專(zhuān)利名稱(chēng)：一種戶用秸稈氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣化裝置，具體地說(shuō)是一種戶用秸稈氣化爐。
背景技術(shù)：
中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)作物秸稈資源非常豐富，但由于目前秸稈綜合利用程度較低，相當(dāng)多的作物秸稈被棄置在田間地頭，每當(dāng)收獲季節(jié)，在農(nóng)田放火焚燒秸稈的現(xiàn)象隨處可見(jiàn)。這不但造成了資源的極大浪費(fèi)，而且焚燒秸稈的煙霧也對(duì)大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，還成為引發(fā)火災(zāi)、交通事故、燒毀電線通訊電纜的隱患。所以，在農(nóng)村普及生物質(zhì)燃料氣化爐具有重要的意義，不僅變廢為寶，而且解決了環(huán)境污染問(wèn)題，提高人們的生活質(zhì)量，另外，節(jié)約能源，減輕了農(nóng)民負(fù)擔(dān)。
目前，大規(guī)模開(kāi)發(fā)應(yīng)用的生物質(zhì)氣化方法和裝置主要有上吸式固定床、下吸式固定床、流化床等。其中，固定床氣化爐因其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造簡(jiǎn)便、造價(jià)低廉、操作容易、適用于塊狀及大顆粒原料等優(yōu)點(diǎn)，適合我國(guó)農(nóng)村使用。但該類(lèi)型的氣化爐在實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候都普遍存在一些共同問(wèn)題。
首先，燃?xì)庵薪褂秃扛?，?dǎo)致后序單元設(shè)備因焦油堵塞而無(wú)法iH常運(yùn)行。針對(duì)這一問(wèn)題，許多學(xué)者都提出了一些解決方法，有采用外部加熱來(lái)提高氣化反應(yīng)溫度和加熱速率，如高溫空氣氣化方法?！短?yáng)能學(xué)報(bào)》(2005， 26 (3)，第391-395頁(yè))介紹了這一種氣化方法所采用的高溫空氣發(fā)生器，可以看出，提升空氣溫度的熱能來(lái)源與煤氣燃燒所產(chǎn)生的熱量。這種方法確實(shí)可以減少氣化混合燃?xì)庵薪褂偷暮?，提高燃?xì)獾臒嶂担珷奚送獠康饶茉床⑶以黾恿藦?fù)雜設(shè)備的投資，總體上降低了生物質(zhì)能源利用的經(jīng)濟(jì)性；也有一些學(xué)者干脆在生物質(zhì)氣化爐之外又開(kāi)發(fā)使用一套專(zhuān)門(mén)用于裂解生物質(zhì)燃料氣中焦油的方法及其裝置，如中國(guó)專(zhuān)利CN101117589A公開(kāi)的一種生物質(zhì)燃?xì)饨褂土呀夥椒把b置，又如中國(guó)專(zhuān)利CN101130698A公開(kāi)的生物質(zhì)氣焦油高溫裂解方法及裝置，等等。這些方法和裝置的利用將直接增加生物質(zhì)氣化成本，并使得氣化工藝復(fù)雜，運(yùn)行操作繁瑣。
其次，每次使用需要重新點(diǎn)火，而且點(diǎn)火時(shí)間長(zhǎng)，點(diǎn)火時(shí)會(huì)有大量的煙氣溢出，嗆人又不方便。這一點(diǎn)在氣化爐的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)報(bào)道中經(jīng)?？吹?。針對(duì)這一問(wèn)題，有專(zhuān)家提出單獨(dú)設(shè)置電話器，如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N200720146012公開(kāi)的氣化爐底部電點(diǎn)火裝置，這種方法的使用優(yōu)點(diǎn)是解決了點(diǎn)火問(wèn)題，但是也直接增加了生物質(zhì)氣化成本。
