下吸式生物質氣化爐的製作方法

2023-05-15 03:42:26

下吸式生物質氣化爐的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種下吸式生物質氣化爐，用於燃燒生物質原料生產氣體燃料，其包括：上爐體，其側壁上設置有若干用於引入助燃空氣的進氣孔；下爐體，設置在上爐體的下方；輸出裝置，設置在所述下爐體上，用於輸出所述生物質原料反應後生成的氣體燃料；供氣裝置，與所述進氣孔連通，用於為所述生物質原料的燃燒提供包括設定比例的助燃蒸汽和助燃空氣在內的助燃氣體，所述助燃蒸汽通過所述下爐體餘熱作為熱源的設備生產；本實用新型中的氣化爐，通過側入式引入助燃氣體，解決了生物質原料燃燒不均勻的問題。通過使用包括蒸汽的助燃氣體，降低了氣體燃料中的氮氣含量。使用爐體餘熱生產助燃蒸汽，節約了能源，節約了設備成本。
【專利說明】下吸式生物質氣化爐

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種使用生物質製備氣體燃料的氣化爐，屬於再生資源利用領域。

【背景技術】
[0002]生物質能是一種理想的可再生能源，由於其分布廣泛、有利於環保等特點，因而越來越受到世界各國的關注。將生物質原料經過燃燒等一系列反應後生成氣體燃料的生物質氣化技術是利用生物質能的一種重要方式。生物質氣化技術是利用生物質原料，例如:農作物秸杆、林木廢棄物、食用菌渣、牛羊畜糞等進行氣化轉化成為可燃氣體，從而替代液化氣、煤氣等能源作為生活生產用氣。目前，通常使用下吸式生物質氣化爐對生物質原料進行氣化，生物質原料在氣化爐內經過氧化、還原、裂解等化學反應，最後生成主要成份為⑶的氣體燃料。
[0003]如圖2所示，現有技術中的下吸式生物質氣化爐包括:位於生物質氣化爐上部的上爐體101，位於上爐體101下方的下爐體102，位於上爐體101底部的箅子103，用於輸出生物質氣化後所產生氣體燃料8的輸出裝置，其包括與下爐體102連通的輸出管道104和設置在輸出管道104上的，用於為氣體燃料8的輸出提供動力的第一氣泵7。
[0004]工作時，首先，將生物質原料5投放到上爐體101中，開啟第一氣泵7，第一氣泵7開啟後，由於其抽吸作用，空氣由上爐體101的頂端進入，通過生物質原料進入到下爐體102中，隨後通過輸出管道104排出。在下部將生物質原料點燃，當燃燒穩定後，生物質原料可根據其燃燒程度分為三個部分:位於上部的待燃燒層501、位於其下部的燃燒層502和位於底部的灰層503。抽吸進入到生物質原料中的空氣即作為助燃氣體6，用於為生物質原料燃燒助燃，其燃燒後所產生的氣體燃料8也在第一氣泵7的抽吸作用下，由下爐體102經過輸出管道104輸送至後續工序中進行進一步處理。
[0005]上述下吸式生物質氣化爐，雖可以製備氣體燃料，但由於其助燃氣體主要是空氣，而空氣中氧氣的含量僅佔21%，而氮氣的含量為78%，由於氮氣的化學性質比較穩定，不易分解，所以，下吸式生物質氣化爐所產生的氣體燃料中含有大量的氮氣，可燃氣體比例不高，氣體燃料的品質較低。
實用新型內容
[0006]為了解決現有技術中下吸式生物質氣化爐所產生的氣體燃料中氮氣等不可燃氣體含量較高的問題，本實用新型提供一種改進的下吸式生物質氣化爐，將現有的通過頂部輸入助燃氣體改為由設置在側壁的進氣孔輸入助燃氣體，並且將以往單純的使用空氣作為助燃氣體，改為設定比例的空氣和蒸汽作為助燃氣體。這樣既可保證生物質原料氣化反應的正常進行，又降低了氣體燃料中的氮含量。另外，還將下吸式生物質氣化爐燃燒所產生的餘熱作為蒸汽生產的熱源，既節約了能源，又降低了爐體側壁的溫度，改善了工作人員的工作環境。並且本實用新型的下吸式生物質氣化爐的結構簡單，安裝方便，不但適用於新設備生產，還適用於老舊設備的改造。
