专利名称：一种高纯度生物质制气供热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物质制气领域，具体为一种以秸秆、柴草、生产生活垃圾等生物
质为原料的高纯度生物质制气供热装置。
背景技术：
公知，生物质气化炉结构形式多种多样，大都包括气化室、灰渣室以及位于灰渣室
下方的点火排渣口 ，使用时将切碎的玉米等生物质放入气化室内，关闭密封盖后点火，用鼓
风机向炉底吹风，使炉内的生物质在缺氧的状态下进行气化反应，产生可燃性生物质气体。
对于生物质气化炉而言，气化反应的连续稳定性是至关重要的，影响气化反应的因素错综
复杂，实际运行中，气化反应总是向不稳定方向发展，，如果气化反应不稳定，在用气过程中
就会随时出现脱火、熄火现象。由于现有气化炉炉底送风时供风不均匀，造成引火温度不均
匀，在气化过程中，原料消耗不均匀，常常会出现局部过烧，出现穿孔、空洞、架桥等不良现
象，并迅速破坏气化稳定条件，使得制气时间大大縮短，制气不均匀，热量低。 此外，在上述生物质气化过程中常常会产生大量焦油和废水，降低了气化效率和
热利用率，而且可燃性生物质气体中也夹杂灰分、木醋液、木焦油和废水等杂质，当进入供
气管道并在燃气灶灶头燃烧后，长时间会产生积存、结焦，甚至回流至供气管道，继而阻塞
供气管道，造成可燃气体通行不畅，燃烧不稳定，往往发生点不着火，清理起来也比较费时
费力，而且这种不纯的燃气燃烧后产生的烟气比较呛人，污染空气，现有大多数生物质气化
炉均没有配套的燃气净化装置，使其大规模的推广使用受到一定限制。
发明内容本实用新型为了解决现有生物质气化装置由于结构不合理存在制气时间短、制气 不均匀以及得到的燃气纯度较低、热利用率低、污染空气等问题，提供一种高纯度生物质制 气供热装置。 本实用新型是采用如下技术方案实现的一种高纯度生物质制气供热装置，包括 制气装置和燃气净化装置，其中制气装置包含炉体，炉体内设有气化室，炉体顶部设有与气 化室连通的进料口和燃气出口 ，进料口上设有密封盖，炉体底部有灰渣室，灰渣室下方为点 火排渣口 ，本实用新型的创新点在于炉体底部还设有飓风器，该飓风器包含与炉体密封连 接的外筒，以及套接在外筒内并且作为灰渣室的内筒，外筒与内筒之间形成环形飓风腔；内 筒顶部周圈间隔设有位于飓风腔内、且外缘高于内筒的飓风片，各飓风片整体呈螺旋状；飓
风片上方、且位于外筒内周圈设有挡风板，挡风板与飓风片之间形成飓风间隙；环形飓风腔 上连接有与空气压縮机连通的空气进气管。采用本实用新型的结构设计，在生物质气化过 程中，由空气压縮机提供的带有一定压力的风经空气进气管进入飓风器，风先进入环形飓 风腔内，然后沿着每一飓风片与挡风板所形成的飓风间隙进入内筒，由于整个飓风片呈螺 旋状，所以风围绕着飓风片进入内筒后均匀盘旋上升并进入气化室内，这样，由空气压縮机 送来的风经飓风器后有一个可以回旋的空间，防止了因供氧不均而出现的局部过烧、直至烧穿孔的现象发生，保证了气化的连续持久稳定在3小时以上，而且产气迅速。 为了进一步保证生物质的气化效果，确保制气稳定，所述的密封盖上设有顶紧构
件，该顶紧构件包含一端与炉体铰接的顶紧环，顶紧环另一端设有将密封盖与进料口压紧
的挂钩，顶紧环顶部开有螺孔，螺孔内贯穿设置与其相互配合的顶紧螺杆，密封盖顶部固定
