一种生物质能量回收方法与流程

本发明属于能源化工技术领域，具体的说是一种生物质能量回收方法。

背景技术：

生物质能直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。如今化石燃料日益枯竭、环境污染严重、全球气候异常变化等问题使得生物质能越来越受到全球的重视。西方发达国家正在大力研究高效利用生物质能的方式以及生物质发电技术。在我国，生物质能利用方式和生物质气发电技术也处于大力研究的阶段，有着很大的发展空间。目前国内现有的生物质发电技术以直燃和气化耦合技术为主，直燃技术是将生物质进行一定的预处理措施之后，输送进适合生物质的锅炉中进行燃烧，产出的蒸汽推动蒸汽轮机发电。气化耦合技术是将生物质原料先在气化炉中进行气化生成燃料气，再将燃料气送入锅炉与煤粉共同燃烧产蒸汽发电。但是这两种技术的工艺流程较长，设备繁多，投资成本高。

现有技术中也出现了一些生物质发电的技术方案，如申请号为2018103556277的一项中国专利公开了一种一体式生物质发电装置，包括燃烧炉和发动机，燃烧炉包括燃烧炉壳体，位于燃烧炉壳体侧面下部依次设置有热风进口和生物质进口，燃烧炉壳体的顶部设置有排烟管，排烟管外部设置有带空气进口的空预盘管，空预盘管另一端与热风进口相连通，燃烧炉壳体的内部下方设置有漏灰板，位于燃烧炉壳体底部设置有排灰口；发动机包括位于燃烧炉壳体内部的加热管，加热管与气缸相连，气缸内设置有膨胀活塞和收缩活塞，膨胀活塞和收缩活塞与发电机相连，气缸右侧壁设置有冷却水夹套。

该技术方案，结构合理，能够提高能源利用效率。但是该方案中的加热管在长时间使用后容易产生集灰，使得该生物质的燃烧释放热量的回收率降低，使得该技术方案受到限制。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种生物质能量回收方法，本发明的目的在于提高生物质能量回收率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种生物质能量回收方法，该方法包括如下步骤：

s1，将生物质投入到生物质回收装置中的焚烧炉中燃烧，对生物质中的能量进行回收；

s2，将空气源臭氧发生器的出气管连接到s1中的生物质回收装置的进风口处，使臭氧发生器向生物质回收装置的焚烧炉内提供臭氧；臭氧在焚烧炉内会自动分解为氧气，为焚烧炉内供应充足的氧气，使生物质得到充分燃烧，提高生物质的燃烧效率；

s3，使s2的生物质回收装置中位于焚烧炉外部分的金属管包裹缠上焚烧炉，以最大化的回收生物质焚烧时产生的能量；

s4，使s3的生物质回收装置中的排烟管依次与热交换器和烟气处理设备连接，用热交换器对排烟管排出的烟气中的余热进行回收，用烟气处理设备对烟气中的硫化物以及烟灰进行处理，避免烟气排放污染大气；

所述s1至s4中的生物质回收装置包括焚烧炉，所述焚烧炉的上端设置有排烟口，焚烧炉的下部设置有燃烧架，焚烧炉的侧壁上开设有用于投送生物质的投送口以及开合投送口的门；所述燃烧架用于放置生物质，燃烧架下端的焚烧炉底部设置有进风口；所述排烟口上设置有与排烟口连通的波纹状排烟管；所述排烟管处设置有螺旋弹簧；所述螺旋弹簧的其中两个相邻的簧圈卡合在排烟管上；所述焚烧炉的上端设置有伺服电机、滑块和驱动轴，焚烧炉的上端炉壁上开设有滑槽；所述滑块设置有两个，滑块与滑槽相适配，滑块上设置有螺旋凸起；所述驱动轴上开设有两段螺旋槽且两段螺旋槽的旋向相反，驱动轴的一端与伺服电机的转轴连接，驱动轴穿过两块滑块，且两个滑块分别位于螺旋轴的两段螺旋槽处，两个滑块上的螺旋凸起分别与驱动轴上各自对应的螺旋槽相适配；所述螺旋弹簧两端分别穿过两个滑块且螺旋弹簧的端部与滑块连；所述伺服电机正反转动驱动滑块相向或背离运动，使卡在排烟管上的螺旋弹簧局部簧圈受压而间歇突然崩离，实现螺旋弹簧与排烟管的震荡；所述焚烧炉内设置有两个金属管，且金属管均是从焚烧炉的上端侧壁穿入、下端侧壁穿出；所述金属管内通入需要被加热的液体，金属管内的液体被焚烧炉内的生物质焚烧加热实现生物质能量回收。使用时，将生物质从投送口投入到焚烧炉中焚烧，向金属管中通入需要被加热的液体，以回收生物质焚烧时产生的热量，生物质焚烧时通过焚烧炉底部的进风口进风，焚烧炉内的烟气通过排烟管排烟；给伺服电机通电，使伺服电机转动而驱使驱动轴正反转动，驱动轴带动两个滑块在滑槽上交替式相向或相离滑动，两个滑块来回挤压螺旋弹簧，使螺旋弹簧的其中两个相邻簧圈挤压波纹状的排烟管，在螺旋弹簧的局部簧圈以及排烟管的局部管体受挤压后，滑块继续挤压螺旋弹簧，将会使螺旋弹簧与排烟管之间产生崩离，从而使得螺旋弹簧和排烟管产生振动，可使排烟管内壁上附着的烟灰震落，利于排烟管的畅通排烟，使焚烧炉内气流通畅，焚烧炉焚烧生物质更加充分，可使金属管内液体吸收更多热能，从而提高生物质焚烧的能量回收率。

