴15射出的熱氣烘干并燃燒分解，未燒盡的原料、碳顆粒和小結(jié)塊落下并留在上爐橋3上面。中心的導氣管10上的徑向噴嘴16向四周射出的徑向空氣使其加氧繼續(xù)燃燒并形成800°C左右的高溫區(qū)，往下流動的氣體中所含的焦油經(jīng)過此區(qū)時會被燃燒分解。由于下爐橋4的排氣孔18和間隙很小只有上爐橋3排灰孔17的十分之一，經(jīng)二次燃燒后，在往下運行的氣流作用下而落下的細小碳粒、碳粉留在下爐橋4和上爐橋3底部之間，在數(shù)十支中心徑向噴嘴16射出的空氣增氧作用下再次燃燒，形成高溫碳層。流經(jīng)的氣體中焦油和水蒸氣再次燃燒裂解，二氧化碳則還原成一氧化碳C+H20=C0+H2C+C02=2C0。生成的灰份和可燃氣體通過下爐橋4進入爐底的沉灰室23，并在氣流的作用下由燃氣出管14排出至除塵器或鍋爐、爐頭燃燒，火焰呈淡橙黃色，用直徑350_的爐頭燃燒，火焰頂尖可到達2米高。由此形成了本生物質(zhì)氣化爐的三級燃燒模`式。
【權利要求】
1.三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:主要由爐體(1)、上隔板(2)、下隔板(24)、上爐橋(3)、下爐橋(4)、上氣室(5)、下氣室(6)、上燃燒室(7)、下燃燒室(8)、沉灰室(23)、通氣管(9)、導氣管(10)、攪拌棒(11)、螺旋送料管(12)、點火口 (13)和燃氣出管(14)組成；所述爐體(1)呈中空密封狀，上隔板(2)、上爐橋(3)、下爐橋(4)和下隔板(24)自上而下水平橫置于爐體(1)的內(nèi)腔中，并將爐體(1)的內(nèi)腔自上而下分隔為上氣室(5)、上燃燒室(7)、下燃燒室(8)、沉灰室(23)和下氣室(6)這5個腔體；分隔上氣室(5)和上燃燒室(7)的上隔板⑵的下部設有多個朝向上燃燒室(7)的軸向噴嘴(15);分隔上燃燒室(7)和下燃燒室(8)的上爐橋(3)上開設有多個排灰孔(17);分隔下燃燒室(8)和沉灰室(23)的下爐橋(4)上開設有多個排氣孔(18);分隔沉灰室(23)和下氣室(6)的下隔板(24)為密封板；下氣室(6)上設有空氣入口(21)，該空氣入口(21)通過鼓風機與外部大氣相通；通氣管(9)的下端與下氣室(6)相通，通氣管(9)的上端連接上氣室(5)相通；導氣管(10)的下端與下氣室(6)相通，導氣管(10)的上端則依次穿過沉灰室(23)和下燃燒室(8)后延伸至上燃燒室(7)內(nèi)；上述導氣管(10)上段部即導氣管(10)中處于下燃燒室(8)和上燃燒室(7)內(nèi)的部分的側(cè)壁上開設有多個徑向噴嘴(16);螺旋送料管(12)的首端連接外部供料口，螺旋送料管(12)的尾端伸入上燃燒室(7)內(nèi)；攪拌棒(11)橫向懸置在上燃燒室(7)內(nèi)，該攪拌棒(11)的一端與螺旋送料管(12)的尾端相連，攪拌棒(11)的另一端為自由端；點火口(13)開設在上燃燒室(7)的側(cè)壁上；燃氣出管(14)的一端與沉灰室(23)相通，燃氣出管(14)的另一端與外部燃氣使用設備的燃料入口相通。
2.根據(jù)權利要求1所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:所述爐體(1)的上部設有安全閥(19)。
3.根據(jù)權利要求1所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:還包括有排焦油管`(20)，該排焦油管(20)的下端伸入上燃燒室(7)內(nèi)，排焦油管(20)的上端貫穿過上氣室(5)后與外部大氣相通，排焦油管(20)的出口端設有閥門。
4.根據(jù)權利要求1所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:所述下氣室(6)上還開設有與外部燃氣使用設備的空氣入口(21)相通的增氧口(22)。
5.根據(jù)權利要求1所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:所述攪拌棒(11)由長條柱狀的轉(zhuǎn)軸以及設置在轉(zhuǎn)軸的側(cè)壁上且沿轉(zhuǎn)軸的徑向向外延伸的攪拌葉片構成；上述轉(zhuǎn)軸的一端連接在螺旋送料管(12)的尾端，轉(zhuǎn)軸的另一端形成自由端。
6.根據(jù)權利要求1所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:多個軸向噴嘴(15)在上隔板(2)的下部呈環(huán)狀排列。
7.根據(jù)權利要求6所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:多個軸向噴嘴(15)垂直向下設置在上隔板(2)的下部。
8.根據(jù)權利要求1所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:所述導氣管(10)位于爐體(1)的中央，多個徑向噴嘴(16)為分多層水平固定在導氣管(10)的側(cè)壁上，處于同一層即同一水平面上的多個徑向噴嘴(16)以導氣管(10)的軸線為中心，并沿導氣管(10)的徑向延伸呈放射狀分布。
9.根據(jù)權利要求1所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:所述通氣管(9)位于爐體⑴內(nèi)或爐體⑴外。
10.根據(jù)權利要求1所述的三雙結(jié)構的生物質(zhì)氣化爐，其特征在于:上爐橋(3)上的排灰孔(17)的孔徑和排布密 度大于下爐橋(4)的排氣孔(18)孔徑和排布密度。
【文檔編號】C10J3/84GK103497783SQ201310505015
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權日:2013年10月24日
【發(fā)明者】謝小民, 謝微 申請人:謝薇