下吸式生物质气化炉的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种下吸式生物质气化炉，用于燃烧生物质原料生产气体燃料，其包括：上炉体，其包括：上炉体和设置在上炉体的侧壁上的若干进气孔；下炉体，设置在所述上炉体的下方；供气装置，包括用于为在所述上炉体内燃烧的生物质原料提供蒸汽的蒸汽输入装置；输出装置，设置在所述下炉体外，用于输出生物质原料反应后生成的气体燃料。本发明通过在现有下吸式生物质气化炉上增设蒸汽输入装置，将原有的仅使用空气作为助燃气体改为使用助燃蒸汽与助燃空气组成的助燃气体，通过为下吸式生物质气化炉提供由蒸汽和空气混合的助燃气体，降低其所生产成的气体燃料中的氮含量，提高气体燃料的品质。
【专利说明】下吸式生物质气化炉
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用生物质制备气体燃料的气化炉，属于再生资源利用领域。
【背景技术】
[0002]生物质能是一种理想的可再生能源，由于其分布广泛、有利于环保等特点，因而越来越受到世界各国的关注。将生物质原料经过燃烧等一系列反应后生成气体燃料的生物质气化技术是利用生物质能的一种重要方式。生物质气化技术是利用生物质原料，例如:农作物秸杆、林木废弃物、食用菌渣、牛羊畜粪等进行气化转化成为可燃气体，从而替代液化气、煤气等能源作为生活生产用气。目前，通常使用下吸式生物质气化炉对生物质原料进行气化，生物质原料在气化炉内经过氧化、还原、裂解等化学反应，最后生成主要成份为CO的气体燃料。
[0003]如图2所示，现有技术中的下吸式生物质气化炉包括:位于生物质气化炉上部的上炉体101，位于上炉体101下方的下炉体102，位于上炉体101底部的箅子103，用于输出生物质气化后所产生气体燃料8的输出装置，包括与下炉体102连通的输出管道104和设置在输出管道104上为气体燃料8的输出提供动力的第一气泵7。
[0004]工作时，首先，将生物质原料5投放到上炉体101中，开启第一气泵7，第一气泵7开启后，由于其抽吸作用，作为助燃气体6的空气由上炉体的顶端进入，通过生物质原料进入到下炉体102中，随后通过输出管道104排出。在下部将生物质原料点燃，当燃烧稳定后，生物质原料可根据其燃烧程度分为三个部分:位于上部的待燃烧层501、位于其下部的燃烧层502和位于底部的灰层503。生物质原料燃烧后所产生的气体燃料8也在第一气泵7的抽吸作用下，由下炉体102经过输出管道104输送至后续工序中进行进一步处理。
[0005]上述下吸式生物质气化炉，虽可以制备气体燃料，但由于其助燃气体主要是空气，而空气中氧气的含量仅占21%，而氮气的含量为78%，由于氮气的化学性质比较稳定，不易分解，所以，下吸式生物质气化炉所产生的气体燃料中含有大量的氮气，可燃气体比例不高，气体燃料的品质较低。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术中下吸式生物质气化炉所产生的气体燃料中氮气等不可燃气体含量较高的问题，本发明提供一种改进的下吸式生物质气化炉，其在现有下吸式生物质气化炉的基础上增设蒸汽输入装置，使下吸式生物质气化炉的助燃气体为空气和水蒸汽的混合物，通过调节助燃气体中的空气与水蒸汽之间的比例，既可保证生物质原料气化反应的正常进行，又降低了气体燃料中的氮含量。并且其结构简单，安装方便，不但适用与新设备生产，还适用于老旧设备的改造。
[0007]为解决上述问题，本发明所提供的技术方案为:
一种下吸式生物质气化炉，用于燃烧生物质原料生产气体燃料，该气化炉包括:
上炉体，其侧壁上设置有若干用于引入助燃气体的进气孔； 下炉体，设置在所述上炉体的下方；
供气装置，包括用于为上炉体内燃烧的生物质原料提供助燃蒸汽的蒸汽输入装置；
输出装置，与所述下炉体连通，用于输出生物质原料反应后生成的气体燃料。
[0008]进一步，所述若干进气孔沿所述上炉体侧壁周向均布。
[0009]进一步，所述蒸汽输入装置包括:用于生产助燃蒸汽的蒸汽提供装置和用于将助燃蒸汽由蒸汽提供装置输入到上炉体中的蒸汽输入管道，所述蒸汽输入管道一端与所述进气孔连通，另一端与蒸汽提供装置连通。
[0010]进一步，所述供气装置还包括空气输入装置，空气输入装置包括用于生产助燃空气的空气提供装置和用于将助燃空气由空气提供装置输入到上炉体中的若干空气输入管道，所述空气输入管道的一端与所述进气孔连通，另一端与空气源连通。
[0011]进一步，所述蒸汽输入管道与空气输入管道在所述进气孔前汇合为一条输入管道，使助燃蒸汽与助燃空气在所述输入管道中混合后再进入到上炉体中。
