實用型秸稈氣化爐的製作方法

2023-05-01 13:24:56

專利名稱：實用型秸稈氣化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種利用農業廢棄物通過限氧燃燒熱解反應轉化為可燃氣體的氣化 爐。尤其是上吸式家用氣化爐。
背景技術：
目前，現有技術中的上吸式氣化爐因其結構簡單，造價低廉，秸稈資源廣泛，又因全球 性關注能源危機和因季節性焚燒秸稈等農業廢棄物所造成的大氣汙染問題，黨和國家非 常重視這項可再生能源的開發利用，鼓勵和倡導秸稈能源化，努力實現既節能又環保。 但由於現有技術中的氣化爐對秸稈乾燥度的要求過高，使用中又因無法掌握加料時機而 經常脫料熄火，加上焦油處理不清而堵塞管道，還常因爐內架空而斷火等諸多因素制約 了其推廣應用。 發明內容
為克服現有的氣化爐在使用輕質膨鬆秸稈燃料時因其密度不夠而產氣效果不佳，又 因無法掌握其加料時機而屢見脫料熄火，還因受陰雨潮溼氣候影響使秸稈中含水量過高 而無法正常熱解產氣的不足，本實用新型所採用的技術方案是在爐體上設置脫料探測 提示及排溼爐蓋系統，其主要有帶導柱的壓料塊和裝有磁場控制開關的提示器或蜂鳴器 以及排溼爐蓋部分組合而成；當壓料塊利用自重均勻的將爐內輕質膨鬆燃料自然壓實時 便增加了其密度也促進了及時落料，提高了產氣效果；隨著燃料的消耗，連接壓料塊的 導柱頂端裝有磁塊的部分跟隨下落到設定位置時就觸發了導套外的提示器，即可自動地 發出請加料提示或設定的語音；排溼爐蓋是上小下大呈圓錐形或圓弧形的，其底部周邊 插入爐體上口所設置的環形水槽中，當爐膛內正常燃燒時會產生高溫對其上部備用燃料 前赴後繼地進行烘烤，使其中的水分逐漸受熱而轉化成蒸汽不斷地向上揮發至爐蓋時(因 爐蓋與外界空氣接觸不斷散熱的因素而形成較大的溫差)突遇驟冷而凝結成水珠沿排溼 爐蓋的斜坡面下滑至環形水槽中，再從溢流管排出爐外，就這樣周而復始地只要爐內不脫料，永遠保持一定量的底料極限，對秸稈的含水量就沒有要求。
為了克服現有的氣化爐因其都是從爐體中上部導氣，燃氣中的焦油和水汽含量過高 的不足，本實用新型所採用的技術方案是燃氣多孔導出設置，經大量實驗發現在爐體 中上部輸出燃氣是比較簡單易行的常規做法，但焦油和水汽含量也是最高的，而在爐體 燃燒高溫區輸出燃氣雖然沒有焦油和水分，伹因爐內氣體得不到正常循環致使漸漸中斷 產氣，而採用所述的燃氣多孔導出設置方案卻是行之有效的，即分別在燃燒高溫區設置 -燃氣導出管(或孔)以及在爐體中上部(高溫區以上部位)再設置較小的約佔總量20% 的導出管(或孔)同時輸出就可不影響爐內燃燒循環，能保持穩定正常產氣的效果，又
可獲得佔總量80%的不含焦油和水分的燃氣。
為了克服現有的氣化爐因其淨化器都是固定在爐體上一次性焊牢的，無法拆卸和疏
通的，日久就會造成堵塞而失去功效的不足，本實用新型所採用的技術方案是外置式 可疏通型淨化器，它可以是一個獨立體，方便任意更換、拆卸、疏通清洗或與爐體安裝 連接，其設置了一大一小的兩個管道將爐內含焦油的燃氣和高溫區只含有灰份的無焦燃 氣分別同時導入其底部水面，通過水麵冷卻清洗後的燃氣再向上經吸附料乾式過濾後成 為潔淨燃氣由潔淨燃氣輸出口送至灶具。
為了克服現有的氣化爐因其進風不均勻而偏燒架空，又因無法及時驅除爐膛內的積 灰而導致其與焦油混合後在高溫的作用下逐漸形成塊狀焦炭，導致無法產氣而斷火的不 足，本實用新型所採用的技術方案是設置自動防斷火進風系統，其主要有進風分配室、 驅灰破炭頭、轉軸和軸承、渦輪、蝸杆、小電機和電子控制器、進風管和風機組成；進 風分配室為雙層圓柱形中空結構，上層小圓和下層大圓的周壁上分別均布有一排呈螺旋 角度的吹風孔，上層小圓分管爐膛中心部位供風，下層大圓分管爐膛中心以外的周邊部 分供風，並且呈旋風狀氣流，確保爐膛內全面均衡燃燒不再產生偏燒架空現象；驅灰破
炭頭可以設置成對應的兩個也可以是多個，或製成方向盤形的，可以固定在進風分配器 上成為一體化旋轉的，也可以分體單獨靠轉軸帶動旋轉，在爐外電子控制器的操縱下靠 小電機的動力帶動轉軸驅使驅灰破炭頭旋轉進行自動驅趕灰分併集中至儲灰罐，及時破 碎即將形成的焦炭，確保了連續產氣，實現了永不斷火的效果。