有顶紧块，顶紧螺杆下端活动伸入顶紧块内，顶紧螺杆上端设有旋转手柄。该顶紧构件用于
密封进料口与密封盖，操作简单、可靠；与现有气化炉一样，所述的炉体外壁与气化室之间
设有水腔，炉体上、下方分别开有与水腔相通的供热出水口和供热回水口 ，可充分利用气化
过程中产生的余热，为人们供暖。 为了提高燃气的纯度及气化效率，所述的燃气净化装置包含其内装有水的燃气净 化室，燃气净化室顶部设有燃气入口 ，燃气入口通过管道与气化室顶部的燃气出口连通，燃 气入口下方设有伸入水内的燃气入口管道；燃气净化室内架设有顶端开口的脱液净化室 一、全封闭的脱液净化室二及脱液净化室三，脱液净化室一内中上部填充有石英矿物质层， 下部为燃气空腔一，脱液净化室二中部填充有生物质层，上、下方分别为燃气空腔二和燃气 空腔三，脱液净化室三中部填充有细密生物质层，上、下方分别为燃气空腔四和燃气空腔 五，燃气空腔一通过管道与燃气空腔二连通，燃气空腔三通过管道与燃气空腔五连通，燃气 空腔四与燃气导出管连通；燃气空腔一、燃气空腔三和燃气空腔五下方分别设有伸出燃气 净化室的排污管道及排污阀。气化室内制得的夹带杂质的可燃气体经其上部的燃气出口导 出，依次经管道、燃气入口 、燃气入口管道进入燃气净化室内的水中，分离掉大量木焦油、灰 分和水蒸汽后(木焦油、灰分将会漂浮在水面上，可燃气体中的水蒸汽将被冷凝)，可燃气 体上升至燃气净化室上部，进入顶端开口的脱液净化室一 内，并在石英矿物质层的作用下 冷凝分离出木醋液后进入燃气空腔一，然后通过管道进入脱液净化室二的燃气空腔二内， 可燃气体在其内部生物质层的作用下分离出少量木焦油，再进入燃气空腔三内，最后可燃 气体通过管道进入脱液净化室三下方的燃气空腔五内，经过细密生物质层进一步完全分离 出微量木焦油和废气后上升至燃气空腔四内，成为纯净的可燃气体，最终经燃气导出管导 出。所述生物质层及细密生物质层可由稻草、麦草、棉秆、玉米秸秆、高梁秆、稻壳等农业废 弃物和木材废物填充而成。 为了使进入水的可燃气体均匀分散在水中，与水充分接触，所述伸入水的燃气入 口管道下端设有气体分布器，该气体分布器可采用多种结构形式实现，为现有公知产品。 所述的燃气净化室为圆柱形，燃气入口设置在燃气净化室顶部中心，脱液净化室 一、脱液净化室二和脱液净化室三以燃气净化室圆心为中心，呈等边三角形分布，这种结构 形式非常合理，大大縮小了净化室的体积，减小了占地面积。所述的燃气导出管末端连有燃 气供气管，燃气供气管末端连有储气罐，储气罐底部设有排液阀。 利用农村易得的生物质，以农业废弃物和木材废物作为原料，如稻草、麦草、棉秆、 玉米秸秆、高梁秆、稻壳、果壳、谷糠、树枝、锯末、刨花、杂草等，在本实用新型所述制气装置 的作用下，从根本上控制了因引火温度不均和供风(氧)不均带来的局部过烧、空洞、穿孔 现象，使氧化层、还原层物料受热温度分布均匀、消耗均匀、原料能自然缓慢下落，保持氧化 层、还原层、干馏裂解层和干燥层的位置基本不上移，连续稳定气化时间为3小时以上，产 气启动时间较短，制气稳定；同时本实用新型在制气装置的基础上增加了燃气净化装置，可 分离出可燃气体中的木焦油、木醋液、灰分及废气等杂质，大大提高了燃气的纯度，在用户使用过程中减少了空气污染，而且无味，热效率较高，对设备的损坏较少，总之本实用新型 结构合理，操作简便，实用效果好，具有一定的推广价值和使用价值。