[0007]為解決上述問題，本實用新型所提供的技術方案為:
[0008]一種下吸式生物質氣化爐，用於燃燒生物質原料生產氣體燃料，該氣化爐包括:
[0009]上爐體，其側壁上設置有若干用於引入助燃氣體的進氣孔；
[0010]下爐體，設置在所述上爐體的下方；
[0011]輸出裝置，與所述下爐體連通，用於輸出所述生物質原料反應後生成的氣體燃料；
[0012]供氣裝置，用於通過所述若干進氣孔為生物質原料燃燒提供助燃氣體，所述助燃氣體包括設定比例的助燃空氣和助燃蒸汽，所述助燃蒸汽由以所述下爐體的餘熱作為熱源的設備生產。
[0013]進一步，所述進氣孔沿所述上爐體側壁周向均布。
[0014]進一步，所述供氣裝置包括用於為所述上爐體內燃燒的生物質原料提供助燃蒸汽的蒸汽輸入裝置，所述蒸汽輸入裝置包括:用於提供助燃蒸汽的蒸汽提供裝置和用於將助燃蒸汽輸入到所述上爐體中的若干蒸汽輸入管道，所述蒸汽提供裝置設置在所述下爐體內。
[0015]進一步，所述蒸汽輸入管道的一端與所述進氣孔連通，另一端與所述蒸汽提供裝置連通。
[0016]進一步，所述蒸汽提供裝置為設置在所述下爐體內的換熱裝置。
[0017]進一步，所述下爐體的側壁為夾層結構，所述蒸汽提供裝置為設置在下爐體夾層中的換熱裝置。
[0018]進一步，所述下爐體的側壁為單層結構，所述蒸汽提供裝置為設置在下爐體側壁內側的換熱裝置。
[0019]進一步，所述換熱裝置為水套、換熱管或換熱壁。
[0020]進一步，所述供氣裝置還包括空氣輸入裝置，所述空氣輸入裝置包括空氣提供裝置和若干將空氣提供裝置所生產的助燃空氣輸入至所述上爐體中的空氣輸入管道；所述空氣輸入管道一端與所述進氣孔連通，另一端與所述空氣提供裝置連通。
[0021]進一步，所述蒸汽輸入管道與所述空氣輸入管道在所述進氣孔前匯合為一條管道，使所述助燃蒸汽與所述助燃空氣混合後再進入到所述上爐體中。
[0022]本實用新型中的下吸式生物質氣化爐，通過在現有下吸式生物質氣化爐的側壁上設置若干進氣孔，改現有的「上進氣」為「側進氣」。本實用新型中的下吸式生物質氣化爐由於採用「側進氣」使生物質原料對助燃氣體基本無影響，保證生物質燃燒的穩定性和均一性。本實用新型的下吸式生物質氣化爐還設置有蒸汽輸入裝置，將原有的僅使用空氣做為助燃氣體改為使用蒸汽與空氣混合氣體作為助燃氣體，降低氣體燃料中的氮含量，提高氣體燃料的品質。另外，本實用新型中蒸汽生產裝置使用下爐體餘熱做為熱源，既利用了下爐體餘熱，又降低了下爐體溫度，改善了工作人員的工作環境，延長了下爐體的使用壽命。並且本實用新型的下吸式生物質氣化爐還具有結構簡單，安裝方便，製作成本低和實用性較強等優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為使用生物質製備氣體燃料的系統結構示意圖；
[0024]圖2為現有技術中下吸式生物質氣化爐結構示意圖；
[0025]圖3為本實用新型中下吸式生物質氣化爐結構示意圖(局部剖視圖)；
[0026]圖4為本實用新型中下吸式生物質氣化爐結構示意圖(剖面圖)；
[0027]圖5為下爐體結構示意圖。
[0028]圖中:1.氣化爐「01.上爐體:102.下爐體:103.箅子；104輸出管道:105.爐蓋；106.進氣孔；107.觀察窗；108.蒸汽輸入管道；109.空氣輸入管道；110.輸入管道；2.淨化裝置麼乾燥裝置；4儲氣罐也生物質原料:501.待燃燒層:502.燃燒層:503.灰層:6.助燃氣體；6^助燃蒸汽；6匕助燃空氣口.第一氣泵成氣體燃料及汽水分離裝置^10.水套。

【具體實施方式】