再者， 一些氣化爐運(yùn)行過(guò)程中熱量損失嚴(yán)重，這包括幾個(gè)方面， 一是氣化爐爐壁保溫
3不夠；二是排灰的顯熱損失嚴(yán)重；三是引出氣化爐的燃?xì)怙@熱損失嚴(yán)重。如果能避免這些熱量的散失，氣化爐中心的反應(yīng)溫度將大大提升，從而有助于焦油的裂解。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種戶用秸稈氣化爐，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的經(jīng)濟(jì)高效氣化，并進(jìn)一步提高燃?xì)鉄嶂怠?br> 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案
一種戶用秸稈氣化爐，為直立圓筒結(jié)構(gòu)；其特征在于其構(gòu)造由上段的干餾室、中段的主氣化室和下段的灰室構(gòu)成，各段分別由蓄熱格柵和蓄熱爐柵分開(kāi)；主氣化室的四周由輻射圓筒圍護(hù)。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于
主氣化室在徑向上從內(nèi)到外由輻射圓筒、導(dǎo)熱圓筒、下段保溫層和外壁構(gòu)成，并圍成環(huán)形空氣腔和環(huán)形燃?xì)馇唬辉谥鳉饣疑喜康臓t體側(cè)壁上設(shè)置貫穿下段保溫層的空氣進(jìn)口；在輻射圓筒的上部側(cè)壁上設(shè)置燃?xì)饪?，在其?duì)稱(chēng)位置的下部貫穿導(dǎo)熱圓筒、下段保溫層和外壁設(shè)置燃?xì)獬隹凇?br> 所述的干餾室由圓形外壁和上段保溫層圍成，頂部設(shè)有端蓋，在其外壁上部的外側(cè)設(shè)置水封環(huán)槽。
所述的灰室由外壁和下段保溫層圍護(hù)，在其側(cè)壁上設(shè)置排灰口，中心設(shè)置凹形灰斗。所述的蓄熱爐柵承重在凹形灰斗上，并支撐輻射圓筒和導(dǎo)熱圓筒。所述的蓄熱爐柵中心設(shè)置圓臺(tái)形空氣上升孔，外層設(shè)置截面為倒圓臺(tái)形的灰渣下落孔。
所述的凹形灰斗的上部側(cè)壁上設(shè)置風(fēng)孔。
與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明的顯著效果體現(xiàn)在(1)解決了每次啟動(dòng)需要點(diǎn)火，及點(diǎn)火時(shí)間長(zhǎng)、點(diǎn)火冒煙的問(wèn)題。
通過(guò)設(shè)置干餾室和主氣化室，濕生物質(zhì)物料首先進(jìn)入干餾室，在該段完成干餾過(guò)程后并形成炭料后再進(jìn)入主氣化室氣化，這樣，將濕生物質(zhì)物料干燥、預(yù)熱的低溫干餾室與炭料的高溫氣化分開(kāi)。由于多層保溫層的存在，使得主氣化室內(nèi)的溫度可以長(zhǎng)時(shí)間地維持在較高溫度，所以，再次使用的時(shí)候，主氣化室內(nèi)炭料本身的溫度仍然較高，使得干餾后的炭料進(jìn)入主氣化室后無(wú)需外在點(diǎn)火熱源或者使用一點(diǎn)火種即可完成點(diǎn)火過(guò)程。這樣，每次使用時(shí)點(diǎn)火時(shí)間大大縮短，甚至無(wú)需重新點(diǎn)火即可維持著火狀態(tài)，避免了長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)火過(guò)程中大量煙氣的溢出。(2) 通過(guò)以下措施提高主氣化室內(nèi)的氣化溫度，大大減少了焦油的生成量。
