一種生物質(zhì)燃氣系統(tǒng)回火防爆控制器及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)燃氣系統(tǒng)中的防爆裝置及其操作方法，特別涉及一種生物質(zhì)燃 氣系統(tǒng)回火防爆控制器及其操作方法。 技術(shù)背景
[0002] 生物燃氣（也稱作生物質(zhì)燃氣），即將生物質(zhì)原料在生物質(zhì)氣化爐中通過高溫氣 化，轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)可燃氣，替代燃料油或天然氣應用于鋼鐵窯爐、玻璃窯爐、陶瓷窯爐。
[0003] 生物質(zhì)能具有分布廣泛、可再生和環(huán)境友好等特點，開發(fā)利用可再生資源是我國 實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個主要方向。當前，生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)主要分為生物質(zhì)氣化、液化、固 化以及直接燃燒技術(shù)。生物質(zhì)能氣化技術(shù)是其中重要的方法之一。以氣化方式實現(xiàn)低品位 生物質(zhì)能源的深層次利用，減少礦物燃料的供應量和直接燃用礦物燃料給環(huán)境帶來的嚴重 污染，對提高農(nóng)村生活水平、改善生態(tài)環(huán)境、保障國家能源安全等具有重要意義。目前國內(nèi) 生物質(zhì)氣化所采用的爐型一般包括固定床氣化爐和流化床氣化爐。流化床氣化爐由于氣化 效率高、原料適應范圍廣、合成氣焦油含量低并可以大規(guī)模工業(yè)化應用等優(yōu)點成為氣化的 首選方式。
[0004] 需要指出的是，在現(xiàn)有的防爆設備中，大多是針對天然氣或煤氣開發(fā)的防爆設備， 針對生物燃氣開發(fā)的防爆設備報導比較少。由于生物燃氣與傳統(tǒng)的天然氣或煤氣具有一定 的組成和性質(zhì)差異，例如生物質(zhì)燃氣熱值低、雜質(zhì)含量高，并且往往酸性氣含量可能更高， 因此大多數(shù)適用于天然氣或煤氣的防爆設備并不適用于生物燃氣的防爆，也不是簡單改造 后就能夠適用于生物燃氣的防爆。
[0005] CN101050841A公開了一種可燃氣體防爆裝置，其特征在于，它包括：罐體，在罐體 內(nèi)設有進氣管，排氣管，上部密封蓋，下部密封蓋，在罐體內(nèi)設有濾網(wǎng)，所述濾網(wǎng)的四周與所 述罐體內(nèi)壁相連，在所述罐體內(nèi)盛有水，所述水的最低水位限在所述濾網(wǎng)上部，所述進氣管 的進氣口與所述可燃液體的出氣管相連，所述進氣管的噴氣嘴置于所述濾網(wǎng)下部，所述排 氣管的上部收氣口置于所述罐內(nèi)水的最高水位限以上，所述排氣管的下部排氣口置于所述 罐體外，且與所述灶具的進氣管相連，其優(yōu)點在于：該裝置安全可靠。具有防止回火功能： 阻止可燃氣體因回火引發(fā)的儲氣罐及管道爆炸。進而用水作為隔離手段，有效地防止了回 火問題。
[0006] CN101672427A公開了一種安全防爆燃氣調(diào)壓器，在調(diào)壓氣室和進氣管的接口部設 有限流保安裝置，限流保安裝置的保安座密封固定在進氣管上，保安座中設有通氣孔，限流 保安閥芯設置在進氣管中與保安座一端開口的密封面相配合，復位頂杠穿過通氣孔，其兩 端分別與限流保安閥芯和關(guān)閉塞相配合，關(guān)閉塞與鉸接在保安座上的鉸桿一端連動，鉸桿 的另一端與連桿相接，連桿穿過柔性膜片與調(diào)壓器外的復位開關(guān)相連。
