专利名称：一种旋风式秸秆气化炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及民用秸杆气化炉技术领域，特别是一种旋风式秸杆气化炉。
技术背景秸杆气化炉气化原理是将固体燃料转化为气体燃料的热化学过程。当秸杆类物料燃烧时，需要一定量的氧气，如果提供的氧气等于或多于这个值(反应方程式2C+02 = 2C0的氧气值)，秸杆便可以充分地燃烧了，最后的残余物为灰分。如果提供的氧气是少于这个值，秸杆在燃烧过程中便不能全部烧掉，提供的氧气越少，没能烧掉的可燃成分就越多，在缺氧的状态下的不完全燃烧，使其转化为炭和一氧化碳、氢、甲烷(CO，H2，CH4)等可燃气体。气化炉中的气化过程是秸杆从上部加入，气化剂(空气)从底部吹入,气化炉中 参与反应的秸杆自上而下形成干燥区，热分解区(裂解区)，还原区和氧化区。气化炉最上层为干燥区，从上面加入的物料直接进入到干燥区，物料在这里同下面三个反应区生成的热气体产物进行换热，使原料中的水分蒸发出去，该层温度为100 300°C。干燥层的产物为干物料和水蒸气，水蒸气随着下面的三个反应区的产热排出气化炉，而干物料则落入热分解区(裂解区)。在热分解区(裂解区)，由氧化区和还原区生成的热气体，在上行过程中经过裂解层，同时将秸杆加热，当秸杆受热后发生裂解反应。在反应中，秸杆中大部分的挥发碳分从固体中分离出去。由于秸杆的裂解需要大量的热量，在裂解区温度为到400 600°C。在裂解反应中还有少量烃类物质的产生。裂解区的主要产物为炭、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烃类物质等，这些热气体继续上升，进入到干燥区，而炭则进入下面的还原区。在还原区已没有氧气存在，在氧化反应中生成的二氧化碳在这里同炭及水蒸气发生还原反应，生成一氧化碳(CO)和氢气(H2)。由于还原反应是吸热反应，还原区的温度约为700 900°C。还原区的主要产物为一氧化碳(CO)、二氧化碳(C02)和氢气(H2)，这些热气体同在氧化区生成的部分热气体进入上部的裂解区，而没有反应完的炭则落入氧化区。在氧化区空气由气化炉的底部进入，在经过灰渣层时被加热，加热后的气体进入气化炉底部的氧化区，在这里同炽热的炭发生燃烧反应，生成二氧化碳同时放出热量，由于是限氧燃烧，氧气的供给是不充分的，因而不完全燃烧反应同时发生，生成一氧化碳，同时也放热量。在氧化区，温度可达1000 1200°C，反应方程式为C+02 = C02+AH AH= 408.8千焦。在氧化区进行的均为燃烧反应，并放出热量，也正是这部分反应热为还原区的还原反应、物料的裂解和干燥，提供了热源。在氧化区中生成的热气体(一氧化碳和二氧化碳)进入气化炉的还原区，灰则落入下部的灰室中。秸杆气化炉原理比较简单，就是靠秸杆的不充分燃烧，生成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃性气体，然后将气体过滤导出，进行燃烧来获取热量。气化炉理论上讲，应为一种理想的节能实用炉具，现有小型单户秸杆气化炉形式较多，但是现有的各种气化炉真正使用的不是很多。原因是现有的秸杆气化炉在结构上还不能实现上述的理想的气化过程。如现有的秸杆气化炉，在结构形状上不合理，结构尺寸及空间比例不适当，有炉内腔底部采用倒锥状的，不利于落料，有采用机械搅拌装置落料的，又影响气化燃烧；气化炉的核心部件炉芯，一般采用炉篦子(钢筋炉排)式炉芯，管式炉芯或者为多孔碟式炉芯，气化剂的均匀性分布和输送力度对气化过程有影响；燃气的过滤净化有采用水或者其他介质材料过滤的，也有采用冷凝技术过滤，结构较为复杂，过滤净化效果不理想；现有的气化炉往往使得燃烧不均匀，气化过程不充分，炉内易产生明火，出现空洞，造成产气中断，持续供气时间短等现象。现有的气化炉对秸杆柴禾可燃性的要求也较高，对物料含水量要求小于20%。而且现有秸杆气化炉操作起来比较麻烦，烟熏、难闻气味的问题和焦油的分离处理一直很难解决。
