一种旋转升降式多体秸秆生物质气化炉的制作方法

本实用新型属于生物质气化设备技术领域，特别涉及一种旋转升降式多体秸秆生物质气化炉。

背景技术：

秸秆生物质属于农业废弃物，是生物质的重要组成部分。生物质气化燃烧是生物质能清洁利用的一种主要形式之一。生物质气化是以空气、水蒸气、氧气、富氧空气等作为气化介质(又称气化剂)，在高温条件下通过热化学反应，将生物质燃料转化为气态产物的过程。生物质气化过程是热解、氧化、还原、变换等许多反应的组合，总的过程可以概括为：生物质燃料遇热后首先发生热解，随后发生热解产物和木炭的燃烧，最后燃烧产物被碳还原，生成以CO、H₂、CH₄为主要可燃成分的气化气体。气化气体不仅可以直接作为燃料进行燃烧，还可以进行燃烧发电等。随着农村经济的发展及环保意识的增强，提高农户以各种作物秸秆生物质能源的清洁高效生活用能是解决农村环保用能的关键。

目前，生物质气化技术的应用主要包括两大形式：大型管网输气式生物质气化站和小型家用生物质气化炉。大型管网输气式生物质气化站是以农村一个村镇为供气区域建立供气站，将气化炉产气由储气柜存储，再通过输气管网送至最终用户。目前，我国生物质气化集中供气系统中气化炉主要采取上吸式、下吸式固定床形式，技术已经逐渐成熟，但其技术本身及推广应用过程中依然存在以下问题：生物质气化气中焦油含量过高，易造成输气管道或灶具堵塞，影响气化系统的正常运行；系统较为庞大，造价较高，使得一般经济相对落后的村庄难以接受；一些气化机组使用中没有达到设计中使用用户数量，存在“大马拉小车”的问题；气化机组运行不稳定，不能保证稳定的气化气质量。以上问题在一定程度上影响了集中供气技术的商业化推广和应用，也间接推进了小型家用生物质气化燃烧系统装备的研发及推广使用。小型家用型生物质气化技术适宜广大农村户居住相当分散且经济相当落后的现实条件，具有结构简单，管路短，操作维护简单方便，耗资少等优点，适合在偏远且生物质资源丰富的农村地区使用。小型家用生物质气化炉常用的结构型式主要两种：固定床上吸式和固定床下吸式。小型家用生物质气化炉存在以下问题：气化气中焦油、灰分、水含量过多；物料连续添加工艺复杂，物料间断供给使用不便；气化炉原料适应性差，气化炉产气不稳定等，上述问题一定程度上影响小型家用生物质气化炉的使用推广。改进气化炉的结构，降低气化气中焦油及灰尘杂质，维护气化过程稳定运行，提高生物质能气化系统的热转化效率，获得洁净、高热值的气化气，一直是国内外学者关注的焦点。

技术实现要素：

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种便于气化气在炉体之间输送，提高气化气在炉体之间的输送效率，可有效降低气化气中焦油和灰尘杂质的含量，从而提高气化可燃气体的清洁度，且能提高气化炉产气的稳定性和连续性的旋转升降式多体秸秆生物质气化炉。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种旋转升降式多体秸秆生物质气化炉，包括多组气化炉，每组气化炉由炉体、可拆卸式安装在炉体顶部的上盖板及使炉体支离地面的支撑腿构成，炉体的内腔形成秸秆生物质燃烧气化室，在炉体的底部和侧壁上分别设有底部进气口和侧部进气口，在底部进气口和侧部进气口处均设有进气量调节构件；在炉体的侧壁靠近底部的位置设有点火口，在点火口位置可拆卸式安装有点火口挡板，在炉体的侧壁靠近顶部和底部的位置分别设有上导气口和下导气口，在上导气口处连接有气化气输出接管，在下导气口处连接有气化气输入接管，在气化气输出接管上串接有三通接头，三通接头位于下部的接口处安装有焦油及灰尘杂质回收器；在上盖板上设有气化气排出口，在气化气排出口处安装有可拆卸的封盖，其特征在于：

多组气化炉沿圆周方向均布在同一圆周上，在多组气化炉所在圆周的中心位置设置有传动用支撑架，所述传动用支撑架由上下设置的活动支撑架部分和固定支撑架部分构成，活动支撑架部分以多组气化炉所在圆周的中心为转动中心与固定用支撑架部分形成沿水平方向的转动连接；在活动支撑架部分的上方安装有一个可手动驱动的传动齿轮；在每组气化炉的炉体外均固定有沿上下方向设置的传动齿条，多个传动齿条均布在能与传动齿轮形成啮合的圆周上；