所述螺旋弹簧的簧丝为柔性管，螺旋弹簧的一端通过软管连通其中一个的金属管的上端，螺旋弹簧的另一端通过软管连通另一个金属管的上端。使用时，使螺旋弹簧的簧丝为柔性管，并使螺旋弹簧连通两个金属管，从而使得在螺旋弹簧震荡的同时引起自身内的液体震荡，而螺旋弹簧与金属管互为连通，从而使得金属管内的液体被震荡，可使金属管内的液体被更加均匀的加热，提高金属管内液体吸收焚烧炉内热能的效率，提高生物质焚烧的能量回收率。

所述焚烧炉的侧壁上开设有倾斜向下的容纳槽且容纳槽位于金属管上端贯穿焚烧炉侧壁的部位；所述容纳槽内设置有套环，容纳槽旁侧的焚烧炉炉壁上开设有绳孔；所述套环套设在金属管上，套环的内径大于金属管的外径，套环上拴有耐火绳；所述耐火绳的另一自由端穿过绳孔并落在焚烧炉外，耐火绳用于上拉或放松套环，使套环在金属管上依靠自身重力下滑而刮去金属管上的灰。使用时，在焚烧炉内的生物质焚烧完后，通过放松耐火绳，使套环在自身重力的作用下沿着金属管下滑，套环下滑的过程中将刮除金属管上附着的灰，在用耐火绳上拉套环时，亦能使套环在金属管上滑动，从而使得套环在上滑的过程中将刮除金属管上附着的灰，使金属管内液体更易吸收焚烧炉内的热能，从而提高金属管内液体吸收焚烧炉内热能的效率，提高生物质焚烧的能量回收率。

所述套环的内径为金属管外径的一点五至两倍；两个所述金属管均弯曲成波浪形且两个金属管均位于同一竖直平面上，金属管波浪弯曲的外凸处与位于同一平面的另一个金属管波浪弯曲的内凹处对应；两个所述金属管上的套环在相遇时能够接触。使用时，套环的内径过小将会使套环容易卡在金属管弯曲的部位，套环内径过大将使得套环达不到刮除金属管表面灰的效果，金属管的波浪弯曲的外凸处与位于同一平面的另一个金属管波浪弯曲的内凹处对应，可使得两个金属管上的套环能够容易产生碰撞，而套环在刮除金属管上附着的灰时会使自身附着灰，而两个套环碰撞震动，使得套环上附着的灰被震落，从而可提高套环继续刮除金属管上附着的灰的效果。

所述套环为圆台状；所述容纳槽内为与套环形状相适配的圆台状。使用时，套环在沿着金属管下滑时，套环的大端朝下，小端朝上，可使得套环在下落时更好的将金属管上附着的灰刮落，提高套环刮灰的效果，在套环被耐火绳上拉时，套环继续刮除金属管上附着的灰，当套环被嵌入到容纳槽上时，套环小端侧壁上附着的灰将会与容纳槽的槽壁接触，从而使得套环小端侧壁上附着的灰被刮除，使得套环保持整洁，有利于套环下一次更好的刮灰工作。