图1为本实用新型的结构示意图 图2为图1中飓风器的结构示意图 图3为飓风片的结构示意图 图4为图1中燃气净化装置的俯视图 图中l-炉体；2-气化室；3-进料口 ；4_燃气出口 ；5_密封盖；6_点火排渣口 ； 7_外筒；8-内筒；9-环形飓风腔；10-飓风片；ll-挡风板；12-飓风间隙；13-空气压縮 机；14-空气进气管；15-顶紧环；16-挂钩；17-螺孔；18-顶紧螺杆；19-顶紧块；20-旋转 手柄；21-水腔；22-供热出水口 ；23-供热回水口 ；24_水；25_燃气净化室；26_燃气入口 ； 27-燃气入口管道；28-脱液净化室一 ；29-脱液净化室二 ；30-脱液净化室三；31-石英矿 物质层；32-燃气空腔一 ；33-生物质层；34-燃气空腔二 ；35-燃气空腔三；36-细密生物质 层；37-燃气空腔四；38-燃气空腔五；39-燃气导出管；40-排污管道；41-排污阀；42-气体 分布器；43-储气罐；44-排液阀；45-支架；46-燃气灶；47-燃气供气管；48-控制阀。
具体实施方式如图1所示，一种高纯度生物质制气供热装置，包括制气装置和燃气净化装置，其 中制气装置包含炉体l，炉体内设有气化室2，炉体1外壁与气化室2之间设有水腔21，炉 体上、下方分别开有与水腔相通的供热出水口 22和供热回水口 23，炉体顶部设有与气化室 2连通的进料口 3和燃气出口 4，进料口 3上设有密封盖5，密封盖5上设有顶紧构件，该顶 紧构件包含一端与炉体1铰接的顶紧环15，顶紧环另一端设有将密封盖5与进料口 3压紧 的挂钩16，顶紧环15顶部开有螺孔17，螺孔内贯穿设置与其相互配合的顶紧螺杆18，密封 盖5顶部固定有顶紧块19，顶紧螺杆18下端活动伸入顶紧块19内，顶紧螺杆18上端设有 旋转手柄20 ;炉体1底部有灰渣室，灰渣室下方为点火排渣口 6。 如图2所示，炉体1底部还设有飓风器，该飓风器包含与炉体密封连接的外筒7，以 及套接在外筒7内并且作为灰渣室的内筒8，外筒7与内筒8之间形成环形飓风腔9 ;如图 3所示，内筒8顶部周圈间隔设有位于环形飓风腔9内、且外缘高于内筒8的飓风片10，各 飓风片整体呈螺旋状；飓风片10上方、且位于外筒7内周圈设有挡风板ll，挡风板11与飓 风片10之间形成飓风间隙12 ;环形飓风腔9上连接有与空气压縮机13连通的空气进气管 14。 如图1所示，燃气净化装置包含其内装有水24的燃气净化室25，燃气净化室顶部 设有燃气入口 26，燃气入口通过管道与气化室2顶部的燃气出口 4连通，燃气入口 26下方 设有伸入水内的燃气入口管道27，伸入水24的燃气入口管道27下端设有气体分布器42 ; 燃气净化室25内架设有顶端开口的脱液净化室一 28、全封闭的脱液净化室二 29及脱液净 化室三30，如图4所示，燃气净化室25为圆柱形，燃气入口 26设置在燃气净化室顶部中心， 脱液净化室一 28、脱液净化室二 29和脱液净化室三30以燃气净化室圆心为中心，呈等边三 角形分布；脱液净化室一 28内中上部填充有石英矿物质层31，下部为燃气空腔一 32，脱液净化室二 29中部填充有生物质层33，上、下方分别为燃气空腔二 34和燃气空腔三35，脱液 净化室三30中部填充有细密生物质层36，上、下方分别为燃气空腔四37和燃气空腔五38， 燃气空腔一 32通过管道与燃气空腔二 34连通，燃气空腔三35通过管道与燃气空腔五38 连通，燃气空腔四37与燃气导出管39连通；燃气空腔一 32、燃气空腔三35和燃气空腔五 38下方分别设有伸出燃气净化室的排污管道40及排污阀41。