專利名稱：秸稈燃氣發(fā)生爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種秸桿燃氣發(fā)生爐，屬于燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域，用于利用植物秸桿制備可供發(fā)電、取暖，特別是農(nóng)村集中供給各家各戶燒水做飯的燃氣。
在現(xiàn)有技術(shù)中，國外四十年代即有用于農(nóng)莊、村鎮(zhèn)集體供暖與本技術(shù)相類似的裝置；國內(nèi)亦從九十年代初開始進行這方面的研究。經(jīng)查中國專利公報發(fā)現(xiàn)已有相似技術(shù)的在先專利申請。但與本發(fā)明創(chuàng)造相比，都不同程度地存在一些技術(shù)問題如有的爐膛設(shè)計不合理，在不同區(qū)域內(nèi)隨著燃料堆積體積的變化，易出現(xiàn)“搭橋”、造成“風(fēng)洞”，破壞了氣化過程的穩(wěn)定性，導(dǎo)致燃氣質(zhì)量的不穩(wěn)定；有的未考慮原料在燃燒(氧化)——氣化(還原)等一系列熱化學(xué)過程中需要有一個穩(wěn)定高溫場的問題，因而爐膛內(nèi)不論是燃燒區(qū)還是還原區(qū)沒設(shè)保溫層；有的沒有考慮氣化過程中能量平衡與綜合利用的問題，將爐內(nèi)產(chǎn)生的高溫燃氣直接抽出送走，而冷空氣卻不預(yù)熱即進入爐內(nèi)，這樣既浪費大量熱能，又降低了燃氣轉(zhuǎn)化率，且造成所制備的燃氣的質(zhì)量低劣；有的雖設(shè)有水腔(或水套)，但不起供水和蒸汽的平衡供給控制作用，難以保證制氣過程中水和蒸汽的平衡供給，無法保證爐內(nèi)燃燒轉(zhuǎn)化過程的正常進行，甚至容易造成息火、停爐等事故；還有的爐篦子結(jié)構(gòu)不合理，不能保證排渣暢通，氣化爐無法實現(xiàn)長期連續(xù)運轉(zhuǎn)。
本實用新型的目的在于提供一種設(shè)計科學(xué)合理，結(jié)構(gòu)較簡單，性能穩(wěn)定可靠，能克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的各種問題，更具有實用價值的秸桿燃氣發(fā)生爐。
根據(jù)植物秸桿的特性和熱能轉(zhuǎn)化基本原理，針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本實用新型的基本構(gòu)思是以現(xiàn)有同類技術(shù)三節(jié)式爐體為基礎(chǔ)，進行下列幾項徹底改造(1)改直筒狀爐膛為其內(nèi)腔有不同錐度的爐膛，以利優(yōu)化秸桿燃燒轉(zhuǎn)化過程；(2)在爐膛燃燒區(qū)和還原區(qū)增設(shè)保溫層，以便增加爐體熱容，穩(wěn)定熱場，提高轉(zhuǎn)化率和燃氣質(zhì)量；(3)變高溫燃氣從爐膛內(nèi)直接抽出送走為通過列管與進入爐腔內(nèi)的冷空氣進行了熱交換充分利用了余熱后再被抽出，以提高能量的綜合利用率；(4)爐體內(nèi)增設(shè)兩個空氣預(yù)熱腔，以使外界進入的冷空氣通過上爐體和中爐體外夾層的充分預(yù)熱后，再進入位于中爐體內(nèi)由高溫燃氣所通過的列管而形成的高溫交換區(qū)成為高溫空氣后，被送入燃燒區(qū)，以保證爐內(nèi)氧化——還原過程的條件優(yōu)化和穩(wěn)定；(5)在中爐體下方，設(shè)置內(nèi)外連通分別與爐膛側(cè)壁和爐體側(cè)壁及爐底共同組成的兩水腔，其中的水被高溫燃氣加熱沸騰產(chǎn)生的蒸氣進入高溫?zé)峤粨Q區(qū)與熱空氣相混合并被上述列管進一步加熱后進入爐內(nèi)參加燃氣的還原轉(zhuǎn)化；(6)改單層爐篦子為上下兩層且下層上焊有除灰耙齒還可沿帶滑輪的軌道滑動，通過密封外露的操縱桿可使上下層相互產(chǎn)生位移，除去灰渣的雙層爐篦子；(7)在上爐膛內(nèi)側(cè)上部增設(shè)空氣進孔，使進料處保持負壓，避免煙塵外溢污染環(huán)境；(8)改直筒形進料口為倒置中空截頭圓錐體形，以保證料層厚度均勻，料床穩(wěn)定，從而實現(xiàn)設(shè)計目的。