所述套环为分段式，套环包括环缺、弹性杆和弹性气囊；所述弹性气囊与环缺外形相同，弹性气囊中部设置有供弹性杆穿过的杆孔，弹性气囊上设置有多个气孔，弹性气囊与弹性杆的材料为防火弹性材料；所述环缺为金属材料，环缺与弹性气囊间隔布置，环缺与弹性气囊共同围合为一个圆；所述弹性杆为与杆孔相匹配的弧状，弹性杆穿过弹性气囊上的杆孔后紧绷着连接相邻两个环缺端部；所述容纳槽的小端小于套环的小端。使用时，在金属管冷却后，放松耐火绳，使套环沿着金属管下滑刮灰，在两个套环相互碰撞以及套环滑到金属管弯曲度大的部位时，套环或被震荡或被挤压，使得套环上相邻的环缺之间的距离改变而挤压弹性气囊，使弹性气囊向四周的金属管以及环缺吹灰，实现对金属管以及环缺上附着的灰的清理；同时，通过防火绳拉动套环，使得套环在进入容纳槽时，套环被压缩，相邻两个环缺将挤压弹性气囊，一方面，弹性气囊被环缺侧壁挤压，另一方面弹性杆在环缺的挤压下会变形，变形的弹性杆将对弹性气囊挤压，弹性气囊在双重的挤压下向外吹气，将套环自身附着的灰吹去，使得套环具有了自清理的能力。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过臭氧发生器向生物质回收装置的焚烧炉内提供臭氧，使臭氧在焚烧炉内分解为氧气，为焚烧炉内供应充足的氧气，使生物质得到充分燃烧，提高生物质的燃烧效率；通过使金属管包裹缠上焚烧炉，以最大化的回收生物质焚烧时产生的能量。

2.本发明通过使螺旋弹簧的其中两个相邻簧圈挤压波纹状的排烟管，使螺旋弹簧与排烟管之间产生崩离，从而使得螺旋弹簧和排烟管产生振动，将排烟管内壁上附着的烟灰震落，利于排烟管的畅通排烟，使焚烧炉焚烧生物质更加充分，可使金属管内液体吸收更多热能，从而提高生物质焚烧的能量回收率。

3.本发明通过通过放松耐火绳，使套环在自身重力的作用下沿着金属管下滑，套环下滑的过程中将刮除金属管上附着的灰，使金属管内液体更易吸收焚烧炉内的热能，从而提高金属管内液体吸收焚烧炉内热能的效率，提高生物质焚烧的能量回收率。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的秸秆回收利用系统结构示意图；

图3是关于图2的a-a剖视图；

图4是本发明的套环轴向截面图；

图5是本发明分段式的套环结构示意图

图中：焚烧炉1、排烟口11、燃烧架12、投送口13、进风口14、滑槽15、容纳槽16、排烟管2、螺旋弹簧21、伺服电机22、滑块23、驱动轴24、金属管3、套环4、环缺41、弹性杆42、弹性气囊43、耐火绳5。

具体实施方式

使用图1至图5对本发明的一种生物质能量回收方法进行如下说明。

如图1至图5所示，本发明所述的一种生物质能量回收方法，该方法包括如下步骤：

s1，将生物质投入到生物质回收装置中的焚烧炉中燃烧，对生物质中的能量进行回收；

s2，将空气源臭氧发生器的出气管连接到s1中的生物质回收装置的进风口处，使臭氧发生器向生物质回收装置的焚烧炉内提供臭氧；臭氧在焚烧炉内会自动分解为氧气，为焚烧炉内供应充足的氧气，使生物质得到充分燃烧，提高生物质的燃烧效率；

s3，使s2的生物质回收装置中位于焚烧炉外部分的金属管包裹缠上焚烧炉，以最大化的回收生物质焚烧时产生的能量；

s4，使s3的生物质回收装置中的排烟管依次与热交换器和烟气处理设备连接，用热交换器对排烟管排出的烟气中的余热进行回收，用烟气处理设备对烟气中的硫化物以及烟灰进行处理，避免烟气排放污染大气；