发明内容 本实用新型的目的旨在提供一种燃烧均匀、气化充分的旋风式秸杆气化炉。本实用新型的旋风式秸杆气化炉由炉体、燃气接出管、炉体水槽、炉盖、炉胆、炉芯、炉灰口、炉灰口盖、净化筒、燃气输入管、焦油瓶、焦油排出口、燃气输出管、进风管、送风接管和电鼓风机组成。电鼓风机经送风接管与炉芯和进风管连接相通，炉体内装有隔热保温的炉胆，在炉体开口处有炉体水槽，炉体水槽内装有燃气接出管，炉盖盖在炉体水槽内；燃气接出管与燃气输入管连接，燃气输入管及进风管与净化筒连接，燃气输出管由净化筒上部接出，焦油瓶通过焦油排出口与净化筒底部相连；炉体下部开有炉灰口，炉灰口(7)上盖有炉灰口盖。本实用新型的炉体外形状为圆柱体，炉体内装有炉胆，炉胆内膛为圆柱体空腔，炉胆内膛直径与高度的比为I : 2-3. 5范围之间，炉胆内膛直径为30cm-80cm范围内。本实用新型的炉芯为圆柱体形内空的壳体，其壳体壁厚在3mm-10mm范围，在炉芯的下底面上有一与送风接管孔径相同且相通的进气孔，在炉芯的上圆面上有3-8个直径为均勻分布倾斜的小孔,在圆柱体的圆周柱体面上均勻分布有与圆柱面径线成10-40度夹角的位置处隆起的斜线筋条，筋条的截面高度、厚度为6mm-12mm在范围，筋条与筋条之间的中部二分之一高度处分布有直径为倾斜的小孔，该倾斜的小孔与水平方向成10-40度的夹角，同时与小孔处的圆周切线方向成60-80度的夹角。本实用新型的净化筒为圆柱体形筒体，在净化筒的圆柱体柱面上沿外圆周切线方向对称分布有进风管和燃气输入管，输入的空气和燃气(含有焦油、灰粉和水份)在净化筒内部沿圆周切线方向形成高速旋转的气流并形成雾化状态，高速旋转的气流产生旋转离心力，焦油、灰粉和水份在离心力作用下甩向净化筒内腔的圆周面的腔壁上，在重力作用下沿焦油排出口排出，而净化后的燃气由直立的燃气输出管供给燃气用具。本实用新型的炉盖为有倾斜度的盆状形式，气化过程产生的水气在炉盖上凝结，沿炉盖倾斜面流入炉体水槽；燃气接出管直立的装在炉体水槽内，其端口位置在炉体水槽(3) 二分之一至三分之二高处，当炉体水槽内的水超过其端口位置时从燃气接出管溢出流入净化筒，净化筒的进风气流使其雾化，以净化燃气中的焦油和灰粉。本实用新型的旋风式秸杆气化炉，解决了现有秸杆气化炉燃烧不均匀，气化过程不充分，炉内易产生明火，出现空洞，造成产气中断，持续供气时间短，对物料要求高，烟熏，难闻气味和焦油难处理等问题。
[0012]图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型炉芯的结构示意图；图3是本实用新型炉芯的俯视图；图4是本实用新型燃气净化器的结构示意图；图5是本实用新型燃气净化器的俯视图；图6是本实用新型炉口处局部放大剖视图。 I、炉体2、燃气接出管3、炉体水槽4、炉盖5、炉胆6、炉芯7、炉灰口8、炉灰口盖9、净化筒10、燃气输入管11、焦油瓶12、焦油排出口 13、燃气输出管
14、进风管15、送风接管16、电鼓风机
具体实施方式
本实用新型的旋风式秸杆气化炉由电鼓风机(16)经送风接管(15)与炉芯(6)和进风管(14)连接相通，炉体(I)内装有隔热保温的炉胆(5)，在炉体(I)开口处有炉体水槽
(3)，炉体水槽(3)内装有燃气接出管(2)，炉盖(4)盖在炉体水槽(3)内；燃气接出管(2)与燃气输入管(10)连接，燃气输入管(10)及进风管(14)与净化筒(9)连接，燃气输出管
(13)由净化筒(9)顶部接出，焦油瓶(11)通过焦油排出口(12)与净化筒(9)底部相连；炉体(I)下部开有炉灰口(7)，炉灰口(7)上盖有炉灰口盖(8)。燃气进入净化筒(9)，净化后的燃气由燃气输出管(13)输送给炉灶、燃气热水器等用气具，焦油、灰粉和水份经净化筒(9)沉积后通过焦油排出口(11)排出到焦油瓶(11)内，炉体⑴下部开有炉灰口(7)，揭开炉灰口盖(8)炉内产生的炉灰可经炉灰口(7)取出。本实用新型的炉体⑴外形状为圆柱体，炉体⑴内装有炉胆(5)，炉胆(5)内膛为圆柱体空腔，炉胆(5)内膛直径与高度的比为I : 2-3.5，炉胆(5)内膛直径为30cm-80cm，这样的尺寸空间才能满足气化炉氧化区、还原区、裂解区和干燥区对气化过程的空间需要。