在多组气化炉的炉底下方设置有导向用支撑座，导向用支撑座采用环状支撑座结构，导向用支撑座通过沿圆周方向布置的多个连接杆与传动用支撑架形成固定连接；在导向用支撑座上对应于每组气化炉的两侧位置各固定安装有一直立设置的导向杆，在每组气化炉的外侧壁上对应于每个导向杆的位置均固定有导向构件，导向杆穿装于导向构件内；

每组气化炉的气化气输出接管的设置方向与相邻的一组气化炉的气化气的输入接管的设置方向一致，每组气化炉的气化气输入接管的设置方向与相邻的另一组气化炉的气化气输出接管的设置方向一致；每组气化炉在移至位于上部的工作位的状态下，该组气化炉的气化气输入接管与相邻的另一组气化炉的气化气输出接管形成水平对接，且气化气输出接管和气化气输入接管通过内螺纹直通管接头形成连通，在该组气化炉的下方设置有支撑底座，支撑底座为可移入、移出的活动底座结构。

优选的：所述活动支撑架部分由上盘和固定在上盘下端的转动套构成，在上盘上靠近边沿的部位固定安装把手B；所述固定支撑架部分由下盘、固定在下盘上端的支撑立轴及固定在下盘下端的多个支撑腿构成；所述支撑立轴插装与转动套内，使活动支撑架部分与固定支撑架部分形成沿水平方向的转动连接；在上盘靠近边沿的部位设有一开口槽，传动齿轮设置于开口槽内。

优选的：所述炉体由呈内外设置的内炉体和外炉体构成，内外两炉体的侧壁之间和底面之间均留有间隙，分别形成侧部进气腔和底部进气腔，炉体上的侧部进气口与侧部进气腔形成连通，炉体上的底部进气口与底部进气腔形成连通，在内炉体的侧壁上和底部上布满进气孔。

优选的：所述进气量调节构件由进气固定板和进气量调节挡板构成，所述进气固定板和进气量调节挡板均为圆形板，所述进气固定板焊接在对应的进气口处，所述进气固定板和对应的进气量调节挡板通过设置在中心位置的螺栓固定连接，在进气固定板上和对应进气量调节挡板上均设有沿圆周方向布置的多个进气孔，设置在进气固定板上的进气孔和设置在对应进气量调节挡板上的进气孔均布在等径的圆周上。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、采用本升降多体式秸秆生物质气化炉进行秸秆生物质燃烧气化时，当在某一组气化炉内燃烧秸秆生物质形成气化气时，与该组气化炉相邻的一组气化炉可通过传动齿轮和传动齿条的啮合传动移至上端工作位，将该组气化炉的气化气输出接管与位于上端工作位的气化炉的气化气输入接管形成一一连接，这样在该组气化炉内燃烧生产的气化气先通过焦油及灰尘杂质回收器对气化气中的焦油及灰尘杂质进行初步收集，也称第一级净化，气化气在进入到位于上部工作位的气化炉内后，通过炉体中的生物质原料对气化气中的焦油及灰尘杂质进一步截留净化，也称第二级净化，最后，通过该组气化炉上端的气化气排出口排出，这样，通过前后两级净化，大幅度降低了气化气中焦油和灰尘杂质的含量，从而获得较为洁净的气化可燃气体。另外，由于沿着气化气的输送方向，两气化炉上下设置，这样，方便了气化气在炉体之间输送，提高气化气在炉体之间的输送效率。

2、多组气化炉在闭合环形上进行布置，这样，在初次使用前，在多组气化炉内全部装填上生物质物料，继而点燃一组气化炉中的生物质物料，而其他组的气化炉处于待工作状态，同时与该处于燃烧工作状态的气化炉连接的另一组气化炉进行气体过滤，并将气体排出，以供使用，当处于燃烧工作状态的气化炉中的生物质物料燃烧将要结束时，点燃与其相邻的另一组气化炉中的生物质物料，并通过与新点燃的气化炉连接的第三组气化炉进行气化气过滤和排气，依次类推，可相继点燃多组气化炉，在供气的过程中，可对已燃烧完生物质物料的气化炉进行清理和重新再装填上生物质物料，从而保证了供气的稳定性和连续性。

3、本升降多体式秸秆生物质气化炉，可通过转动活动支撑架部分改变传动齿轮的位置，使传动齿轮与多个传动齿条分别形成啮合，这样，满足了多组气化炉均能上移至上工作位的使用要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是图1的C-C剖视图；