所述s1至s4中的生物质回收装置包括焚烧炉1，所述焚烧炉1的上端设置有排烟口11，焚烧炉1的下部设置有燃烧架12，焚烧炉1的侧壁上开设有用于投送生物质的投送口13以及开合投送口13的门；所述燃烧架12用于放置生物质，燃烧架12下端的焚烧炉1底部设置有进风口14；所述排烟口11上设置有与排烟口11连通的波纹状排烟管2；所述排烟管2处设置有螺旋弹簧21；所述螺旋弹簧21的其中两个相邻的簧圈卡合在排烟管2上；所述焚烧炉1的上端设置有伺服电机22、滑块23和驱动轴24，焚烧炉1的上端炉壁上开设有滑槽15；所述滑块23设置有两个，滑块23与滑槽15相适配，滑块23上设置有螺旋凸起；所述驱动轴24上开设有两段螺旋槽且两段螺旋槽的旋向相反，驱动轴24的一端与伺服电机22的转轴连接，驱动轴24穿过两块滑块23，且两个滑块23分别位于螺旋轴的两段螺旋槽处，两个滑块23上的螺旋凸起分别与驱动轴24上各自对应的螺旋槽相适配；所述螺旋弹簧21两端分别穿过两个滑块23且螺旋弹簧21的端部与滑块23连；所述伺服电机22正反转动驱动滑块23相向或背离运动，使卡在排烟管2上的螺旋弹簧21局部簧圈受压而间歇突然崩离，实现螺旋弹簧21与排烟管2的震荡；所述焚烧炉1内设置有两个金属管3，且金属管3均是从焚烧炉1的上端侧壁穿入、下端侧壁穿出；所述金属管3内通入需要被加热的液体，金属管3内的液体被焚烧炉1内的生物质焚烧加热实现生物质能量回收。使用时，将生物质从投送口13投入到焚烧炉1中焚烧，向金属管3中通入需要被加热的液体，以回收生物质焚烧时产生的热量，生物质焚烧时通过焚烧炉1底部的进风口14进风，焚烧炉1内的烟气通过排烟管2排烟；给伺服电机22通电，使伺服电机22转动而驱使驱动轴24正反转动，驱动轴24带动两个滑块23在滑槽15上交替式相向或相离滑动，两个滑块23来回挤压螺旋弹簧21，使螺旋弹簧21的其中两个相邻簧圈挤压波纹状的排烟管2，在螺旋弹簧21的局部簧圈以及排烟管2的局部管体受挤压后，滑块23继续挤压螺旋弹簧21，将会使螺旋弹簧21与排烟管2之间产生崩离，从而使得螺旋弹簧21和排烟管2产生振动，可使排烟管2内壁上附着的烟灰震落，利于排烟管2的畅通排烟，使焚烧炉1内气流通畅，焚烧炉1焚烧生物质更加充分，可使金属管3内液体吸收更多热能，从而提高生物质焚烧的能量回收率。

所述螺旋弹簧21的簧丝为柔性管，螺旋弹簧21的一端通过软管连通其中一个的金属管3的上端，螺旋弹簧21的另一端通过软管连通另一个金属管3的上端。使用时，使螺旋弹簧21的簧丝为柔性管，并使螺旋弹簧21连通两个金属管3，从而使得在螺旋弹簧21震荡的同时引起自身内的液体震荡，而螺旋弹簧21与金属管3互为连通，从而使得金属管3内的液体被震荡，可使金属管3内的液体被更加均匀的加热，提高金属管3内液体吸收焚烧炉1内热能的效率，提高生物质焚烧的能量回收率。

所述焚烧炉1的侧壁上开设有倾斜向下的容纳槽16且容纳槽16位于金属管3上端贯穿焚烧炉1侧壁的部位；所述容纳槽16内设置有套环4，容纳槽16旁侧的焚烧炉1炉壁上开设有绳孔；所述套环4套设在金属管3上，套环4的内径大于金属管3的外径，套环4上拴有耐火绳5；所述耐火绳5的另一自由端穿过绳孔并落在焚烧炉1外，耐火绳5用于上拉或放松套环4，使套环4在金属管3上依靠自身重力下滑而刮去金属管3上的灰。使用时，在焚烧炉1内的生物质焚烧完后，通过放松耐火绳5，使套环4在自身重力的作用下沿着金属管3下滑，套环4下滑的过程中将刮除金属管3上附着的灰，在用耐火绳5上拉套环4时，亦能使套环4在金属管3上滑动，从而使得套环4在上滑的过程中将刮除金属管3上附着的灰，使金属管3内液体更易吸收焚烧炉1内的热能，从而提高金属管3内液体吸收焚烧炉1内热能的效率，提高生物质焚烧的能量回收率。

所述套环4的内径为金属管3外径的一点五至两倍；两个所述金属管3均弯曲成波浪形且两个金属管3均位于同一竖直平面上，金属管3波浪弯曲的外凸处与位于同一平面的另一个金属管3波浪弯曲的内凹处对应；两个所述金属管3上的套环4在相遇时能够接触。使用时，套环4的内径过小将会使套环4容易卡在金属管3弯曲的部位，套环4内径过大将使得套环4达不到刮除金属管3表面灰的效果，金属管3的波浪弯曲的外凸处与位于同一平面的另一个金属管3波浪弯曲的内凹处对应，可使得两个金属管3上的套环4能够容易产生碰撞，而套环4在刮除金属管3上附着的灰时会使自身附着灰，而两个套环4碰撞震动，使得套环4上附着的灰被震落，从而可提高套环4继续刮除金属管3上附着的灰的效果。