[0029]以下結合附圖對本實用新型的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本實用新型，並非用於限定本實用新型的範圍。
[0030]如圖3、4所示，本實用新型中的下吸式生物質氣化爐包括:上爐體101、下爐體102、箅子103、爐蓋105、輸出裝置和供氣裝置。
[0031]如圖3、4所示，上爐體101設置在下爐體102的上方，箅子103設置在上爐體101的底端，爐蓋105設置在上爐體101的頂端。上爐體101的側壁上設置的若干供助燃氣體6進入的進氣孔106 ；優選的，若干進氣孔106沿上爐體101的側壁周向均布。另外，上爐體101的側壁上還設置有若干用於觀察爐內燃燒情況的觀察窗107。優選的，若干觀察窗107沿上爐體101的側壁周向均布。
[0032]如圖3、4所示，為下吸式生物質氣化爐提供助燃氣體6的供氣裝置包括用於為上爐體101內燃燒的生物質原料提供助燃蒸汽63的蒸汽輸入裝置和用於提供助燃空氣66的空氣輸入裝置。蒸汽輸入裝置包括:蒸汽輸入管道108、設置在蒸汽輸入管道108上的蒸汽泵(圖中未示出\設置在蒸汽輸入管道108上的蒸汽閥門(圖中未示出)和蒸汽提供裝置；蒸汽輸入管道108的一端與進氣孔106連通，另一端與蒸汽提供裝置連通。蒸汽提供裝置所產生的助燃蒸汽如通過蒸汽泵泵送，經蒸汽輸入管道108進入到上爐體101內。如圖3、4所示，蒸汽輸入管道108的設置方式可以為每個進氣孔106對應設置有一個獨立的蒸汽輸入管道108，也可若干個進氣孔106共用一個蒸汽輸入管道108。
[0033]如圖4、5所示，為了節約能源，本實用新型將蒸汽提供裝置設置在下爐體102內，具體可以為:設置在下爐體102側壁夾層內的水套10，工作時，通過下爐體102內餘熱為水套10內的水加熱，所產生的蒸汽經過汽水分離裝置9進行汽水分離後即為助燃蒸汽63。助燃蒸汽如通過蒸汽輸入管道108，並經過進氣孔106進入到上爐體101中。通過將蒸汽提供裝置設置在下爐體102內，既可利用下爐體102的餘熱用來生產蒸汽、節約能源，同時還為下爐體102的側壁和箅子103降溫，延長其使用壽命，並使工作人員不會被下爐體102燙傷，使其工作場所更加安全。在實際應用中，還可以將下爐體102的側壁的夾層直接設置為水套，也可以在夾層內設置換熱管、換熱壁等其他結構的換熱裝置生產蒸汽。可以理解的，下爐體102的側壁也可為單層結構，此時將換熱裝置直接設置在側壁內側即可。
[0034]如圖3、4所示，空氣輸入裝置包括:若干空氣輸入管道109、設置在各空氣輸入管道上的第二氣泵(圖中未示出)和空氣提供裝置(圖中未示出)。空氣輸入管道109的一端通過進氣孔106為上爐體101內燃燒的生物質原料5提供助燃空氣6b，另一端與空氣提供裝置連通。空氣輸入管道109的設置方式可以為每個進氣孔106對應設置有一個獨立的空氣輸入管道109，也可若干個進氣孔106對應一個空氣輸入管道109。優選的，如圖3所示，空氣輸入管道109和蒸汽輸入管道108在進氣孔106前使用三通匯合成一條輸入管道110，助燃空氣6b和助燃蒸汽6a在輸入管道110中混合，然後再通過進氣孔106進入到上爐體101中，為生物質原料的燃燒助燃。
[0035]如圖3、4所示，輸出裝置的輸入端與下爐體102連通，用於將生物質原料燃燒所生成的氣體燃料由下爐體102中導出，並送入後續工序中進行進一步處理。輸出裝置包括:與下爐體102連通的輸出管道104和設置在輸出管道上的第一氣泵7。
