專利名稱：一種旋風(fēng)式秸稈氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及民用秸桿氣化爐技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種旋風(fēng)式秸桿氣化爐。
技術(shù)背景秸桿氣化爐氣化原理是將固體燃料轉(zhuǎn)化為氣體燃料的熱化學(xué)過程。當(dāng)秸桿類物料燃燒時，需要一定量的氧氣，如果提供的氧氣等于或多于這個值(反應(yīng)方程式2C+02 = 2C0的氧氣值)，秸桿便可以充分地燃燒了，最后的殘余物為灰分。如果提供的氧氣是少于這個值，秸桿在燃燒過程中便不能全部燒掉，提供的氧氣越少，沒能燒掉的可燃成分就越多，在缺氧的狀態(tài)下的不完全燃燒，使其轉(zhuǎn)化為炭和一氧化碳、氫、甲烷(CO，H2，CH4)等可燃?xì)怏w。氣化爐中的氣化過程是秸桿從上部加入，氣化劑(空氣)從底部吹入,氣化爐中 參與反應(yīng)的秸桿自上而下形成干燥區(qū)，熱分解區(qū)(裂解區(qū))，還原區(qū)和氧化區(qū)。氣化爐最上層為干燥區(qū)，從上面加入的物料直接進(jìn)入到干燥區(qū)，物料在這里同下面三個反應(yīng)區(qū)生成的熱氣體產(chǎn)物進(jìn)行換熱，使原料中的水分蒸發(fā)出去，該層溫度為100 300°C。干燥層的產(chǎn)物為干物料和水蒸氣，水蒸氣隨著下面的三個反應(yīng)區(qū)的產(chǎn)熱排出氣化爐，而干物料則落入熱分解區(qū)(裂解區(qū))。在熱分解區(qū)(裂解區(qū))，由氧化區(qū)和還原區(qū)生成的熱氣體，在上行過程中經(jīng)過裂解層，同時將秸桿加熱，當(dāng)秸桿受熱后發(fā)生裂解反應(yīng)。在反應(yīng)中，秸桿中大部分的揮發(fā)碳分從固體中分離出去。由于秸桿的裂解需要大量的熱量，在裂解區(qū)溫度為到400 600°C。在裂解反應(yīng)中還有少量烴類物質(zhì)的產(chǎn)生。裂解區(qū)的主要產(chǎn)物為炭、氫氣、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烴類物質(zhì)等，這些熱氣體繼續(xù)上升，進(jìn)入到干燥區(qū)，而炭則進(jìn)入下面的還原區(qū)。在還原區(qū)已沒有氧氣存在，在氧化反應(yīng)中生成的二氧化碳在這里同炭及水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng)，生成一氧化碳(CO)和氫氣(H2)。由于還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，還原區(qū)的溫度約為700 900°C。還原區(qū)的主要產(chǎn)物為一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)和氫氣(H2)，這些熱氣體同在氧化區(qū)生成的部分熱氣體進(jìn)入上部的裂解區(qū)，而沒有反應(yīng)完的炭則落入氧化區(qū)。在氧化區(qū)空氣由氣化爐的底部進(jìn)入，在經(jīng)過灰渣層時被加熱，加熱后的氣體進(jìn)入氣化爐底部的氧化區(qū)，在這里同熾熱的炭發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成二氧化碳同時放出熱量，由于是限氧燃燒，氧氣的供給是不充分的，因而不完全燃燒反應(yīng)同時發(fā)生，生成一氧化碳，同時也放熱量。在氧化區(qū)，溫度可達(dá)1000 1200°C，反應(yīng)方程式為C+02 = C02+AH AH= 408.8千焦。在氧化區(qū)進(jìn)行的均為燃燒反應(yīng)，并放出熱量，也正是這部分反應(yīng)熱為還原區(qū)的還原反應(yīng)、物料的裂解和干燥，提供了熱源。