燃气导出管39末端连有燃 气供气管47，燃气供气管47末端连有储气罐43，储气罐底部设有排液阀44，实际使用时，可 在燃气供气管上增设多个与燃气灶连接的支气管，储气罐上另设有输气管道和控制阀48， 以提供燃气的其它用途。 如图所示，上述结构中，炉体下部、燃气净化室下部以及储气罐下部均设有支架。 具体使用时，将生物质粉碎后，从气化室上方的进料口装入气化室内，盖上密封
盖，然后将顶紧环扣在密封盖上方，利用其端部的挂钩将密封盖与进料口紧扣，再转动旋转
手柄，带动顶紧螺杆向下运动直至顶紧块内，进一步将密封盖压紧。接着在点火排渣口处
点火，着火后空气压縮机将空气通过空气进气管送入，先经过飓风器后均匀送入气化室内，
物料在气化室内发生反应产生一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体，剩余的灰分和残渣则留在
灰渣室，由点火排渣口排出。可燃气体依次经气化室上方的燃气出口、管道、燃气净化室顶
部的燃气入口进入燃气净化室内，并由燃气入口管道及其末端的气体分布器均匀分散在水
内，分离掉大量木焦油、灰分及水蒸汽后，可燃气体上升至燃气净化室上部，进入顶端开口
的脱液净化室一内，并在石英矿物质层的作用下冷凝分离出木醋液后进入燃气空腔一，然
后通过管道进入脱液净化室二的燃气空腔二内，可燃气体在其内部生物质层的作用下分离
出大部分木焦油，再进入燃气空腔三内，最后可燃气体通过管道进入脱液净化室三下方的
燃气空腔五内，经过细密生物质层进一步完全分离出微量木焦油和废水后上升至燃气空腔
四内，成为纯净无味的可燃气体，最终经燃气导出管导出，而分离掉的木醋液、木焦油及废
水沉积在燃气空腔一、燃气空腔三和燃气空腔五内，最后经排污管道及排污阀定期排放掉。
净化后的可燃气体经燃气导出管导出后，可经燃气供气管与燃气灶、储气罐连接。本实用新
型所述供热出水口 、供热回水口 、水腔可与该申请人在专利号为92108914. 7的专利技术中
公开的导向双回路常压采暖供热设备配套使用，其工作原理、工作过程在该专利中均有详
细记载，在此不作详细说明。
权利要求一种高纯度生物质制气供热装置，包括制气装置和燃气净化装置，其中制气装置包含炉体(1)，炉体内设有气化室(2)，炉体顶部设有与气化室(2)连通的进料口(3)和燃气出口(4)，进料口(3)上设有密封盖(5)，炉体(1)底部有灰渣室，灰渣室下方为点火排渣口(6)，其特征是炉体(1)底部还设有飓风器，该飓风器包含与炉体密封连接的外筒(7)，以及套接在外筒(7)内并且作为灰渣室的内筒(8)，外筒(7)与内筒(8)之间形成环形飓风腔(9)；内筒(8)顶部周圈间隔设有位于环形飓风腔(9)内、且外缘高于内筒(8)的飓风片(10)，各飓风片整体呈螺旋状；飓风片(10)上方、且位于外筒(7)内周圈设有挡风板(11)，挡风板(11)与飓风片(10)之间形成飓风间隙(12)；环形飓风腔(9)上连接有与空气压缩机(13)连通的空气进气管(14)。
