一種智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的製作方法

2023-10-30 23:15:40

本實用新型涉及生物質的處理利用領域，尤其涉及一種智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置。

背景技術：

隨著經濟和社會的發展，我們正面臨著巨大的能源與環境壓力。當今的能源主要來自礦物燃料，包括煤炭、石油、天燃氣等，礦物能源的應用推動了社會發明，但其資源卻在日益耗盡。並且，由於礦物能源的過量使用已引起了日益嚴重的環境問題，如全球氣候變暖、臭氧層破壞、生態圈失衡、有害物質排放、酸雨等自然災害。

為了解決這一問題，現有技術中有利用生物質氣化技術，產出可燃氣體，提供能源。生物質氣化是在一定的熱力學條件下，藉助於氣化介質，如空氣、氧氣或水蒸氣等的作用，使生物質的高聚物發生熱解、氧化、還原重整反應，最終轉化為CO、H2和低分子烴類等可燃氣體的過程。而生物質通過氣化技術可以產生生物質炭，生物質在低溫和缺氧(或無氧)條件下，脫除生物質原料中的水分以及部分氧、碳等成分，獲得以生物質炭為主要產品的加工過程。炭化時脫除其中大部分水分和少量揮發分是獲得高品質生物質炭的必要途徑。由於不同生物質原料含水率和組成結構等差異較大，這不僅影響生物質氣化後的產炭速度，而且影響生物質氣化後的炭質量。因而現有技術中的生物質氣化裝置，生物質氣化後的炭產率和生物質氣化後的炭品質難以保證等缺陷。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於克服現有技術中的缺點和不足，提供一種智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置，通過測定溫度判定質氣化的進程，精確控制炭粉的回收時間，提高炭粉的品質。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：一種智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置，包括一反應腔體、控制單元和動作驅動單元，所述反應腔體內設置有將反應腔體由上至下分隔為反應單元和炭粉回收單元的託板，所述託板連接於動作驅動單元；所述反應單元的腔體側壁設置有點火口和可燃氣出口；所述反應單元的腔體底部側壁設置有測溫元件；所述測溫元件和動作驅動單元分別與控制單元電連接。

相對於現有技術，本實用新型的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置，在反應單元底部設置有測溫元件，通過測溫元件測定溫度判定生物質氣化的進程，精確控制炭粉的回收時間，提高炭粉的品質。

進一步，所述託板包括固定託板和活動託板，所述固定託板和活動託板均設置有相互交錯的葉片和連通孔，所述動作驅動單元通過驅動軸連接於活動託板。

進一步，所述控制單元包括測溫模塊和炭粉回收模塊，所述測溫模塊與炭粉回收模塊電連接；所述測溫模塊與測溫元件電連接，所述炭粉回收模塊與動作驅動單元電連接。

進一步，所述智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置還包括一炭粉輸出單元；所述炭粉回收單元底部設置有炭粉出口，所述炭粉出口外接於所述炭粉輸出單元。

進一步，所述控制單元還包括一炭粉輸出模塊，所述炭粉輸出模塊與炭粉輸出單元電連接。

進一步，所述炭粉輸出單元包括一輸送機和驅動元件，所述輸送機的入料端接入炭粉回收單元的炭粉出口；所述輸送機與炭粉輸出模塊電連接。

進一步，所述智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置還包括一供料單元，所述供料單元的輸出端接入反應腔體。

進一步，所述智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置還包括一可燃氣輸出單元，其通過反應單元的腔體側壁的可燃氣出口連接於反應單元。

為了更好地理解和實施，下面結合附圖詳細說明本實用新型。

附圖說明

圖1是本實用新型的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的結構示意圖。

圖2是本實用新型的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的動作驅動單元的結構示意圖。

圖3是本實用新型的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的炭粉輸出單元的結構示意圖。

圖4是本實用新型的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的控制單元的電連接結構示意圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本實用新型以達成預定目的所採取的技術手段及其技術效果，以下結合實施例和附圖，對本實用新型提出的一種智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的結構特徵及其具體實施方式進行說明，詳細說明如下。

請參閱圖1，其是本實用新型所述的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的結構示意圖。所述生物質氣化發生器裝置包括一反應腔體、供料單元(圖未示)、可燃氣輸出單元20、炭粉輸出單元30、控制單元和動作驅動單元60。所述供料單元的輸出端接入反應腔體，供料單元將生物質原料運輸至反應腔體，生物質原料在反應腔體內反應後，產生的可燃氣通過可燃氣輸出單元20輸出，生成的炭粉通過炭粉輸出單元30輸出。所述反應腔體至上而下導通並依次設置有反應單元40和炭粉回收單元50。所述反應單元40與炭粉回收單元50之間設置有託板41。所述託板41連接於動作驅動單元60。

所述反應單元40通過設置於其腔體側壁的可燃氣體出口42外接於可燃氣輸出單元20，可燃氣輸出單元20末端連接至鍋爐等需要可燃氣的設備。所述反應單元40底部側壁上設置有一測溫元件43，所述測溫元件43與控制單元電連接，測溫元件43將檢測的溫度信號傳輸至控制單元。由於缺氧燃燒主要發生於反應單元40的底部，通過測溫元件43測定反應單元40的溫度。當溫度升高或保持不變時，說明缺氧燃燒沒有進行完全，控制反應單元40底部的託板41閉合，使缺氧燃燒進一步進行；而當溫度開始降低時，說明缺氧燃燒進行完全，此時的炭粉為品質最佳的炭粉，控制反應單元40底部的託板41，使炭粉回落至炭粉回收單元50。在本實施例中，所述反應單元40的腔體側壁設置有點火口(圖未示)。

