專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特指一種發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置。
背景技術(shù)：
在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)部分廢氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recycle，簡(jiǎn)稱EGR)是一種成熟的技術(shù)，已在國(guó)內(nèi)外許多機(jī)型上采用以降低其NOx排放。在中等負(fù)荷時(shí)EGR率可大些，在大負(fù)荷時(shí)為保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性，EGR率應(yīng)少些，在怠速時(shí)，為使發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒穩(wěn)定，應(yīng)不采用EGR。采用適當(dāng)?shù)腅GR率在顯著降低NOx排放的同時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性無(wú)大的影響。
在生物質(zhì)氣化領(lǐng)域，固定床氣化方式一般采用空氣為氣化劑，不論是上吸式、下吸式或是平吸式的氣流方式，都有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、可以實(shí)現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等特點(diǎn)，但是生物質(zhì)燃?xì)庵薪褂秃扛?，氣化效率較低。生物質(zhì)氣化過程中溫度是影響氣化效果的最主要的因素，溫度升高，氣化效率增加，焦油的含量降低。國(guó)外采用多級(jí)氣化技術(shù)，以提高生物質(zhì)氣化效率及降低焦油含量，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，能耗較高。
羅福強(qiáng)，梁昱，湯東等人在“生物制氣-柴油發(fā)動(dòng)機(jī)放熱規(guī)律的影響因素”，江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)2005，vol26(3)209-212)，提出目前利用氣化爐熱解氣化各種農(nóng)林廢棄的生物質(zhì)，如秸桿、稻殼、果殼、玉米芯棒、木屑等，產(chǎn)生可燃生物質(zhì)氣，該氣體經(jīng)冷卻濾清后，作為雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的主要燃料，同時(shí)將柴油噴入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)，利用柴油經(jīng)壓縮后的自燃來(lái)引燃生物質(zhì)燃?xì)?，為發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。但未實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)利用。
在生物質(zhì)燃?xì)夂筒裼碗p燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際應(yīng)用中尚未出現(xiàn)結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)部分廢氣再循環(huán)，并利用高溫廢氣的熱量提高氣化爐中生物質(zhì)氣化的溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置，其采用發(fā)動(dòng)機(jī)部分廢氣再循環(huán)，通入生物質(zhì)氣化爐，提高生物質(zhì)氣化效率并降低可燃?xì)怏w中的焦油含量，同時(shí)可降低生物質(zhì)燃?xì)夂筒裼碗p燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的污染物排放。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為本實(shí)用新型所述裝置包括氣化爐，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣分叉管道，經(jīng)漸縮管和位于管道上的廢氣再循環(huán)控制閥與氣化爐周向進(jìn)氣道相連；將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒排放出的有一定壓力的部分高溫廢氣通過分叉的排氣管道引向氣化爐的進(jìn)氣口，通過廢氣再循環(huán)控制閥將一定量的廢氣采用漸縮管用射流的方式將高溫廢氣與新鮮空氣一起流入氣化爐周向進(jìn)氣道，將高溫廢氣與新鮮空氣的混合氣體通入生物質(zhì)氣化爐燃燒室，利用高溫廢氣所攜帶的熱量來(lái)提高生物質(zhì)的氣化溫度，以此來(lái)增加氣化效率，降低可燃?xì)怏w中的焦油含量，同時(shí)降低雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放。
同時(shí)生物質(zhì)氣化爐的燃?xì)獬隹谂c冷卻器、濾清器依次相連，再經(jīng)生物質(zhì)燃?xì)夥€(wěn)壓箱與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸相連。
其利用生物質(zhì)氣化爐氣化農(nóng)林廢棄生物質(zhì)，產(chǎn)生可燃生物質(zhì)氣體，生物質(zhì)燃?xì)饨?jīng)過冷卻濾清滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的使用要求后在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣行程吸入氣缸，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)噴入少量的柴油，通過柴油的燃燒來(lái)引燃生物質(zhì)燃?xì)?，使發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行，提供的動(dòng)力可用以發(fā)電或帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備等。通過廢氣再循環(huán)控制閥的控制，將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后排放出的部分廢氣通過排氣分叉管道經(jīng)縮口管以射流的方式與新鮮空氣一起引入氣化爐。該套裝置實(shí)現(xiàn)了以農(nóng)林廢棄生物質(zhì)和柴油為能源，以發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能或發(fā)電機(jī)電力為輸出，同時(shí)改善了傳統(tǒng)氣化爐氣化效率低，焦油含量高的缺點(diǎn)，并降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型采用發(fā)動(dòng)機(jī)部分廢氣通入氣化爐再循環(huán)，提高生物質(zhì)氣化溫度，增加氣化效率，降低可燃?xì)怏w中的焦油含量，同時(shí)降低雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放。生物質(zhì)氣化效率比傳統(tǒng)方式要提高20％，生物質(zhì)氣體中焦油的含量降低到傳統(tǒng)方式的10％以下。


圖1發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置動(dòng)力提供實(shí)施方案示意圖圖2發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化示意圖1生物質(zhì)氣化爐；2間壁式冷卻器；3一級(jí)濾清；4二級(jí)濾清；5生物質(zhì)燃?xì)夥€(wěn)壓箱；6生物質(zhì)燃?xì)饪刂崎y；7空氣控制閥；8空氣穩(wěn)壓箱；9雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)；10發(fā)電機(jī)或動(dòng)力輸出設(shè)備；11廢氣再循環(huán)控制閥；12排氣分叉管；13漸縮管；14發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣；15新鮮空氣；16氣化爐周向氣道；17氣化爐燃燒室