2. 根据权利要求l所述的一种高纯度生物质制气供热装置，其特征是密封盖(5)上设 有顶紧构件，该顶紧构件包含一端与炉体(1)铰接的顶紧环(15)，顶紧环另一端设有将密 封盖(5)与进料口 (3)压紧的挂钩(16)，顶紧环(15)顶部开有螺孔(17)，螺孔内贯穿设置 与其相互配合的顶紧螺杆(18)，密封盖(5)顶部固定有顶紧块(19)，顶紧螺杆(18)下端活 动伸入顶紧块(19)内，顶紧螺杆(18)上端设有旋转手柄(20)。
3. 根据权利要求1或2所述的一种高纯度生物质制气供热装置，其特征是炉体(1)外 壁与气化室(2)之间设有水腔(21)，炉体上、下方分别开有与水腔相通的供热出水口 (22) 和供热回水口 (23)。
4. 根据权利要求1所述的一种高纯度生物质制气供热装置，其特征是所述的燃气净化 装置包含其内装有水(24)的燃气净化室(25)，燃气净化室顶部设有燃气入口 (26)，燃气入 口通过管道与气化室(2)顶部的燃气出口 (4)连通，燃气入口 (26)下方设有伸入水内的 燃气入口管道(27);燃气净化室(25)内架设有顶端开口的脱液净化室一 (28)、全封闭的 脱液净化室二 (29)及脱液净化室三(30)，脱液净化室一 (28)内中上部填充有石英矿物质 层(31)，下部为燃气空腔一 (32)，脱液净化室二 (29)中部填充有生物质层(33)，上、下方 分别为燃气空腔二 (34)和燃气空腔三(35)，脱液净化室三(30)中部填充有细密生物质层 (36)，上、下方分别为燃气空腔四(37)和燃气空腔五(38)，燃气空腔一 (32)通过管道与燃 气空腔二 (34)连通，燃气空腔三(35)通过管道与燃气空腔五(38)连通，燃气空腔四(37) 与燃气导出管(39)连通；燃气空腔一 (32)、燃气空腔三(35)和燃气空腔五(38)下方分别 设有伸出燃气净化室的排污管道(40)及排污阀(41)。
5. 根据权利要求4所述的一种高纯度生物质制气供热装置，其特征是伸入水(24)的燃 气入口管道(27)下端设有气体分布器(42)。
6. 根据权利要求4所述的一种高纯度生物质制气供热装置，其特征是燃气净化室(25) 为圆柱形，燃气入口 (26)设置在燃气净化室顶部中心，脱液净化室一 (28)、脱液净化室二 (29)和脱液净化室三(30)以燃气净化室圆心为中心，呈等边三角形分布。
7. 根据权利要求4所述的一种高纯度生物质制气供热装置，其特征是燃气导出管(39) 末端连有燃气供气管(47)，燃气供气管(47)末端连有储气罐(43)，储气罐底部设有排液阀 (44)。
专利摘要本实用新型涉及生物质制气领域，具体为一种高纯度生物质制气供热装置，解决现有气化装置存在制气时间短、不均匀及燃气纯度较低等问题，制气装置包含炉体，炉体内设有气化室，顶部设有燃气出口，底部设有飓风器，包含外筒、内筒，两者之间形成环形飓风腔；内筒顶部设有飓风片，飓风片整体呈螺旋状；外筒内周圈设有挡风板，挡风板与飓风片之间形成飓风间隙；燃气净化装置包含燃气净化室，顶部设有燃气入口，燃气入口与燃气出口连通；燃气净化室内架设有中上部填充有石英矿物质层的脱液净化室一、中部填充有生物质层的脱液净化室二及中部填充有细密生物质层的脱液净化室三。结构合理，操作简便，实用效果好，制气稳定、快速，无污染。
文档编号C10J3/76GK201459083SQ200920104719
公开日2010年5月12日 申请日期2009年9月4日 优先权日2009年9月4日
发明者王文茂 申请人:王文茂