本實用新型所述的秸桿燃氣發(fā)生爐，從上到下依次由帶進料口1并裝有上爐膛4的上爐體3、帶燃氣出口7并裝有進水管19和溢水管16以及中爐膛9的中爐體11和帶排灰口14的下爐體13以及裝于上述的中、下爐體11和13之間的爐篦子15構(gòu)成，并且上述的上、中、下三個爐體由法藍相互連成一體，其特征在于該爐其上述的進料口1呈倒置的空心截頭圓錐體形并在上述的上、中二爐膛4和9的近上沿處設(shè)有空氣進氣孔2，在上述的中爐體11與中爐膛9的二側(cè)壁之間還裝有環(huán)繞在中爐膛9上口并和其上沿焊在一起又和上述的燃氣出口7相連通的燃氣匯總環(huán)形管6、其上沿和中爐膛9焊在一起用以隔出第二預(yù)熱區(qū)的吊裝環(huán)形夾層壁10、其上端與燃氣匯總環(huán)形管6相連通其下端設(shè)有燃氣入口17并在它們周圍形成高溫換熱區(qū)20的燃氣列管21和既與上述的進、溢二水管19和16相連通又彼此之間通過管子相連通的環(huán)形外水腔12及環(huán)形內(nèi)水腔18。
上述的上爐膛4呈倒置的空心截頭圓錐體形，其斜側(cè)壁與上述的上爐體3的直側(cè)壁及部分爐底共同組成空心直角三角形旋轉(zhuǎn)環(huán)體形的第一預(yù)熱區(qū)5，該區(qū)和上述的上爐膛4及中爐體11內(nèi)腔分別由位于爐膛斜側(cè)頂端和爐體底邊上的氣空口相連通。
上述的中爐膛9其上部呈倒置的空心截頭圓錐體形，與其連為一體的下部呈圓筒狀，并且它們的內(nèi)壁上均裝有保溫層8。
上述的爐篦子15由上爐篦子22和位于其下面爐條上焊有除灰耙齒24的下爐篦子23及裝有滑輪的軌道25構(gòu)成，在密封露出爐體的操縱桿的推動下上、下二爐篦子22和23可以產(chǎn)生相互位移，從而把爐灰除掉。
本實用新型的優(yōu)點是爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎、科學(xué)、合理，能使各種低質(zhì)生物質(zhì)原料在最佳的熱化學(xué)條件下進行轉(zhuǎn)化和氣化，熱能利用率高，燃氣轉(zhuǎn)化率亦高，燃氣質(zhì)量高且穩(wěn)定，燃燒熱值接近理論值；性能可靠，可操作性強，更具有實用性，爐體外型尺寸可隨供氣量大小而變化，用途廣泛，既可用于發(fā)電、居民區(qū)集體供熱取暖、工業(yè)供熱，又可為100戶以上的農(nóng)村集中供氣燒水做飯取暖等，既可節(jié)約能源，又可減輕環(huán)境污染，還能降低燃氣生產(chǎn)成本。
附


圖1為本實用新型最佳實施例之一組裝后整體垂直縱剖結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為雙層爐篦子結(jié)構(gòu)示意圖。
結(jié)合附圖和最佳實施例將本實用新型的結(jié)構(gòu)特征進一步描述如下在用鍋爐鋼板焊接均呈筒狀并由法藍連接在一起的上、中、下三個爐體3、11和13中，上爐體3的上口處裝一用鋼板焊制而成的倒置的空心截頭圓錐體形的進料口1，該爐體內(nèi)裝一用鋼板焊接成型的倒置的空心截頭圓錐體形且近上口設(shè)有10個空氣進氣孔2的上爐膛4，該爐膛側(cè)壁和爐體側(cè)壁及部分爐底組成一個由其截面呈直角三角形環(huán)繞爐膛的第一預(yù)熱區(qū)5，該區(qū)通過設(shè)在爐膛側(cè)壁上部和爐底近側(cè)壁處的空氣入口分別與上爐膛3和中爐體11內(nèi)腔相連通；在帶燃氣出口7并裝有進水管19和溢水管16的中爐體11內(nèi)腔居中裝有用鋼板焊接而成且上口處亦設(shè)有10個空氣進氣孔2、上下連為一體上大半部呈倒置空心截頭圓錐體形而下小半部呈圓筒形且其內(nèi)壁均裝保溫層8的中爐膛9、環(huán)繞該爐膛9上口并和其上沿焊接一起且和上述的中爐體11上所帶的燃氣出口7相連通的燃氣匯總環(huán)形方管6、套在中爐膛9上半部外面上端與中爐體11的爐頂焊接在一起鋼板質(zhì)圓筒狀的吊裝環(huán)形夾層壁10、它和中爐體11的側(cè)壁形成有空氣入口與第一預(yù)熱區(qū)5相連通的第二預(yù)熱區(qū)、位于夾層壁10與中爐膛側(cè)壁之間上端與燃氣匯總環(huán)管6相連通下端設(shè)有燃氣入口17鋼管質(zhì)的燃氣列管21(在其周圍形成高溫換熱區(qū)20)、分別與中爐體11側(cè)壁和爐底及中爐膛9側(cè)壁和爐底共同組成鋼板質(zhì)且與上述的進、溢二水管19和16相連通的封閉矩形截面環(huán)形外水腔12和上端敞開并由管子與外水腔12相連通的內(nèi)水腔18；在中、下二爐體11和13之間裝有由園鋼焊成爐條間距較小的上層爐篦子22和爐條距離較大爐條上焊有兩片豎直向上插入上層爐篦子爐條間隙并高于爐條的除灰耙齒24可在密封安裝露于爐體外的操縱桿的推拉下可沿其上裝有滑輪的軌道移動的下爐篦子23所組成雙層爐篦子15；下爐體13底部設(shè)有排灰口14。