a) 將濕生物質(zhì)物料的低溫干餾室和炭料的高溫氣化段分開(kāi)，有助于提升主氣化室內(nèi)的溫度水平。
b) 在本技術(shù)中，生物質(zhì)氣化反應(yīng)所生成的燃?xì)庥奢椛鋬?nèi)筒上部的燃?xì)饪讓?dǎo)出，進(jìn)入由輻射圓筒和導(dǎo)熱圓筒圍成的環(huán)形燃?xì)馇?，而氣化所需的空氣由空氣進(jìn)口進(jìn)入爐體后，首先充注在由下段保溫層和導(dǎo)熱圓筒圍成的環(huán)形空氣腔內(nèi)。這樣通過(guò)導(dǎo)熱性能良好的導(dǎo)熱圓筒使外部進(jìn)來(lái)的冷空氣和熱燃?xì)膺M(jìn)行換熱，使冷空氣進(jìn)行第一次加熱；然后，經(jīng)過(guò)第一次加熱的空氣通過(guò)凹形灰斗上的風(fēng)孔進(jìn)入灰室，通過(guò)吸收灰渣的高溫余熱進(jìn)行第二次加熱，然后再通過(guò)蓄熱爐柵中心的圓臺(tái)形空氣上升孔，吸收蓄熱爐柵的熱量，完成空氣的第三次升溫，最后進(jìn)入主氣化室進(jìn)行氣化反應(yīng)。這樣，通過(guò)三次加熱升溫，使氣化所需的空氣溫度達(dá)到50(TC左右，從而大大促進(jìn)了主氣化室內(nèi)氣化溫度的提升。
c) 更重要的是，通過(guò)蓄熱格柵、輻射圓筒和蓄熱爐柵的強(qiáng)烈的蓄熱作用和輻射作用加強(qiáng)主氣化室內(nèi)的物料換熱，使主氣化室內(nèi)的溫度維持在高溫區(qū)。
總之，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使得的采用主氣化室內(nèi)的中心溫度維持在IOO(TC以上，使得生物質(zhì)能夠進(jìn)行充分的氣化，氣化效率大幅度提高，氣化產(chǎn)生的焦油充分裂解，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的高效氣化。
(3) 環(huán)形空氣腔的設(shè)置使得氣化爐的外壁溫度大大降低，顯著減少了爐體的散熱損失；空氣與燃?xì)夂突以臒峤粨Q使得排灰和燃?xì)獾臏囟葴p低，大大減少了排灰和燃?xì)獾臄y帶熱損失。
(4) 多層保溫層的設(shè)置使得在不使用氣化爐的時(shí)間內(nèi)，保留在主氣化室內(nèi)未反應(yīng)完全高溫炭料的熱損失顯著降低，炭料的高溫水平可以維持很長(zhǎng)時(shí)間，大大延長(zhǎng)了氣化爐的封火時(shí)間。
(5) 另外，本氣化爐的對(duì)生物質(zhì)的種類(lèi)、形狀、大小沒(méi)有限制，克服了一些氣化爐僅僅適用于粉狀或顆粒狀生物質(zhì)的限制。
(6) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，操作方便。運(yùn)行成本低。

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圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中^J剖視圖。
圖中標(biāo)號(hào)l干餾室，2主氣化室，3灰室，4外壁，5水封環(huán)槽，6端蓋，7端蓋保溫層，8上段保溫層，9蓄熱格柵，IO燃?xì)饪?，ll空氣進(jìn)口， 12環(huán)形空氣腔，13輻射圓筒，14導(dǎo)熱圓筒，15環(huán)形燃?xì)馇唬?6風(fēng)孔，17凹形灰斗，18蓄熱爐柵，19排灰口， 20圓臺(tái)形空氣上升孔，21灰渣下落孔，22下段保溫層，23燃?xì)獬隹凇?br> 下面通過(guò)具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