[0036]工作時，首先，將爐蓋105打開，將生物質原料投入到上爐體101中，然後再將爐蓋105關閉。啟動第一氣泵7和供氣裝置。隨後，將生物質原料在其下部點燃，當燃燒穩定後，根據生物質原料的燃燒情況，可生物質原料由上至下可分為待燃燒層501、燃燒層502和灰層503。供氣裝置為生物質原料的燃燒提供包括助燃空氣6b和助燃蒸汽6a的助燃氣體6。生物質原料燃燒後生成的氣體燃料8在第一氣泵7的作用下由上爐體101的下方抽吸出來，通過下爐體102進入到輸出管道104中，隨後被泵送至後續工序中，進行進一步處理。在氣體燃料8的生產過程中將爐蓋105關閉，是為了在第一氣泵7的抽吸作用下避免空氣由上爐體的頂部進入，以保證供氣裝置所提供的助燃氣體中助燃空氣6b與助燃蒸汽6a之間的比例，保證燃燒的正常進行。設置在下爐體102中的蒸汽提供裝置以下爐體102的餘熱作為熱源進行蒸汽生產，生產出的蒸汽經過汽水分離裝置9的處理後成為助燃蒸汽6a，經蒸汽輸入管道108進入到上爐體101中。
[0037]本實用新型的上述實施例通過在現有的下吸式生物質氣化爐上增設帶有蒸汽輸入裝置的供氣裝置，將以往的以空氣作為助燃氣體改為空氣和蒸汽混合氣為助燃氣體。並通過調整助燃空氣在助燃氣體中的含量，既可保證生物質原料的氣化反應的正常進行，還能夠降低生物質原料燃燒後所產生的氣體燃料中的氮含量，提高了氣體燃料的品質，進而提高了下吸式生物質氣化爐整體的產能。並使用下爐體自身餘熱作為助燃蒸汽生產的熱源，既節約了能源，又降低了下爐體102的溫度，延長了設備壽命，並優化了工作人員的工作環境。
[0038]以上是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種下吸式生物質氣化爐，用於燃燒生物質原料生產氣體燃料，其特徵在於，所述下吸式生物質氣化爐包括: 上爐體，其側壁上設置有若干用於引入助燃氣體的進氣孔； 下爐體，設置在所述上爐體的下方； 輸出裝置，與所述下爐體連通，用於輸出所述生物質原料反應後生成的氣體燃料； 供氣裝置，用於通過所述若干進氣孔為生物質原料燃燒提供助燃氣體，所述助燃氣體包括助燃空氣和助燃蒸汽，所述助燃蒸汽由以所述下爐體的餘熱作為熱源的設備生產。
2.根據權利要求1中所述的氣化爐，其特徵在於，所述進氣孔沿所述上爐體側壁周向均布。
3.根據權利要求1中所述的氣化爐，其特徵在於，所述供氣裝置包括用於為所述上爐體內燃燒的生物質原料提供助燃蒸汽的蒸汽輸入裝置，所述蒸汽輸入裝置包括:用於提供助燃蒸汽的蒸汽提供裝置和用於將助燃蒸汽輸入到所述上爐體中的若干蒸汽輸入管道，所述蒸汽提供裝置設置在所述下爐體內。
4.根據權利要求3中所述的氣化爐，其特徵在於，所述蒸汽輸入管道的一端與所述進氣孔連通，另一端與所述蒸汽提供裝置連通。
5.根據權利要求3中所述的氣化爐，其特徵在於，所述蒸汽提供裝置為設置在所述下爐體內的換熱裝置。
6.根據權利要求5中所述的氣化爐，其特徵在於，所述下爐體的側壁為夾層結構，所述蒸汽提供裝置為設置在下爐體夾層中的換熱裝置。
7.根據權利要求6中所述的氣化爐，其特徵在於，所述下爐體的側壁為單層結構，所述蒸汽提供裝置為設置在下爐體側壁內側的換熱裝置。
8.根據權利要求6或7中所述的氣化爐，其特徵在於，所述換熱裝置為水套、換熱管或換熱壁。
9.根據權利要求3中所述的氣化爐，其特徵在於，所述供氣裝置還包括空氣輸入裝置，所述空氣輸入裝置包括空氣提供裝置和若干將空氣提供裝置所生產的助燃空氣輸入至所述上爐體中的空氣輸入管道；所述空氣輸入管道一端與所述進氣孔連通，另一端與所述空氣提供裝置連通。
10.根據權利要求9中所述的氣化爐，其特徵在於，所述蒸汽輸入管道與所述空氣輸入管道在所述進氣孔前匯合為一條管道，使所述助燃蒸汽與所述助燃空氣混合後再進入到所述上爐體中。
【文檔編號】C10J3/80GK204224545SQ201420676111
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】孫德順 申請人:孫德順