[0012]进一步，所述输出装置包括与所述下炉体连通的、用于将气体燃料输出的输出管道和设置在所述输出管道上、用于将气体燃料泵送出气化炉的第一气泵。
[0013]进一步，所述上炉体的侧壁上还设置有若干用于观察炉内燃烧情况的观察窗。
[0014]进一步，所述若干观察窗沿气化炉侧壁周向均布。
[0015]本发明中的下吸式生物质气化炉，通过在现有下吸式生物质气化炉上增设蒸汽输入装置，将原有的仅使用空气作为助燃气体改为使用包括助燃蒸汽的助燃气体。通过为下吸式生物质气化炉提供由蒸汽和空气混合的助燃气体，降低其所生产成的气体燃料中的氮含量，提高气体燃料的品质。并且其还具有结构简单，安装方便，制作成本低和实用性较强等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为使用生物质制备气体燃料的系统结构示意图；
图2为现有技术中下吸式生物质气化炉结构示意图；
图3为本发明实施例1中下吸式生物质气化炉结构示意图；
图4为本发明实施例2中下吸式生物质气化炉结构示意图。
[0017]图中:1.气化炉；101.上炉体；102.下炉体；103.箅子；104.输出管道；105.炉盖；106.进气孔；107.观察窗；108.蒸汽输入管道；109.空气输入管道；110.输入管道；
2.净化装置；3.干燥装置；4.储气罐；5.生物质原料；501.待燃烧层；502.燃烧层；503.灰层；6.助燃气体；6a.助燃蒸汽；6b.助燃空气；7.第一气泵；8.气体燃料。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0019]实施例1
如图3所示，本实施例中的一种下吸式生物质气化炉包括:上炉体101、下炉体102、供气装置和输出装置。上炉体101设置在下炉体102的上方，供气装置的输出端与上炉体101连通，为在上炉体101内燃烧生物质原料提供助燃气体6。输出装置的输入端与下炉体102连通，用于将生物质原料燃烧所生成的气体燃料8由下炉体102中导出，并送入后续工序中，进行进一步处理。
[0020]如图3所示，上炉体101的侧壁上设置有若干进气孔106，箅子103设置在上炉体101的底部。上炉体101用于容纳生物质原料，并且生物质原料在其中燃烧生产气体燃料8。若干进气孔106与供气装置的输出端连通，将助燃蒸汽6a导入到上炉体101中；优选的，若干进气孔106沿上炉体101的周向均布。箅子103用于分隔上、下炉体，并将上炉体101中生物质原料燃烧所生成的灰漏至下炉体102中。另外，为更好的观察上炉体101内生物质原料的燃烧情况，在上炉体101的侧壁上还设置有若干观察窗107 ;优选的,若干观察窗107沿上炉体101的侧壁周向均布。
[0021]如图3所示，下炉体102，设置在上炉体101的下方；用于容纳上炉体101内燃烧所产生的灰，并且燃烧所产生的气体燃料8也将通过下炉体102进入输出装置中。
[0022]如图3所示，供气装置包括蒸汽输入装置，蒸汽输入装置用于为在上炉体101内燃烧的生物质原料提供助燃蒸汽6a。蒸汽输入装置包括:蒸汽输入管道108、设置在蒸汽输入管道108上的蒸汽泵、设置在蒸汽输入管道108上的蒸汽阀门和蒸汽提供装置(图中未示出)；蒸汽输入管道108的一端与进气孔106连通，另一端与蒸汽提供装置连通。蒸汽提供装置所产生的助燃蒸汽6a在蒸汽泵泵送作用下通过蒸汽输入管道108和进气孔106进入到上炉体101内。蒸汽输入管道108的设置方式可为每个进气孔106对应设置有一个独立的蒸汽输入管道108，也可若干个进气孔106共用一个蒸汽输入管道108。蒸汽提供装置可为蒸汽锅炉等蒸汽生产设备。
[0023]工作时，首先，将生物质原料投入到上炉体101中。并启动第一气泵7和供气装置。随后，将生物质原料在其下部点燃，当燃烧稳定后，根据生物质原料的燃烧程度，可将生物质原料由上至下可分为待燃烧层501、燃烧层502和灰层503。在第一气泵7和大气压力的作用，助燃空气6b由上炉体101的顶部进入，并通过待燃烧层501进入到燃烧层502，由蒸汽输入装置所产生的蒸汽6a通过若干蒸汽输入管道108由进气孔106输入到燃烧层502处，与助燃空气6b混合，共同作为生物质原料燃烧的助燃气体6。生物质原料燃烧后生成的气体燃料8也在第一气泵7的作用下由上炉体101的下方抽吸出来，通过下炉体102进入到输出管道104中，随后，被泵送至后续工序中，进行进一步处理。
[0024]实施例2