[0007] CN102537438A公開了一種燃氣防爆裝置，包括活塞，其特征在于，所述活塞的一端 與彈性支撐部件一端相連，所述彈性支撐部件的另一端通過支板固定于進氣端管道上，進 氣端管道的一端開口為進氣口，出氣端管道的一端開口為出氣口，所述活塞置于活塞室內(nèi)， 所述活塞室的直徑比進氣端管道和出氣端管道大，在進氣端管道和出氣端管道之間設有一 個可折疊伸縮的密封件，所述密封件內(nèi)置有柱塞，所述柱塞的上端為圓盤形，柱塞的下端為 半球形，柱塞正下方的進氣端管道處設有與柱塞的半球形下端相適應的半球形凹槽。
[0008] CN101435584A公開了一種應用于工業(yè)燃氣燃燒系統(tǒng)的防爆器，防爆器的下殼體通 過三通接頭外接于燃氣管道上，上殼體螺紋連接于下殼體上，上、下殼體之間壓緊一膜片， 上殼體的內(nèi)腔設有一個頂板，頂板上固聯(lián)一個穿過上殼體頂面且可上下運動的螺栓，上殼 體的頂面上方設有一微動開關(guān)，當發(fā)生回火時，頂板被向上頂起并通過螺栓導通微動開關(guān)， 啟動控制器切斷氣源并發(fā)出報警，從而精確、安全、靈敏地保護工業(yè)燃燒系統(tǒng)。
[0009] CN202040550U公開了 一種燃氣防爆頂裝置，包括箱體、燃氣站、卡槽板、卡釘、固定 板、防爆頂板、吸氣口、防爆閥、排氣管、螺栓、固定螺母、槽鋼、開口銷，其特征是：箱體呈長 方形狀，箱體內(nèi)設有燃氣站，箱體內(nèi)的兩側(cè)上端設有卡槽板，卡槽板呈長方形狀，中心設有 長腰子孔，卡槽板上的兩個螺孔用螺栓將防爆頂板與固定板牢固連接，卡釘設在卡槽板中 的長腰子孔里，在螺栓上設有吊環(huán)螺母，吊環(huán)螺母下面設有防爆頂板，防爆頂板的下面設有 固定螺母，螺栓與槽鋼相連接，螺栓穿過槽鋼，在槽鋼的上端設有一個螺母，在螺栓末端位 置設有一個開口銷，在開口銷的上端設有一個調(diào)節(jié)螺母，防爆閥的下端與喇叭式吸氣口相 連接，吸氣口與防爆頂上端中心相連接，防爆閥的上端與排氣管相連接，組成了燃氣防爆頂 裝置。
[0010] CN202597812U公開了一種燃氣防爆裝置，包括呈圓柱形的主體部，及設置在主體 部一端活動塞，及設置在主體部另一端的安裝板，及設置在活動塞與安裝板之間的彈簧；所 述主體部設置有與氣缸出氣管相連的出氣口，所述活動塞抵接在出氣口處。由于設置有與 彈簧抵接的活動塞，當氣缸內(nèi)的壓力過大時，就會沖開活動塞，從而起到泄壓的作用，達到 氣壓的穩(wěn)定，使得燃燒充分，節(jié)約能源，提高燃氣機使用壽命。
[0011] CN104122300A公開了一種高密封式燃氣檢測儀防爆殼體，包括一個密封殼體，所 述的密封殼體采用透明陶瓷制成，所述的密封殼體上設置有一個換氣口，換氣口處設置有 一個閥門，所述的密封殼體的內(nèi)壁上設置有一個防護罩，電機的尾部與防護罩之間設置有 一個彈簧，所述的換氣口靠近密封殼體外的一端固定有一個橡膠墊，該裝置在換氣口外部 設置一個橡膠墊，需要通氣時，空氣經(jīng)橡膠墊的通氣孔、換氣口、通氣槽、防護罩進行如密封 殼體內(nèi)；而需要密封時，閥門貼合橡膠墊，配合將通氣孔、通氣槽都封閉住，保證了密封性。
[0012] CN201454248U公開了一種生物質(zhì)燃氣過濾器防爆裝置，包括過濾器外殼，所述過 濾器外殼下方設置有進氣口，頂端設置有出氣口，底部放置在水封箱中水封，所述出氣口上 設有過壓安全閥門，所述過濾器外殼上開設有至少一個通孔，所述通孔內(nèi)密封填充有石棉 板，所述過濾器外殼上開設有三個通孔，所述石棉板厚2mm-3mm。