所述炭粉回收單元50設置於反應單元40下方，用於接收在反應單元40進行缺氧燃燒後產生的炭粉，所述炭粉回收單元50底部設置有炭粉出口51，所述炭粉出口51外接於炭粉輸出單元30。所述反應單元40與炭粉回收單元50通過所述託板41隔開。所述託板41包括相互貼合的固定託板411和活動託板412。所述固定託板411固定設置於反應腔體內，所述活動託板412設置於固定託板411下並相對固定託板411動作。所述固定託板411和活動託板412分別設置有相互交錯的葉片413和連通孔414。在生物質燃料進行缺氧燃燒還沒有形成優質炭粉時，活動託板412和固定託板411的葉片413交錯排列，使反應單元40和炭粉回收單元50隔離，防止炭粉落下。而當生物質原料缺氧燃燒產生優質炭粉時，活動託板412相對固定託板411動作，使活動託板412和固定託板411的葉片413及連通孔414分別對應重疊，炭粉可以通過連通孔414進入炭粉回收單元50。

請參閱圖2，其是本實用新型的動作驅動單元的結構示意圖。所述活動託板412通過驅動軸61連接於動作驅動單元60，所述動作驅動單元60與控制單元電連接，通過驅動軸61控制活動託板412的動作。

所述供料單元設置於反應腔體側。所述供料單元包括傳輸機和原料倉。所述傳輸機為傾角輸送機或鬥式提升機，但不局限於此，其他可將原料倉中的生物質原料運輸至反應單元中的結構均可。

請參閱圖3，其是本實用新型的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的炭粉輸出單元的結構示意圖。所述炭粉輸出單元30包括一輸送機31和驅動元件。所述輸送機31的入料端311接入炭粉回收單元50的炭粉出口51。所述驅動元件驅動輸送機31的運行，所述驅動元件與控制單元電連接，根據對炭粉的需求量控制輸送機31的輸送頻率，從而增加或降低炭粉的輸送量。在本實施例中，所述輸送機31優選螺旋輸送機。

請參閱圖4，其是本實用新型的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置的控制單元的電連接結構示意圖。所述控制單元包括測溫模塊71、炭粉回收模塊72和炭粉輸出模塊73。所述測溫模塊71與炭粉回收模塊72電連接。所述測溫模塊71與測溫元件43電連接，用於測量反應單元40底部缺氧燃燒的溫度。所述炭粉回收模塊72與動作驅動單元60電連接。所述炭粉輸出模塊73與炭粉輸出單元30的驅動元件電連接。所述測溫模塊71通過測溫元件43獲取反應單元40底部缺氧燃燒的溫度，並得到溫度隨時間變化的斜率，然後將所述溫度信號傳輸至炭粉回收模塊72。當溫度隨時間變化斜率大於等於0時，說明反應單元40底部的缺氧燃耗還不完全，炭粉回收模塊72控制動作驅動單元60使與活動託板412連接的驅動軸61不發生動作，使活動託板412和固定託板411的葉片413交錯排列，反應單元40和炭粉回收單元50隔離，進而防止炭粉落下。而當溫度隨時間變化斜率小於0時，說明反應單元40底部的缺氧燃燒完全，炭粉回收模塊72控制動作驅動單元60使與活動託板412連接的驅動軸61動作，使活動託板412和固定託板411的葉片413和連通孔414分別對應重疊，炭粉通過連通孔414進入炭粉回收單元50。然後，當炭粉進入炭粉回收單元50後，炭粉回收模塊72控制動作驅動單元60使與活動託板412連接的驅動軸61回復動作，使活動託板412和固定託板411的葉片413交錯排列，反應單元40和炭粉回收單元50隔離。所述炭粉輸出模塊73控制炭粉輸出單元30的驅動元件的輸送頻率，根據對炭粉的需求量控制輸送機31的輸送頻率，增加或降低炭粉的輸送量，從而滿足對炭粉的需求。

以下詳細說明所述生物質氣化發生器裝置的工作過程及原理：

在生物質氣化發生器裝置運行時，先通過供料單元向反應腔體的反應單元40中提供生物質原料。通過反應單元40底部內側壁的點火口，點燃反應單元40底部的生物質原料，使其進行缺氧燃燒。反應單元40底部的缺氧燃燒產生的可燃氣體通過反應單元40的腔體側壁的可燃氣體出口42輸出至可燃氣輸出單元20，可燃氣輸出單元20末端連接至鍋爐等設備。當測溫模塊71通過測溫元件43檢測到反應單元40底部缺氧燃燒的溫度隨時間變化斜率小於0時，說明缺氧燃燒進行完全，反應單元40底部形成優質炭粉。此時炭粉回收模塊72控制動作驅動單元60使與活動託板412連接的驅動軸61動作，使活動託板412和固定託板411的葉片413及連通孔414分別對應重疊，炭粉通過連通孔414進入炭粉回收單元50。然後，當炭粉進入炭粉回收單元50後，炭粉回收模塊72控制動作驅動單元60使與活動託板412連接的驅動軸61回復動作，使活動託板412和固定託板411的葉片413交錯排列，反應單元40和炭粉回收單元50隔離，進入下一循環過程。所述炭粉輸出模塊73控制炭粉輸出單元30的驅動元件的輸送頻率，根據對炭粉的需求量控制輸送機31的輸送頻率，增加或降低炭粉的輸送量，從而滿足對炭粉的需求。

相對於現有技術，本實用新型的智能落炭及回收炭粉的生物質氣化發生器裝置，在反應單元底部設置有測溫元件，通過測溫元件測定溫度判定生物質氣化的進程，精確控制炭粉的回收時間，提高炭粉的品質。

本實用新型並不局限於上述實施方式，如果對本實用新型的各種改動或變形不脫離本實用新型的精神和範圍，倘若這些改動和變形屬於本實用新型的權利要求和等同技術範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變形。