為了克服現有的氣化爐因採用普通薄鋼板製作爐膛，在長期的燃燒高溫環境下很快氧化剝層，直至穿孔報廢的不足，本實用新型所採用的技術方案是設置採用耐火澆注 料製作爐膛也可以選用耐磨澆注料製作，或用高鋁以及碳化矽耐火材料預製成成型爐膛， 以此解決氣化爐的爐膛極易鏽蝕而提前報廢的問題，真正滿足氣化爐產品能連續使用十 年以上的設計效果。
本實用新型的有益效果是能夠自動提示加料，再也不會因無法掌握加料時機而經常 脫料熄火了；具備自動排溼功能，對秸稈燃料的乾濕度不再有嚴格要求，即使陰雨季節 和潮溼地區也適合推廣使用了；通過利用壓料塊的自重對爐內燃料的自然壓實，便簡易 地增加了輕質膨鬆燃料的密度，提高了產氣效果，從而可使用的燃料來源更廣了；自從 發現並利用燃氣多孔導出設置後，燃氣中的焦油和水汽含量只有通常的20%，這相當於 為氣化爐的推廣應用架設了一路綠燈；有了外置式可疏通型淨化器，氣化爐的使用效果 提高，故障率降低，用戶可自己動手維護保養了，給用戶帶來了方便和實用。通過設置 自動防斷火進風系統，徹底解決了阻礙氣化爐發展的技術瓶頸，從此再也不必提起因偏 燒架空而斷火，因難於清除結塊的焦炭而中斷產氣的問題了，只要按自動提示及時加料， 就可確保連續產氣永不斷火，而且因燃燒區經常攪拌而促進了燃料的燃燒更加充分，產 氣效果提高，無須人工掏灰，只要每月打開一次儲灰罐口蓋就會自行滑出；設置採用耐 火澆注料替代普通鋼板製作爐膛，既能對爐膛內起到保溫作用，有利於提高氣化效果， 更重要的是延長了氣化爐使用壽命；通過改進，實用型秸稈氣化爐己經趨於成熟，適合 節能減排和社會主義新農村建設中的推廣應用。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的主視剖面構造圖。
圖2是本實用新型所述的自動防斷火進風系統中的核心部件——進風分配室和驅灰 破炭頭的組合裝置示意圖。
圖1中l.排煙閥，2.導套，3厲示器，4.磁塊，5.排溼爐蓋，6.環形水槽，7.爐體， 8.導柱，9.壓料塊，IO.耐火澆注料爐膛，ll.驅灰破炭頭，12.進風分配室，13.儲灰罐，14. 小電機，15.蝸杆，16.渦輪，17.轉軸，18.進風管，19.風機，20.排汙口， 21.溢流管，22. 高溫燃氣導出口， 23.快速接頭，24.高溫燃氣導向管，25.含焦燃氣導出口， 26.快速接頭，27.外置式可疏通型淨化器，28.疏通口蓋，29.網孔板，30.乾式過濾吸附料，3U吉淨燃氣 輸出口， 32.操作蓋，33.溢流管，圖2中34.螺旋式進風孔，35.驅灰破炭齒，ll.驅灰破炭 頭，12.進風分配室。
具體實施方式
在
圖1中，圓柱形爐體(7)的上部設置有上小下大的呈一定坡度的圓錐形排溼爐蓋 (5)，其底部周邊插入設置於爐口周圍的環形水槽(6)中，環形水槽的一側安裝有溢流 管(33)，排溼爐蓋(5)的中心向上裝有稍粗的導套(2)可兼作排氣管，其上部可設置 排氣閥(1)下部可按需要設定的高度固定內置磁場控制開關的提示器(3)，導套內置有 連接壓料塊(9)的較細的導柱(8),其頂端嵌入磁塊(4)，導套與導柱間應留有間隙以 利排氣，爐體下部連接耐火澆注料爐膛(10)，耐火澆注料爐膛內底部置有進風分配室(12) 和驅灰破炭頭(11)的組合裝置，其依靠轉軸(17)穿過爐底連接至蝸輪(16)和蝸杆 (15)及小電機和電子控制器(14)，有電子控制器控制其在焦炭尚未形成前就及時旋轉 進行驅灰破炭和攪拌，由此保障爐膛內無積灰、無結塊焦炭且燃燒更充分，產氣效果更 好，風機(19)通過進風管(18)穿過爐底將空氣送入進風分配室(12);爐體(7)上 應設置較小的含焦燃氣導出口 (25)將爐內燃氣導向外置式可疏通型淨化器(27)底部 的水面，耐火澆注料爐膛(10)的位置也應設置較大的高溫燃氣導出口 (22)連接高溫 燃氣導向管(24)將爐膛內的高溫燃氣同時輸向淨化器底部的水面進行冷卻清洗；外置 