[0013] US2011094880A1公開了一種防爆傳感器，其可用于探測可燃氣體的防爆傳感器， 具有玻璃絕緣子用于建立與外殼內(nèi)腔的導電連接，其外殼的抗壓強度應該改善，為了解決 此任務，設計使玻璃絕緣子至少在一邊具有抗彎的，機械地使玻璃絕緣子保持穩(wěn)定的鑄/ 注件。
[0014] W000/52293A1公開了一種用于確保一基本封閉的腔室的氣態(tài)氣氛不發(fā)生爆炸的 方法，該腔室中具有潛在的易燃氣體源并含有空氣，該方法包括：(a)通過在所述基本封閉 的腔室內(nèi)導入足夠量的惰性氣體而使空氣的氧化劑含量混合并稀釋，不論其中的易燃氣體 含量如何，使其中的空氣和任何易燃氣體的混合物不易燃；以及（b)通過將空氣和任何易 燃氣體的不可燃混合物從基本封閉的腔室排到大氣中，從而在所述基本封閉的腔室內(nèi)留下 基本惰性的氣氛。
[0015] "玻璃料道燃氣混合氣燃燒防爆安全措施"，劉全清，玻璃纖維，1998年第3期，介 紹了玻璃料道目前普遍地采用燃氣混合燃料作為加熱方式時采用的防爆措施，指出由于燃 氣混合氣發(fā)生回火爆炸對生產(chǎn)和安全構(gòu)成很大威脅，因此防爆安全措施于關(guān)重要，分析了 燃氣混合氣產(chǎn)生爆炸的原因，系統(tǒng)地提出了混合氣燃燒系統(tǒng)中實際采用的防爆安全措施。
[0016] 然而，如上文所述，在現(xiàn)有的防爆設備中，大多是針對天然氣或煤氣等傳統(tǒng)燃氣開 發(fā)的防爆設備，針對生物燃氣開發(fā)的防爆設備報導比較少。由于生物燃氣與傳統(tǒng)的天然氣 或煤氣具有較大的組成和性質(zhì)差異，例如生物質(zhì)燃氣熱值低、雜質(zhì)含量高，因此大多適用于 天然氣或煤氣的防爆設備并不適用于生物燃氣的防爆，也不是簡單改造后就能夠適用于生 物燃氣的防爆?，F(xiàn)有的生物燃氣防爆設備通常沒有考慮到生物燃氣中的酸性氣體對防爆膜 和防爆設備密封材料的腐蝕作用，導致在實際應用中存在防爆失效的風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，即克服生物燃氣中酸性氣的腐蝕作用和有效 去除，在現(xiàn)有技術(shù)的基材上，本發(fā)明人經(jīng)過深入研宄和大量實驗以及綜合開發(fā)，提出了如下 技術(shù)方案：
[0018] 在本發(fā)明的一方面，提供了一種生物質(zhì)燃氣系統(tǒng)回火防爆控制器，其特征在于，該 防爆控制器包括凈化箱，進氣管孔，出氣管，防爆膜，密封板，凈化液控制器，溢水孔，和進氣 管。
[0019] 生物燃氣中酸性氣含量比較高，并且與天然氣或煤氣中的酸性氣不同的是，生物 燃氣中的酸性氣成分COS和硫醇含量往往要高出很多，這樣的酸性氣難以通過常規(guī)水洗完 全除去，這樣就有可能對防爆膜提出了特殊的要求例如防腐蝕要求。本發(fā)明提供了一種優(yōu) 選的防爆膜，該防爆膜由防腐膜、密封膜和強度膜三層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，所述防腐膜在最下層，上 面依次是密封膜和強度膜，防腐膜的厚度為5-10 μ m，密封膜的厚度為20-100 μ m，強度膜 的厚度為200-500 μ m。三層膜之間優(yōu)選通過粘合劑緊密貼合在一起。
[0020] 在所述防爆膜中，防腐膜在最下層，直接與生物燃氣接觸，防腐膜除了提供耐受酸 性氣體侵蝕作用外，也能夠提供一定的密封性。
[0021] 防腐膜可以采用常規(guī)天然氣管道內(nèi)襯防腐膜，例