如图4所示，本实施例中的下吸式生物质气化炉与实施例1中的气化炉结构基本相同，其不同点在于:增设了炉盖105，供气装置中还包括空气输入装置。炉盖105设置在上炉体101的顶部，在需要投放生物质原料5时，将其打开，当投放完毕后，将炉盖105关闭，需要注意的是，炉盖105与上炉体101之间不需要密封。空气输入装置包括:若干空气输入管道109、设置在各空气输入管道上的第二气泵和空气提供装置(图中未示出)。空气输入管道109的一端通过进气孔106为上炉体101内燃烧的生物质原料提供助燃空气6b ;另一端与空气提供装置连通。助燃空气6b经空气提供装置进行净化、预热等处理后输出，通过空气输入管道109和进气孔106进入到上炉体101内。空气输入管道109的设置方式可为每个进气孔106对应设置有一个独立的空气输入管道109，也可若干个进气孔106对应一个空气输入管道109。优选的，空气输入管道109和蒸汽输入管道108在进气孔106前使用三通汇合成一条输入管道110，助燃空气6b和助燃蒸汽6a在输入管道110中混合成为助燃气体6，然后再通过进气孔106进入到上炉体101中。为生物质原料的燃烧助燃。
[0025]工作时，首先，将炉盖105打开，将生物质原料投入到上炉体101中，然后将炉盖105关闭。启动第一气泵7和供气装置。由供气装置所提供的助燃气体6进入到上炉体101中，并在第一气泵7的作用下经由下炉体102和输出管道104排出。随后，将生物质原料在其下部点燃，当燃烧稳定后，根据生物质原料的燃烧程度，可将生物质原料由上至下可分为待燃烧层501、燃烧层502和灰层503。供气装置所产生的助燃气体6通过若干进气孔106输入到燃烧层502处，辅助生物质原料燃烧。生物质原料燃烧后生成的气体燃料8在第一气泵7的作用下由上炉体101的下方抽吸出来，通过下炉体102进入到输出管道104中，随后，被泵送至后续工序中，进行进一步处理。
[0026]本发明的上述两个实施例均通过在现有的下吸式生物质气化炉上增设带有蒸汽输入装置的供气装置，改以往的以空气作为生物质原料燃烧的助燃气体为空气和蒸汽混合气为助燃气体。在生物质原料燃烧过程中，除助燃空气与生物质原料发生反应生成CO、C夕卜，助燃蒸汽还与生物质原料气化所产生的C、CO、CO2反应产生可燃气体，使气体燃料中的可燃气体含量更多，品质更高。通过使用含有设定比例的助燃蒸汽的助燃气体既可保证生物质原料的气化反应的正常进行，还能够降低生物质原料燃烧后所产生的气体燃料中的氮含量，提高了气体燃料的品质，进而提高了下吸式生物质气化炉整体的产能。
[0027]以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种下吸式生物质气化炉，用于燃烧生物质原料生产气体燃料，其特征在于，所述下吸式生物质气化炉包括: 上炉体，其侧壁上设置有若干用于引入助燃气体的进气孔； 下炉体，设置在所述上炉体的下方； 供气装置，包括用于为上炉体内燃烧的生物质原料提供助燃蒸汽的蒸汽输入装置； 输出装置，与所述下炉体连通，用于输出生物质原料反应后生成的气体燃料。
2.根据权利要求1中所述的气化炉，其特征在于，所述若干进气孔沿所述上炉体侧壁周向均布。
3.根据权利要求1中所述的气化炉，其特征在于，所述蒸汽输入装置包括:用于生产助燃蒸汽的蒸汽提供装置和用于将助燃蒸汽由蒸汽提供装置输入到上炉体中的蒸汽输入管道，所述蒸汽输入管道一端与所述进气孔连通，另一端与蒸汽提供装置连通。
4.根据权利要求3中所述的气化炉，其特征在于，所述供气装置还包括空气输入装置，空气输入装置包括用于生产助燃空气的空气提供装置和用于将助燃空气由空气提供装置输入到上炉体中的若干空气输入管道，所述空气输入管道的一端与所述进气孔连通，另一端与空气源连通。
5.根据权利要求4中所述的气化炉，其特征在于，所述蒸汽输入管道与空气输入管道在所述进气孔前汇合为一条输入管道，使助燃蒸汽与助燃空气在所述输入管道中混合后再进入到上炉体中。
6.根据权利要求1中所述的气化炉，其特征在于，所述输出装置包括与所述下炉体连通的、用于将气体燃料输出的输出管道和设置在所述输出管道上、用于将气体燃料泵送出气化炉的第一气泵。
7.根据权利要求1中所述的气化炉，其特征在于，所述上炉体的侧壁上还设置有若干用于观察炉内燃烧情况的观察窗。
8.根据权利要求7中所述的气化炉，其特征在于，所述若干观察窗沿气化炉侧壁周向均布。
【文档编号】C10J3/26GK104357089SQ201410638726
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】李民, 许东来 申请人:天津大明恒运再生能源利用科技有限公司