在氧化區(qū)中生成的熱氣體(一氧化碳和二氧化碳)進(jìn)入氣化爐的還原區(qū)，灰則落入下部的灰室中。秸桿氣化爐原理比較簡單，就是靠秸桿的不充分燃燒，生成一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃性氣體，然后將氣體過濾導(dǎo)出，進(jìn)行燃燒來獲取熱量。氣化爐理論上講，應(yīng)為一種理想的節(jié)能實(shí)用爐具，現(xiàn)有小型單戶秸桿氣化爐形式較多，但是現(xiàn)有的各種氣化爐真正使用的不是很多。原因是現(xiàn)有的秸桿氣化爐在結(jié)構(gòu)上還不能實(shí)現(xiàn)上述的理想的氣化過程。如現(xiàn)有的秸桿氣化爐，在結(jié)構(gòu)形狀上不合理，結(jié)構(gòu)尺寸及空間比例不適當(dāng)，有爐內(nèi)腔底部采用倒錐狀的，不利于落料，有采用機(jī)械攪拌裝置落料的，又影響氣化燃燒；氣化爐的核心部件爐芯，一般采用爐篦子(鋼筋爐排)式爐芯，管式爐芯或者為多孔碟式爐芯，氣化劑的均勻性分布和輸送力度對氣化過程有影響；燃?xì)獾倪^濾凈化有采用水或者其他介質(zhì)材料過濾的，也有采用冷凝技術(shù)過濾，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，過濾凈化效果不理想；現(xiàn)有的氣化爐往往使得燃燒不均勻，氣化過程不充分，爐內(nèi)易產(chǎn)生明火，出現(xiàn)空洞，造成產(chǎn)氣中斷，持續(xù)供氣時間短等現(xiàn)象?，F(xiàn)有的氣化爐對秸桿柴禾可燃性的要求也較高，對物料含水量要求小于20%。而且現(xiàn)有秸桿氣化爐操作起來比較麻煩，煙熏、難聞氣味的問題和焦油的分離處理一直很難解決。
發(fā)明內(nèi)容 本實(shí)用新型的目的旨在提供一種燃燒均勻、氣化充分的旋風(fēng)式秸桿氣化爐。本實(shí)用新型的旋風(fēng)式秸桿氣化爐由爐體、燃?xì)饨映龉?、爐體水槽、爐蓋、爐膽、爐芯、爐灰口、爐灰口蓋、凈化筒、燃?xì)廨斎牍堋⒔褂推?、焦油排出口、燃?xì)廨敵龉?、進(jìn)風(fēng)管、送風(fēng)接管和電鼓風(fēng)機(jī)組成。電鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)送風(fēng)接管與爐芯和進(jìn)風(fēng)管連接相通，爐體內(nèi)裝有隔熱保溫的爐膽，在爐體開口處有爐體水槽，爐體水槽內(nèi)裝有燃?xì)饨映龉?，爐蓋蓋在爐體水槽內(nèi)；燃?xì)饨映龉芘c燃?xì)廨斎牍苓B接，燃?xì)廨斎牍芗斑M(jìn)風(fēng)管與凈化筒連接，燃?xì)廨敵龉苡蓛艋采喜拷映?，焦油瓶通過焦油排出口與凈化筒底部相連；爐體下部開有爐灰口，爐灰口(7)上蓋有爐灰口蓋。本實(shí)用新型的爐體外形狀為圓柱體，爐體內(nèi)裝有爐膽，爐膽內(nèi)膛為圓柱體空腔，爐膽內(nèi)膛直徑與高度的比為I : 2-3. 5范圍之間，爐膽內(nèi)膛直徑為30cm-80cm范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的爐芯為圓柱體形內(nèi)空的殼體，其殼體壁厚在3mm-10mm范圍，在爐芯的下底面上有一與送風(fēng)接管孔徑相同且相通的進(jìn)氣孔，在爐芯的上圓面上有3-8個直徑為均勻分布傾斜的小孔,在圓柱體的圓周柱體面上均勻分布有與圓柱面徑線成10-40度夾角的位置處隆起的斜線筋條，筋條的截面高度、厚度為6mm-12mm在范圍，筋條與筋條之間的中部二分之一高度處分布有直徑為傾斜的小孔，該傾斜的小孔與水平方向成10-40度的夾角，同時與小孔處的圓周切線方向成60-80度的夾角。本實(shí)用新型的凈化筒為圓柱體形筒體，在凈化筒的圓柱體柱面上沿外圓周切線方向?qū)ΨQ分布有進(jìn)風(fēng)管和燃?xì)廨斎牍?