式可疏通型淨化器(27)的底部應正常保持一定量的清水，其水位高度可以通過設置溢 流管(21)進行調節，其底部還應留有便於清理疏通和換水用的排汙口 (20)，其上部設 置有可取出的網孔板(29)，網孔板上可放置乾式過濾吸附料用於吸附燃氣中的水蒸氣及 雜質，上口還應設置潔淨燃氣輸出口 (31)便於將潔淨燃氣送往灶具供日常使用；外置 式可疏通型淨化器的頂端設置有操作蓋(32)和與爐體相連接的快速接頭(26)和(23)， 當需要疏通時揭開操作蓋(32)取出乾式過濾吸附料(30)後擰開疏通口蓋(28)即可 用鋼筋或鐵絲疏通管道，還可以鬆開快速接頭(26)和(23)後從其接口處向左右管道 內進行疏通清理，必要時可將排汙口 (20)打開後用清水從上端操作蓋口倒入衝洗。
權利要求1. 實用型秸稈氣化爐，包括現有技術中上吸式家用氣化爐的爐體、排氣閥、環形水槽、淨化器，其特徵是爐體上設置有脫料探測提示及排溼爐蓋系統、燃氣多孔導出設置、外置式可疏通型淨化器、自動防斷火進風系統、澆注料爐膛。
2. 根據權利要求1所述的實用型秸稈氣化爐，其特徵是脫料探測提示及排溼爐蓋系統 的排溼爐蓋部分應是上小下大呈圓錐形或圓弧形的也可是稜形的，具有一定坡面的，可 冷凝收集爐內潮溼燃料因受熱蒸發上升的水汽並沿斜坡面下滑至其底部周邊水槽內的。
3. 根據權利要求1所述的實用型秸稈氣化爐，其特徵是脫料探測提示及排溼爐蓋系統 的排溼爐蓋中心向上設置有導套和內置導柱向下連接至壓料塊的，是利用壓料塊自重在 將輕質膨鬆的燃料自然壓實的同時實施探測所設定的爐內燃料餘量極限的，導套外固定 有內置磁場控制開關的提示器或蜂鳴器，導柱內頂端裝入了磁塊，在爐內燃料不足時可 自動發出提示音的。
4. 根據權利要求1所述的實用型秸稈氣化爐，其特徵是燃氣多孔導出設置應是在爐體 燃燒高溫區和燃燒高溫區以上部位分別設置一個或多個管或孔將爐內燃氣同時導出的。
5. 根據權利要求1所述的實用型秸稈氣化爐，其特徵是外置式可疏通型淨化器是設置兩個或兩個以上的管道將爐內輸出的含焦油和灰分的燃氣分別導入淨化器的；淨化器中上部同時還設置有便於更換的乾式過濾吸附料的，輸氣管接頭可以拆裝能與爐體輕易離 合以便更換或疏通清洗的燃氣淨化裝置。
6. 根據權利要求1所述的實用型秸稈氣化爐，其特徵是自動防斷火進風系統應是將其 中的進風分配室和驅灰破炭頭的組合裝置設置於爐膛燃燒高溫區的，在電子控制器的操 縱下依靠爐外小電機的動力通過從爐體底部穿進爐膛的轉軸的驅動下旋轉的，用於自動驅灰破炭和進風的聯合裝置；進風分配室與驅灰破炭頭可以組合為一體的，也可將進風 分配室固定於底部，把驅灰破炭頭設置其頂面上，通過轉軸的驅動實施旋轉；還可以將 進風分配室設於爐膛周壁以外形成環形風道通過進風管或進風孔向爐內供風的，驅灰破 炭頭也可改變形狀後設置於爐膛底部燃燒高溫區單獨旋轉的。
7. 根據權利要求l所述的實用型秸稈氣化爐，其特徵是澆注料爐膛應是在爐體內燃燒高溫區的周壁和底部採用耐火澆注料或耐磨澆注料製作成的爐膛。
專利摘要實用型秸稈氣化爐。是一種利用農業廢棄物通過限氧燃燒熱解反應轉化為可燃氣體的上吸式家用氣化爐。本實用新型通過設置脫料探測提示及排溼爐蓋系統，增加了爐內燃料的密度，提高了產氣效果，且能自動提示加料而不再脫料熄火，對秸稈含水量沒有要求；通過燃氣多孔導出設置，可獲得佔總量80％的不含焦油和水分的燃氣；為方便拆卸、疏通或更換，本實用新型設置了外置式可疏通型淨化器；通過設置自動防斷火進風系統，保證了爐膛內全面均衡燃燒不再偏燒架空，且能及時破碎即將形成的焦炭，確保了連續產氣，實現了永不斷火的效果；為解決現有氣化爐採用普通鋼板製作爐膛，在長期的燃燒高溫環境下容易氧化剝層以致穿孔的不足，本實用新型採用了耐火澆注料製作爐膛，延長了氣化爐的使用壽命。
文檔編號F24B1/14GK201281363SQ20082013185
公開日2009年7月29日 申請日期2008年8月10日 優先權日2008年8月10日
發明者桀 沈 申請人:桀 沈