图5是图1的D-D剖视图；

图6是图1的E-E剖视图。

图中：1、气化炉；1-1、炉体；1-1a、内炉体；1-1b、外炉体；1-1-1、底部进气口；1-1-2、侧部进气口；1-1-3、进气量调节构件；1-1-4、点火口；1-1-5、点火口挡板；1-1-6、上导气口；1-1-7、下导气口；1-1-8、气化气排出口；1-2、上盖板；1-3、支撑腿；1-4、秸秆生物质燃烧气化室；1-5、气化气输出接管；1-6、气化气输入接管；1-7、三通接头；1-8、焦油及灰尘杂质回收器；1-9、封盖；1-10、侧部进气腔；1-11、底部进气腔；2、传动用支撑架；2-1、活动支撑架部分；2-1-1、上盘；2-1-2、转动套；2-1-3、把手B；2-2、固定支撑架部分；2-2-1、下盘；2-2-2、支撑立轴；2-2-3、支撑腿；3、传动齿轮；4、齿轮轴；5、轴承座；6、把手A；7、传动齿条；8、导向用支撑座；9、连接杆；10、导向杆；11、导向环；12、内螺纹直通管结构；13、支撑底座。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1-6，一种旋转升降式多体秸秆生物质气化炉，包括多组气化炉1，多组气化炉沿圆周方向均布在同一圆周上，比如附图中所示三组气化炉沿圆周均布的结构。每组气化炉由炉体1-1、可拆卸式安装在炉体顶部的上盖板1-2及使炉体支离地面的支撑腿1-3构成。炉体的内腔形成秸秆生物质燃烧气化室1-4。在炉体的底部和侧壁上分别设有底部进气口1-1-1和侧部进气口1-1-2，在底部进气口和侧部进气口处均设有进气量调节构件1-1-3。进气量调节构件的作用是：可调节进入到炉体内的空气量，以使炉体内的秸秆生物质的燃烧气化达到较好的效果。在炉体的侧壁靠近底部的位置设有点火口1-1-4，在点火口位置可拆卸式安装有点火口挡板1-1-5，点火口挡板的作用是：当通过点火口将炉体内的秸秆生物质点燃后，可通过点火口挡板将点火口关闭，另外，当秸秆生物质在炉体内燃烧气化需要的氧气量较大时，可打开点火口挡板，外界的空气可通过点火口进入到炉体内，此时，点火口可起到进气口的作用。在炉体的侧壁靠近顶部和底部的位置分别设有上导气口1-1-6和下导气口1-1-7，在上导气口处连接有气化气输出接管1-5，在下导气口处连接有气化气输入接管1-6，在气化气输出接管上串接有三通接头1-7，三通接头位于下部的接口处安装有焦油及灰尘杂质回收器1-8。在上盖板上设有气化气排出口1-1-8，在气化气排出口处安装有可拆卸的封盖1-9，封盖的作用是：当气化炉不需要气化气排出时，将封盖固定安装在对应气化炉的气化气排出口上，当需要气化气排出时，将封盖从对应的气化炉上拆卸下来即可。,

在多组气化炉所在圆周的中心位置设置有传动用支撑架2，所述传动用支撑架由上下设置的活动支撑架部分2-1和固定支撑架部分2-2构成，活动支撑架部分以多组气化炉所在圆周的中心为转动中心与固定用支撑架部分形成沿水平方向的转动连接。在活动支撑架部分的上方安装有一个可手动驱动的传动齿轮3，具体的，传动齿轮安装在一齿轮轴4上，齿轮轴的两端安装在轴承座5上，轴承座固定安装在传动用支撑架的上方，为方便实现传动齿轮的手动驱动，在传动轴的一端安装有可手动驱动传动轴旋转的把手A6。在每组气化炉的炉体外均固定有沿上下方向设置的传动齿条7，多个传动齿条均布在能与传动齿轮形成啮合的圆周上，这样，当活动支撑架部分带动传动齿轮转动到任何一个传动齿条对应的位置，与对应位置的传动齿条形成啮合，这样，通过旋转传动轴端部的把手，经过传动齿轮和传动齿条的配合，可实现对应的一组气化炉位置升高。

在多组气化炉的炉底下方设置有导向用支撑座8，导向用支撑座采用环状支撑座结构，导向用支撑座通过沿圆周方向布置的多个连接杆9与传动用支撑架形成固定连接。在导向用支撑座上对应于每组气化炉的两侧位置各固定安装有一直立设置的导向杆10，在每组气化炉的外侧壁上对应于每个导向杆的位置均固定有导向构件11，导向杆穿装于导向构件内。采用上述导向用支撑座、连接杆、导向杆及导向环结构，一方面使多组气化炉之间、多组气化炉与导向用支撑座之间在平面投影方向形成固定连接，另一方面对每组气化炉的上下移动形成导向。