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠的下吸式生物質(zhì)氣化爐1將生物質(zhì)氣化，經(jīng)過間壁式冷卻器2將高溫生物質(zhì)燃?xì)饫鋮s，經(jīng)過旋流式濾清器3、4兩級(jí)旋流濾清除去灰份和焦油等雜質(zhì)，進(jìn)入生物質(zhì)燃?xì)夥€(wěn)壓箱5，生物質(zhì)燃?xì)饬髁靠刂崎y6控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)饬俊?br> 本實(shí)用新型所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置如圖2所示，其設(shè)有雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣分叉管道12，經(jīng)漸縮管13和位于管道上的廢氣再循環(huán)控制閥11與氣化爐周向進(jìn)氣道16相連；將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒排放出的有一定壓力的部分高溫廢氣14通過分叉的排氣管道12，經(jīng)位于排氣管道上的廢氣再循環(huán)控制閥11控制，采用漸縮管口13用射流的方式將高溫廢氣與新鮮空氣15一起流入氣化爐周向進(jìn)氣道16，再將高溫廢氣與新鮮空氣的混合氣體通入生物質(zhì)氣化爐燃燒室17，利用高溫廢氣所攜帶的熱量來(lái)提高生物質(zhì)的氣化溫度，以此來(lái)增加氣化效率，降低可燃?xì)怏w中的焦油含量，同時(shí)降低雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放。
工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣過程中活塞下行，氣缸內(nèi)體積增加，壓力降低，產(chǎn)生進(jìn)氣負(fù)壓，可將新鮮空氣吸入氣缸。因此，生物質(zhì)氣發(fā)動(dòng)機(jī)不需要用風(fēng)機(jī)來(lái)使氣化爐補(bǔ)充新鮮空氣，可直接利用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣負(fù)壓來(lái)吸入氣化爐中可燃?xì)怏w，并使氣化爐中有一定負(fù)壓，從而從氣化爐進(jìn)氣口處吸入新鮮空氣。該方案不需風(fēng)機(jī)輔助進(jìn)氣，提高了系統(tǒng)熱效率。生物質(zhì)在氣化爐熱解氣化后，采用冷卻及兩級(jí)旋流式過濾，使可燃?xì)怏w溫度降低，進(jìn)一步減少氣體中的焦油含量及顆粒含量，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)使用要求。在氣化爐與冷卻器之間不直接連接，而采用水密封方式連接，以免萬(wàn)一管路堵塞氣體壓力增加，氣體可從水密封或氣化爐安全閥處排出。
發(fā)動(dòng)機(jī)所需的新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器進(jìn)入空氣穩(wěn)壓箱8，由空氣控制閥7控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)新鮮空氣的流量。
發(fā)動(dòng)機(jī)9發(fā)出的動(dòng)力由動(dòng)力輸出裝置或發(fā)電機(jī)10輸出，排放的廢氣一部分從排氣管道排出，一部分通過排氣分叉管12、漸縮管13，由廢氣再循環(huán)控制閥11控制再循環(huán)廢氣量與新鮮空氣一起進(jìn)入生物質(zhì)氣化爐1。通過整套裝置完成了能源的轉(zhuǎn)換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的再循環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)部分廢氣通入氣化爐進(jìn)氣口，利用漸縮噴管將有一定壓力的高溫廢氣壓力能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，高速噴入氣化爐進(jìn)氣口，同時(shí)高速?gòu)U氣射流會(huì)卷吸新鮮空氣，一起被吸入氣化爐燃燒室內(nèi)。為使吸入氣化爐內(nèi)的氣體在氣化爐里均勻分布，通過氣化爐周向進(jìn)氣道使吸入的氣體在燃燒室四周流入氣化爐燃燒室。由于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度較高(一般為400℃～650℃)，部分發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣與新鮮空氣被吸入氣化爐內(nèi)，提高了生物質(zhì)氣化燃燒的溫度，從而使氣化爐效率提高，生物質(zhì)氣里的焦油含量降低。該方案與多級(jí)氣化提高氣化溫度，增加氣化效率相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的能量，能耗少，可進(jìn)一步提高系統(tǒng)的熱效率。
整套裝置可適用于中小產(chǎn)氣量的氣化爐，利用發(fā)動(dòng)機(jī)可產(chǎn)生電力或?yàn)闄C(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力，可根據(jù)實(shí)際需要選用適當(dāng)功率的發(fā)動(dòng)機(jī)和相應(yīng)產(chǎn)氣量的氣化爐。
權(quán)利要求1.發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置，包括生物質(zhì)氣化爐(1)，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(9)，其特征在于雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(9)的排氣分叉管(12)，經(jīng)漸縮管(13)和位于管道上的廢氣再循環(huán)控制閥(11)與生物質(zhì)氣化爐周向進(jìn)氣道(16)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置，其特征在于所述生物質(zhì)氣化爐(1)的燃?xì)獬隹谂c冷卻器、濾清器依次相連，再經(jīng)生物質(zhì)燃?xì)夥€(wěn)壓箱與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸相連。
專利摘要發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再循環(huán)生物質(zhì)氣化裝置，包括生物質(zhì)氣化爐(1)，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(9)，其特征在于雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)(9)的排氣分叉管(12)，經(jīng)漸縮管(13)和位于管道上的廢氣再循環(huán)控制閥(11)與生物質(zhì)氣化爐周向進(jìn)氣道(16)相連。由于采用發(fā)動(dòng)機(jī)部分廢氣通入氣化爐再循環(huán)，提高生物質(zhì)氣化溫度，增加氣化效率，降低可燃?xì)怏w中的焦油含量，同時(shí)降低雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的NO
文檔編號(hào)F02M21/02GK2811575SQ20052007376
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月20日
發(fā)明者羅福強(qiáng), 湯東, 梁昱, 李小華 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)