所述套环4为圆台状；所述容纳槽16内为与套环4形状相适配的圆台状。使用时，套环4在沿着金属管3下滑时，套环4的大端朝下，小端朝上，可使得套环4在下落时更好的将金属管3上附着的灰刮落，提高套环4刮灰的效果，在套环4被耐火绳5上拉时，套环4继续刮除金属管3上附着的灰，当套环4被嵌入到容纳槽16上时，套环4小端侧壁上附着的灰将会与容纳槽16的槽壁接触，从而使得套环4小端侧壁上附着的灰被刮除，使得套环4保持整洁，有利于套环4下一次更好的刮灰工作。

所述套环4为分段式，套环4包括环缺41、弹性杆42和弹性气囊43；所述弹性气囊43与环缺41外形相同，弹性气囊43中部设置有供弹性杆42穿过的杆孔，弹性气囊43上设置有多个气孔，弹性气囊43与弹性杆42的材料为防火弹性材料；所述环缺41为金属材料，环缺41与弹性气囊43间隔布置，环缺41与弹性气囊43共同围合为一个圆；所述弹性杆42为与杆孔相匹配的弧状，弹性杆42穿过弹性气囊43上的杆孔后紧绷着连接相邻两个环缺41端部；所述容纳槽16的小端小于套环4的小端。使用时，在金属管3冷却后，放松耐火绳5，使套环4沿着金属管3下滑刮灰，在两个套环4相互碰撞以及套环4滑到金属管3弯曲度大的部位时，套环4或被震荡或被挤压，使得套环4上相邻的环缺41之间的距离改变而挤压弹性气囊43，使弹性气囊43向四周的金属管3以及环缺41吹灰，实现对金属管3以及环缺41上附着的灰的清理；同时，通过防火绳拉动套环4，使得套环4在进入容纳槽16时，套环4被压缩，相邻两个环缺41将挤压弹性气囊43，一方面，弹性气囊43被环缺41侧壁挤压，另一方面弹性杆42在环缺41的挤压下会变形，变形的弹性杆42将对弹性气囊43挤压，弹性气囊43在双重的挤压下向外吹气，将套环4自身附着的灰吹去，使得套环4具有了自清理的能力。

具体使用流程如下:

使用时，将生物质从投送口13投入到焚烧炉1中焚烧，向金属管3中通入需要被加热的液体，以回收生物质焚烧时产生的热量，生物质焚烧时通过焚烧炉1底部的进风口14进风，焚烧炉1内的烟气通过排烟管2排烟；给伺服电机22通电，使伺服电机22转动而驱使驱动轴24正反转动，驱动轴24带动两个滑块23在滑槽15上交替式相向或相离滑动，两个滑块23来回挤压螺旋弹簧21，使螺旋弹簧21的其中两个相邻簧圈挤压波纹状的排烟管2，在螺旋弹簧21的局部簧圈以及排烟管2的局部管体受挤压后，滑块23继续挤压螺旋弹簧21，将会使螺旋弹簧21与排烟管2之间产生崩离，崩离后的螺旋弹簧21在滑块23回位时继续产生振动，从而使得螺旋弹簧21和排烟管2产生振动，可使排烟管2内壁上附着的烟灰震落，利于排烟管2的畅通排烟，使焚烧炉1内气流通畅，焚烧炉1焚烧生物质更加充分，可使金属管3内液体吸收更多热能，从而提高生物质焚烧的能量回收率；其中，使螺旋弹簧21的簧丝为柔性管，并使螺旋弹簧21连通两个金属管3，从而使得在螺旋弹簧21震荡的同时引起自身内的液体震荡，而螺旋弹簧21与金属管3互为连通，从而使得金属管3内的液体被震荡，可使金属管3内的液体被更加均匀的加热；在焚烧炉1内的生物质焚烧完后，通过放松耐火绳5，使套环4在自身重力的作用下沿着金属管3下滑，套环4下滑的过程中将刮除金属管3上附着的灰，在用耐火绳5上拉套环4时，亦能使套环4在金属管3上滑动，从而使得套环4在上滑的过程中将刮除金属管3上附着的灰，使金属管3内液体更易吸收焚烧炉1内的热能，从而提高金属管3内液体吸收焚烧炉1内热能的效率，提高生物质焚烧的能量回收率。

以上，关于本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。