秸桿經(jīng)進料口1入上爐膛4和中爐膛9充分燃燒后其灰經(jīng)爐篦子15和排灰口14排出，空氣由入口進入經(jīng)第一預(yù)熱區(qū)5預(yù)熱再由入口進入第二預(yù)熱區(qū)到高溫?zé)峤粨Q區(qū)20變?yōu)楦邷乜諝夂螅?jīng)孔2進入中爐膛9，而水由進水管19入外水腔12過量的水由溢水管16溢出經(jīng)連接管入內(nèi)水腔18氣化后蒸氣進入高溫?zé)峤粨Q區(qū)20與空氣混合后入中爐膛，所產(chǎn)生的燃氣從爐篦子15出來經(jīng)燃氣入口17和列管21匯總到燃氣匯總環(huán)形管6。
作為本實施例的變更1、各部所用原材料以及燃氣匯總環(huán)形管的形狀、內(nèi)外水腔的形狀等均可適當(dāng)變更；2、空氣進氣孔的數(shù)量，每個爐膛上可在6～20個范圍內(nèi)變更而且都可雙層排列。
3、燃氣列管可在10～20根范圍內(nèi)變更，也可采用彎管、蛇形管或螺旋管，還可在直管外壁上加散熱片；4、爐體總體外形尺寸直徑可在1000～1500mm，高在1800～2500mm范圍內(nèi)變動。
權(quán)利要求1.一種秸桿燃氣發(fā)生爐，從上到下依次由帶進料口[1]并裝有上爐膛[4]的上爐體[3]、帶燃氣出口[7]并裝有進水管[19]和溢水管[16]以及中爐膛[9]的中爐體[11]和帶排灰口[14]的下爐體[13]以及裝于上述的中、下爐體[11]和[13]之間的爐篦子[15]構(gòu)成，并且上述的上、中、下三個爐體由法藍相互連成一體，其特征在于該爐其上述的進料口[1]呈倒置的空心截頭圓錐體形并在上述的上、中二爐膛[4]和[9]的近上沿處設(shè)有空氣進氣孔[2]，在上述的中爐體[11]與中爐膛[9]的二側(cè)壁之間還裝有環(huán)繞在中爐膛[9]上口并和其上沿焊在一起又和上述的燃氣出口[7]相連通的燃氣匯總環(huán)形管[6]、其上沿和中爐膛[9]焊在一起用以隔出第二預(yù)熱區(qū)的吊裝環(huán)形夾層壁[10]、其上端與燃氣匯總環(huán)形管[6]相連通其下端設(shè)有燃氣入口[17]并在它們周圍形成高溫換熱區(qū)[20]的燃氣列管[21]和既與上述的進、溢二水管[19]和[16]相連通又彼此之間通過管子相連通的環(huán)形外水腔[12]及環(huán)形內(nèi)水腔[18]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿燃氣發(fā)生爐，其特征在于上述的上爐膛[4]呈倒置的空心截頭圓錐體形，其斜側(cè)壁與上述的上爐體[3]的直側(cè)壁及部分爐底共同組成空心直角三角形旋轉(zhuǎn)環(huán)體形的第一預(yù)熱區(qū)[5]，該區(qū)和上述的上爐膛[4]及中爐體[11]內(nèi)腔分別由位于爐膛斜側(cè)頂端和爐體底邊上的氣空口相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿燃氣發(fā)生爐，其特征在于上述的中爐膛[9]其上部呈倒置的空心截頭圓錐體形，與其連為一體的下部呈圓筒狀，并且它們的內(nèi)壁上均裝有保溫層[8]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿燃氣發(fā)生爐，其特征在于上述的爐篦子[15]由上爐篦子[22]和位于其下面爐條上焊有除灰耙齒[24]的下爐篦子[23]及裝有滑輪的軌道[25]構(gòu)成。
專利摘要一種秸稈燃氣發(fā)生爐,屬燃燒裝置,用于利用植物秸稈制備燃氣。其特征是該爐由帶倒置截頭圓錐體形進料口并裝有倒置截頭圓錐體形上爐膛的上爐體和帶燃氣出口和進溢水管其內(nèi)裝上倒置截頭圓錐體形下直筒形并設(shè)保溫層的中爐膛、燃氣匯總環(huán)管、吊裝夾層壁、燃氣列管和內(nèi)外二水腔的中爐體以及箅子和帶排灰口的下爐體構(gòu)成。具有設(shè)計科學(xué)合理,能使秸稈在最佳熱化條件下氣化,熱能利用和燃氣轉(zhuǎn)化率高,質(zhì)量穩(wěn)定,可操作性強等優(yōu)點。
文檔編號C10B53/02GK2350393SQ98243919
公開日1999年11月24日 申請日期1998年12月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月23日
發(fā)明者管宗頡 申請人:管宗頡