下參見(jiàn)圖l，該氣化爐外壁4為直立圓筒結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部構(gòu)造由上段的干餾室l、中段的主氣化室2和下段的灰室3構(gòu)成，各段分別由蓄熱格柵9和蓄熱爐柵18分開(kāi)。
干餾室l由圓形外壁4和上段保溫層8圍成，頂部設(shè)有端蓋6，在其外壁4上部的外側(cè)設(shè)置水封環(huán)槽5。
主氣化室2在徑向上從內(nèi)到外由輻射圓筒13、導(dǎo)熱圓筒14、下段保溫層22和外壁4構(gòu)成，并圍成兩個(gè)環(huán)形空間。在主氣化室2上部的爐體側(cè)壁上設(shè)置貫穿下段保溫層22的空氣進(jìn)口 11;在輻射圓筒13的上部側(cè)壁上設(shè)置燃?xì)饪?0，在其對(duì)稱(chēng)位置的下部貫穿導(dǎo)熱圓筒14、下段保溫層22和外壁4設(shè)置燃?xì)獬隹?23。蓄熱爐柵18承重在凹形灰斗17上，并支撐輻射圓筒13和導(dǎo)熱圓筒14。蓄熱爐柵18中心設(shè)置圓臺(tái)形空氣上升孔20，外層設(shè)置截面為倒圓臺(tái)形的灰渣下落孔21。
灰室3由外壁4和下段保溫層22圍護(hù)，在其側(cè)壁上設(shè)置排灰口 19,中心設(shè)置凹形灰斗17。在凹形灰斗17的上部側(cè)壁上設(shè)置風(fēng)孔16。
第一次使用時(shí)，打開(kāi)端蓋6，在主氣化室2內(nèi)的蓄熱格柵9上放置一些引燃物或易燃物料，例如，放置木炭或干柴禾，并灑一些易燃油料，如酒精、煤油等，點(diǎn)火燃燒，將主氣化室2內(nèi)的溫度提升，并通過(guò)蓄熱格柵9、輻射圓筒13和蓄熱爐柵18的蓄熱作用將引燃物的燃燒放熱吸收儲(chǔ)存起來(lái)； 一段時(shí)間后，在干餾室1內(nèi)填充生物質(zhì)物料，蓋上端蓋6，并在水封環(huán)槽5內(nèi)注水形成水封。主氣化室2內(nèi)的燃料繼續(xù)反應(yīng)并使得干餾室1內(nèi)的生物質(zhì)物料完成干熘過(guò)程，形成炭料。炭料的形成過(guò)程中，其體積大大減小，且發(fā)生斷裂，從而部分炭料通過(guò)蓄熱格柵9自行落入主氣化室2內(nèi)補(bǔ)充炭料，完成炭料的連續(xù)氣化過(guò)程。
運(yùn)行時(shí)，主氣化室2內(nèi)生成的燃?xì)饨?jīng)過(guò)輻射圓筒13上部側(cè)壁上的燃?xì)饪?0進(jìn)入環(huán)形燃?xì)馇?5，繞著環(huán)形燃?xì)馇?5下行至燃?xì)獬隹?3。氣化所需的空氣由外壁4上的空氣進(jìn)口 11切向進(jìn)入環(huán)形空氣腔12，空氣旋轉(zhuǎn)下行的同時(shí)受到環(huán)形燃?xì)馇?5內(nèi)高溫燃?xì)鈧鬟f過(guò)來(lái)的熱量，空氣溫度上升，燃?xì)鉁囟葴p低；空氣下行至環(huán)形空氣腔12的底部時(shí)由凹形灰斗17側(cè)壁上的風(fēng)孔16進(jìn)入灰室3，與主氣化室2下落的高溫灰渣進(jìn)行第二次熱量
6交換；然后再通過(guò)蓄熱爐柵18中心的圓臺(tái)形空氣上升孔20，吸收蓄熱爐柵18的熱量， 完成空氣的第三次升溫，最后進(jìn)入主氣化室2進(jìn)行氣化反應(yīng)。這樣，通過(guò)三次加熱升溫， 使氣化所需的空氣溫度達(dá)到50(TC左右，從而大大促進(jìn)了主氣化室2內(nèi)氣化溫度的提升。
在以后的每次使用時(shí)，由于上次使用后保留在主氣化室2內(nèi)的炭料溫度仍然較高， 而堆積在干餾室1內(nèi)的物料也己經(jīng)完成了干熘過(guò)程，只需使用一些簡(jiǎn)單工具將干餾室1 內(nèi)的炭料撥落至主氣化室2內(nèi)，并在干餾室l內(nèi)填充濕生物質(zhì)物料，蓋上端蓋6，即可啟 動(dòng)氣化爐，重新使用。