，輸入的空氣和燃?xì)?含有焦油、灰粉和水份)在凈化筒內(nèi)部沿圓周切線方向形成高速旋轉(zhuǎn)的氣流并形成霧化狀態(tài)，高速旋轉(zhuǎn)的氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)離心力，焦油、灰粉和水份在離心力作用下甩向凈化筒內(nèi)腔的圓周面的腔壁上，在重力作用下沿焦油排出口排出，而凈化后的燃?xì)庥芍绷⒌娜細(xì)廨敵龉芄┙o燃?xì)庥镁?。本?shí)用新型的爐蓋為有傾斜度的盆狀形式，氣化過程產(chǎn)生的水氣在爐蓋上凝結(jié)，沿爐蓋傾斜面流入爐體水槽；燃?xì)饨映龉苤绷⒌难b在爐體水槽內(nèi)，其端口位置在爐體水槽(3) 二分之一至三分之二高處，當(dāng)爐體水槽內(nèi)的水超過其端口位置時從燃?xì)饨映龉芤绯隽魅雰艋?，凈化筒的進(jìn)風(fēng)氣流使其霧化，以凈化燃?xì)庵械慕褂秃突曳?。本?shí)用新型的旋風(fēng)式秸桿氣化爐，解決了現(xiàn)有秸桿氣化爐燃燒不均勻，氣化過程不充分，爐內(nèi)易產(chǎn)生明火，出現(xiàn)空洞，造成產(chǎn)氣中斷，持續(xù)供氣時間短，對物料要求高，煙熏，難聞氣味和焦油難處理等問題。

[0012]圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型爐芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型爐芯的俯視圖；圖4是本實(shí)用新型燃?xì)鈨艋鞯慕Y(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型燃?xì)鈨艋鞯母┮晥D；圖6是本實(shí)用新型爐口處局部放大剖視圖。 I、爐體2、燃?xì)饨映龉?、爐體水槽4、爐蓋5、爐膽6、爐芯7、爐灰口8、爐灰口蓋9、凈化筒10、燃?xì)廨斎牍?1、焦油瓶12、焦油排出口 13、燃?xì)廨敵龉?br> 14、進(jìn)風(fēng)管15、送風(fēng)接管16、電鼓風(fēng)機(jī)
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的旋風(fēng)式秸桿氣化爐由電鼓風(fēng)機(jī)(16)經(jīng)送風(fēng)接管(15)與爐芯(6)和進(jìn)風(fēng)管(14)連接相通，爐體(I)內(nèi)裝有隔熱保溫的爐膽(5)，在爐體(I)開口處有爐體水槽
(3)，爐體水槽(3)內(nèi)裝有燃?xì)饨映龉?2)，爐蓋(4)蓋在爐體水槽(3)內(nèi)；燃?xì)饨映龉?2)與燃?xì)廨斎牍?10)連接，燃?xì)廨斎牍?10)及進(jìn)風(fēng)管(14)與凈化筒(9)連接，燃?xì)廨敵龉?br> (13)由凈化筒(9)頂部接出，焦油瓶(11)通過焦油排出口(12)與凈化筒(9)底部相連；爐體(I)下部開有爐灰口(7)，爐灰口(7)上蓋有爐灰口蓋(8)。燃?xì)膺M(jìn)入凈化筒(9)，凈化后的燃?xì)庥扇細(xì)廨敵龉?13)輸送給爐灶、燃?xì)鉄崴鞯扔脷饩撸褂?、灰粉和水份?jīng)凈化筒(9)沉積后通過焦油排出口(11)排出到焦油瓶(11)內(nèi)，爐體⑴下部開有爐灰口(7)，揭開爐灰口蓋(8)爐內(nèi)產(chǎn)生的爐灰可經(jīng)爐灰口(7)取出。本實(shí)用新型的爐體⑴外形狀為圓柱體，爐體⑴內(nèi)裝有爐膽(5)，爐膽(5)內(nèi)膛為圓柱體空腔，爐膽(5)內(nèi)膛直徑與高度的比為I : 2-3.5，爐膽(5)內(nèi)膛直徑為30cm-80cm，這樣的尺寸空間才能滿足氣化爐氧化區(qū)、還原區(qū)、裂解區(qū)和干燥區(qū)對氣化過程的空間需要。