每组气化炉的气化气输出接管的设置方向与相邻的一组气化炉的气化气的输入接管的设置方向一致，每组气化炉的气化气输入接管的设置方向与相邻的另一组气化炉的气化气输出接管的设置方向一致。每组气化炉在移至位于上部的工作位的状态下，该组气化炉的气化气输入接管与相邻的另一组气化炉的气化气输出接管形成水平对接，且气化气输出接管和气化气输入接管通过内螺纹直通管接头12形成连通，在该组气化炉的下方设置有支撑底座13，支撑底座为可移入、移出的活动底座结构。这样，当某一组气化炉在传动齿轮和对应齿条的啮合下，移动至最上端位置时，可将支撑底座移入到该组气化炉的下方，对位于上端的该组气化炉进行支撑，避免了传动齿轮和齿条由于不存在自锁，该组气化炉在总量的作用下而下滑。

上述旋转升降式多体秸秆生物质气化炉中，传动用支撑架优选采用如下结构：

所述活动支撑架部分由上盘2-1-1和固定在上盘下端的转动套2-1-2构成，在上盘上靠近边沿的部位固定安装有可驱动活动支撑架部分转动的把手B2-1-3。所述固定支撑架部分由下盘2-2-1、固定在下盘上端的支撑立轴2-2-2及固定在下盘下端的多个支撑腿2-2-3构成。所述支撑立轴插装与转动套内，使活动支撑架部分与固定支撑架部分形成沿水平方向的转动连接。在上盘靠近边沿的部位设有一开口槽，传动齿轮设置于开口槽内。采用上述活动支撑架部分与固定支撑架部分配合的结构，在需要改变传动齿轮的位置时，握住把手B，转动活动支撑架部分即可，具有操作方便省力的优点。

上述旋转升降式多体秸秆生物质气化炉中，所述炉体由呈内外设置的内炉体1-1a和外炉体1-1b构成。内外两炉体的侧壁之间和底面之间均留有间隙，分别形成侧部进气腔1-10和底部进气腔1-11，炉体上的侧部进气口与侧部进气腔形成连通，炉体上的底部进气口与底部进气腔形成连通，在内炉体的侧壁上和底部上布满进气孔。采用上述的炉体结构，可保证外部空气从底部和侧部均匀的进入到秸秆生物质燃烧气化室内，从而保证了填充于秸秆生物质燃烧气化室内的秸秆生物质在燃烧气化时，与空气形成充分有效的接触，从而保证了秸秆生物质充分燃烧气化，也可最大程度的提高秸秆生物质的燃烧气化效率。

上述旋转升降式多体秸秆生物质气化炉中，所述进气量调节构件由进气固定板1-1-3a和进气量调节挡板1-1-3b构成，所述进气固定板和进气量调节挡板均为圆形板，所述进气固定板焊接在对应的进气口处，所述进气固定板和对应的进气量调节挡板通过设置在中心位置的螺栓固定连接，在进气固定板上和对应进气量调节挡板上均设有沿圆周方向布置的多个进气孔，设置在进气固定板上的进气孔和设置在对应进气量调节挡板上的进气孔均布在等径的圆周上，这样，当松开连接进气固定板和进气量调节挡板的螺栓，沿螺栓转动调整进气量调节挡板，可改变进气量调节挡板上的进气孔与进气固定板上的进气孔的相对位置，当进气量调节挡板上的进气孔与进气固定板上的进气孔处于完全对正的位置时，可达到最大的进气量，而当进气量调节挡板上的进气孔与进气固定板上的进气孔处于完全错开的位置时，对应的进气口被关闭，就无法实现进气。

本多体式秸秆生物质气化炉，通过底部进气口和侧部进气口将空气气化剂通入气化炉的侧部进气腔和底部进气腔，通过转动调整底部进气量调节挡板与底部进气固定板的相对位置及侧部进气量调节挡板和侧部进气固定板的相对位置来调整控制空气气化剂的流量。进入到气化炉侧部进气腔和底部进气腔的空气气化剂，再通过气化炉内炉体侧壁及底面上的进气孔均匀进入到气化炉的内炉体中，即气化燃烧炉体中，实现了气化炉的供气。通过点火口将一组气化炉中的生物质点燃，调整该组气化炉点火口挡块的位置，可以关闭或调整通过点火口进入气化炉的空气气化剂的流量大小。生物质在缺氧条件下，在一组气化炉中气化燃烧产生包括H₂、CO、CH₄、CnHm等可燃气体，即气化气，产生的气化体通过该组气化炉的上导气口、外接气化气输出接管、下一组气化炉的气化气输入接管及下导气口进入到下一组气化炉中，并通过下一组气化炉上端的气化气排出口进行收集或直接输送至灶具进行燃烧使用。其中，在气化气在输气管路输送的过程中，先通过焦油及灰尘杂质回收器，对气化气中的焦油及灰尘等杂质进行收集，然后气化气通过下一组气化炉气化气排出口进行外部输送过程中，炉体中的生物质原料对气化气中的焦油及灰尘杂质进行截留净化，这样，就获得较为洁净的气化可燃气体。