權(quán)利要求1、一種戶用秸稈氣化爐，為直立圓筒結(jié)構(gòu)；其特征在于其構(gòu)造由上段的干餾室(1)、中段的主氣化室(2)和下段的灰室(3)構(gòu)成，各段分別由蓄熱格柵(9)和蓄熱爐柵(18)分開(kāi)；主氣化室(2)的四周由輻射圓筒(13)圍護(hù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶用秸稈氣化爐，其特征是所述的主氣化室(2)在徑向上從內(nèi)到外由輻射圓筒(13)、導(dǎo)熱圓筒(14)、下段保溫層(22)和外壁(4)構(gòu)成，并圍成環(huán)形空氣腔(12)和環(huán)形燃?xì)馇?15);在主氣化室(2)上部的爐體側(cè)壁上設(shè)置貫穿下段保溫層(22)的空氣進(jìn)口 (11);在輻射圓筒(13)的上部側(cè)壁上設(shè)置燃?xì)饪?10)，在其對(duì)稱(chēng)位置的下部貫穿導(dǎo)熱圓筒(14)、下段保溫層(22)和外壁(4)設(shè)置燃?xì)獬隹?(23)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種戶用秸稈氣化爐，其特征是所述的干餾室(1)由圓形外壁(4)和上段保溫層(8)圍成，頂部設(shè)有端蓋(6)，在其外壁(4)上部的外側(cè)設(shè)置水封環(huán)槽(5)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶用秸稈氣化爐，其特征是所述的灰室(3)由外壁(4)和下段保溫層(22)圍護(hù)，在其側(cè)壁上設(shè)置排灰口 (19)，中心設(shè)置凹形灰斗(17)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶用秸稈氣化爐，其特征是所述的蓄熱爐柵(18)承重在凹形灰斗(17)上，并支撐輻射圓筒(13)和導(dǎo)熱圓筒(14)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種戶用秸稈氣化爐，其特征是所述的蓄熱爐柵(18)中心設(shè)置圓臺(tái)形空氣上升孔(20)，外層設(shè)置截面為倒圓臺(tái)形的灰渣下落孔(21)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種戶用秸稈氣化爐，其特征是在所述的凹形灰斗(17)的上部側(cè)壁上設(shè)置風(fēng)孔(16)。
專(zhuān)利摘要一種戶用秸稈氣化爐，為直立圓筒結(jié)構(gòu)；其特征在于其構(gòu)造由上段的干餾室、中段的主氣化室和下段的灰室構(gòu)成，各段分別由蓄熱格柵和蓄熱爐柵分開(kāi)；主氣化室的四周由輻射圓筒圍護(hù)。本實(shí)用新型無(wú)需使用外部點(diǎn)火熱源，且點(diǎn)火迅速，氣化中心區(qū)溫度高，焦油含量顯著降低，爐體散熱損失減低，氣化效率高，氣化爐的封火時(shí)間長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，操作方便。運(yùn)行成本低。
文檔編號(hào)C10J3/20GK201415994SQ200920172068
公開(kāi)日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者吳正倉(cāng), 唐志國(guó), 抒 孟, 林其釗, 邢獻(xiàn)軍, 馬培勇 申請(qǐng)人:安徽喜陽(yáng)陽(yáng)新能源科技有限公司