本實(shí)用新型的爐芯(6)為圓柱體形內(nèi)空的殼體，其殼體壁厚在3mm-10mm范圍，在爐芯(6)的下底面上有一與送風(fēng)接管(15)孔徑相同且相通的進(jìn)氣孔，在爐芯(6)的上圓面上有3-8個直徑為均勻分布傾斜的小孔,在爐芯(6)圓柱體的圓周柱體面上均勻分布有與圓柱面徑線成10-40度夾角的位置處隆起的斜線筋條，筋條的截面高度、厚度為筋條與筋條之間的中間部位二分之一高度處分布有直徑為傾斜的小孔，該傾斜的小孔與水平方向向上成10-40度范圍的夾角，同時與小孔處的圓周切線方向成60-80度的夾角。以上爐芯(6)上各處分布的傾斜小孔向爐膛內(nèi)吹風(fēng)，由于小孔是傾斜的，在爐膛內(nèi)形成旋風(fēng)，滿足氣化爐氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、裂解反應(yīng)和干燥等氣化過程對空氣和熱值溫度的需要。本實(shí)用新型的凈化筒(9)為圓柱體形筒體，在凈化筒(9)的圓柱體柱面上沿外圓周切線方向相對分布有進(jìn)風(fēng)管(14)和燃?xì)廨斎牍?10)，如圖4、圖5所示，輸入的空氣和燃?xì)?含有焦油、灰粉和水份)在凈化筒(9)內(nèi)部沿圓周切線方向形成高速旋轉(zhuǎn)的氣流并形成霧化狀態(tài)，高速旋轉(zhuǎn)的氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)離心力，焦油、灰粉和水份在離心力作用下甩向凈化筒(9)內(nèi)腔的圓周面的腔壁上，在重力作用下沿焦油排出口(12)排出，而凈化后的燃?xì)庥蓛艋?9)頂部直立的燃?xì)廨敵龉?13)供給燃?xì)庥镁?。[0024]本實(shí)用新型的爐蓋(4)為有傾斜度的盆狀形式，氣化過程產(chǎn)生的水氣在爐蓋(4)上凝結(jié)，沿爐蓋傾斜面流入爐體水槽(3)，爐體水槽(3)內(nèi)裝有直立的燃?xì)饨映龉?2)，其端口位置在爐體水槽(3) 二分之一至三分之二高處，如圖6所示，當(dāng)爐體水槽(3)內(nèi)的水超過其端口位置時從燃?xì)饨映龉?2)的端口溢出，流入凈化筒(9)，凈化筒(9)的進(jìn)風(fēng)氣流使其霧化，以凈化燃?xì)庵械慕褂秃突曳?。本?shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，優(yōu)化的爐體形狀和結(jié)構(gòu)尺寸，滿足了氣化爐氧化區(qū)、還原區(qū)、裂解區(qū)和干燥區(qū)對氣化過程的空間需要。新型的爐芯給氣化爐爐內(nèi)供給旋轉(zhuǎn)上升的氣流，滿足氣化爐氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、裂解反應(yīng)和干燥過程對空氣和熱值溫度的需要，有效解決了燃燒不均勻，氣化過程不充分，爐內(nèi)易產(chǎn)生明火，出現(xiàn)空洞，造成產(chǎn)氣中斷，持續(xù)供氣時間短等問題。新型的燃?xì)鈨艋鞑捎脷饬黛F化和離心分離技術(shù)，有效解決了難聞氣味和焦油、灰粉分離處理的難題。該旋風(fēng)式秸桿氣化爐操作簡單，適用各種柴禾秸桿，對含水量 超過20%的物料也能正常使用。當(dāng)?shù)卮迕袷褂脿t體直徑40厘米的旋風(fēng)式秸桿氣化爐，添加一爐柴禾秸桿持續(xù)供氣可達(dá)六小時以上，可供5 口之家一日三餐做飯炒菜、取暖和早晚洗漱對熱水的需要。該旋風(fēng)式秸桿氣化爐是現(xiàn)代農(nóng)村使用的高效節(jié)能、方便快捷、潔凈衛(wèi)生的理想的爐具設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種旋風(fēng)式秸桿氣化爐，由爐體(I)、燃?xì)饨映龉?2)、爐體水槽(3)、爐蓋(4)、爐膽(5)、爐芯(6)、爐灰口(7)、爐灰口蓋(8)、凈化筒(9)、燃?xì)廨斎牍?10)、焦油瓶(11)、焦油排出口(12)、燃?xì)廨敵龉?13)、進(jìn)風(fēng)管(14)、送風(fēng)接管(15)和電鼓風(fēng)機(jī)(16)組成；其特征在于電鼓風(fēng)機(jī)(16)經(jīng)送風(fēng)接管(15)與殼體上開有小孔的爐芯(6)和進(jìn)風(fēng)管(14)連接相通；爐體(I)內(nèi)裝有隔熱保溫的爐膽(5)，在爐體(I)開口處有爐體水槽(3)，爐體水槽(3)內(nèi)裝有燃?xì)饨映龉?2)，爐蓋(4)蓋在爐體水槽(3)內(nèi)，燃?xì)饨映龉?2)與燃?xì)廨斎牍?10)連接，燃?xì)廨斎牍?10)及進(jìn)風(fēng)管(14)與凈化筒(9)連接，燃?xì)廨敵龉?13)由凈化筒(9)頂部接出，焦油瓶(11)通過焦油排出口(12)與凈化筒(9)底部相連；爐體(I)下部開有爐灰口(7)，爐灰口(7)上蓋有爐灰口蓋(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種旋風(fēng)式秸桿氣化爐，其特征在于爐膽(5)內(nèi)膛為圓柱體空腔，爐膽(5)內(nèi)膛直徑與高度的比例為I : 2-3. 5，爐膽(5)內(nèi)膛直徑為30cm-80cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種旋風(fēng)式秸桿氣化爐，其特征在于爐芯(6)為圓柱體形內(nèi)空且殼體上均勻分布有3-8個傾斜的小孔，且圓周柱體面上均勻分布有與圓柱面徑線成10-40度夾角的位置處隆起的斜線筋條。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種旋風(fēng)式秸桿氣化爐，其特征在于在爐芯(6)上的斜線筋條的截面高度、厚度為6_-12_，爐芯(6)的圓周柱體面上均勻分布的傾斜的小孔與水平方向向上成10-40度的夾角，同時與小孔處的圓周切線方向成60-80度的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種旋風(fēng)式秸桿氣化爐，其特征在于凈化筒(9)為圓柱體形筒體，進(jìn)風(fēng)管(14)和燃?xì)廨斎牍?10)沿凈化筒(9)的圓柱體柱面上外圓周切線方向相對分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種旋風(fēng)式秸桿氣化爐，其特征在于爐蓋(4)為有傾斜度的盆狀形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種旋風(fēng)式秸桿氣化爐，其特征在于燃?xì)饨映龉?2)直立的裝在爐體水槽(3)內(nèi)，其端口位置在爐體水槽(3) 二分之一至三分之二高處。
專利摘要本實(shí)用新型的旋風(fēng)式秸稈氣化爐由電鼓風(fēng)機(jī)(16)經(jīng)送風(fēng)接管(15)與爐芯(6)和進(jìn)風(fēng)管(14)連接相通，爐體(1)內(nèi)裝有隔熱保溫的爐膽(5)，在爐體(1)開口處有爐體水槽(3)，爐體水槽(3)內(nèi)裝有燃?xì)饨映龉?2)，爐蓋(4)蓋在爐體水槽(3)內(nèi)，燃?xì)饨映龉?2)與燃?xì)廨斎牍?10)連接，燃?xì)廨斎牍?10)及進(jìn)風(fēng)管(14)與凈化筒(9)連接，燃?xì)廨敵龉?13)由凈化筒(9)頂部接出，焦油瓶(11)通過焦油排出口(12)與凈化筒(9)底部相連。本實(shí)用新型的旋風(fēng)式秸稈氣化爐，解決了現(xiàn)有秸稈氣化爐燃燒不均勻，氣化過程不充分，爐內(nèi)易產(chǎn)生明火，出現(xiàn)空洞，造成產(chǎn)氣中斷，持續(xù)供氣時間短，對物料要求高，煙熏，難聞氣味和焦油難處理等問題。
文檔編號C10J3/72GK202379955SQ20112050883
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者田晏 申請人:田晏