本实用新型的炉芯(6)为圆柱体形内空的壳体，其壳体壁厚在3mm-10mm范围，在炉芯(6)的下底面上有一与送风接管(15)孔径相同且相通的进气孔，在炉芯(6)的上圆面上有3-8个直径为均勻分布倾斜的小孔,在炉芯(6)圆柱体的圆周柱体面上均匀分布有与圆柱面径线成10-40度夹角的位置处隆起的斜线筋条，筋条的截面高度、厚度为筋条与筋条之间的中间部位二分之一高度处分布有直径为倾斜的小孔，该倾斜的小孔与水平方向向上成10-40度范围的夹角，同时与小孔处的圆周切线方向成60-80度的夹角。以上炉芯(6)上各处分布的倾斜小孔向炉膛内吹风，由于小孔是倾斜的，在炉膛内形成旋风，满足气化炉氧化反应、还原反应、裂解反应和干燥等气化过程对空气和热值温度的需要。本实用新型的净化筒(9)为圆柱体形筒体，在净化筒(9)的圆柱体柱面上沿外圆周切线方向相对分布有进风管(14)和燃气输入管(10)，如图4、图5所示，输入的空气和燃气(含有焦油、灰粉和水份)在净化筒(9)内部沿圆周切线方向形成高速旋转的气流并形成雾化状态，高速旋转的气流产生旋转离心力，焦油、灰粉和水份在离心力作用下甩向净化筒(9)内腔的圆周面的腔壁上，在重力作用下沿焦油排出口(12)排出，而净化后的燃气由净化筒(9)顶部直立的燃气输出管(13)供给燃气用具。[0024]本实用新型的炉盖(4)为有倾斜度的盆状形式，气化过程产生的水气在炉盖(4)上凝结，沿炉盖倾斜面流入炉体水槽(3)，炉体水槽(3)内装有直立的燃气接出管(2)，其端口位置在炉体水槽(3) 二分之一至三分之二高处，如图6所示，当炉体水槽(3)内的水超过其端口位置时从燃气接出管(2)的端口溢出，流入净化筒(9)，净化筒(9)的进风气流使其雾化，以净化燃气中的焦油和灰粉。本实用新型结构简单，优化的炉体形状和结构尺寸，满足了气化炉氧化区、还原区、裂解区和干燥区对气化过程的空间需要。新型的炉芯给气化炉炉内供给旋转上升的气流，满足气化炉氧化反应、还原反应、裂解反应和干燥过程对空气和热值温度的需要，有效解决了燃烧不均匀，气化过程不充分，炉内易产生明火，出现空洞，造成产气中断，持续供气时间短等问题。新型的燃气净化器采用气流雾化和离心分离技术，有效解决了难闻气味和焦油、灰粉分离处理的难题。该旋风式秸杆气化炉操作简单，适用各种柴禾秸杆，对含水量 超过20%的物料也能正常使用。当地村民使用炉体直径40厘米的旋风式秸杆气化炉，添加一炉柴禾秸杆持续供气可达六小时以上，可供5 口之家一日三餐做饭炒菜、取暖和早晚洗漱对热水的需要。该旋风式秸杆气化炉是现代农村使用的高效节能、方便快捷、洁净卫生的理想的炉具设备。
权利要求1.一种旋风式秸杆气化炉，由炉体(I)、燃气接出管(2)、炉体水槽(3)、炉盖(4)、炉胆(5)、炉芯(6)、炉灰口(7)、炉灰口盖(8)、净化筒(9)、燃气输入管(10)、焦油瓶(11)、焦油排出口(12)、燃气输出管(13)、进风管(14)、送风接管(15)和电鼓风机(16)组成；其特征在于电鼓风机(16)经送风接管(15)与壳体上开有小孔的炉芯(6)和进风管(14)连接相通；炉体(I)内装有隔热保温的炉胆(5)，在炉体(I)开口处有炉体水槽(3)，炉体水槽(3)内装有燃气接出管(2)，炉盖(4)盖在炉体水槽(3)内，燃气接出管(2)与燃气输入管(10)连接，燃气输入管(10)及进风管(14)与净化筒(9)连接，燃气输出管(13)由净化筒(9)顶部接出，焦油瓶(11)通过焦油排出口(12)与净化筒(9)底部相连；炉体(I)下部开有炉灰口(7)，炉灰口(7)上盖有炉灰口盖(8)。
2.根据权利要求I所述的一种旋风式秸杆气化炉，其特征在于炉胆(5)内膛为圆柱体空腔，炉胆(5)内膛直径与高度的比例为I : 2-3. 5，炉胆(5)内膛直径为30cm-80cm。
3.根据权利要求I所述的一种旋风式秸杆气化炉，其特征在于炉芯(6)为圆柱体形内空且壳体上均匀分布有3-8个倾斜的小孔，且圆周柱体面上均匀分布有与圆柱面径线成10-40度夹角的位置处隆起的斜线筋条。
4.根据权利要求3所述的一种旋风式秸杆气化炉，其特征在于在炉芯(6)上的斜线筋条的截面高度、厚度为6_-12_，炉芯(6)的圆周柱体面上均匀分布的倾斜的小孔与水平方向向上成10-40度的夹角，同时与小孔处的圆周切线方向成60-80度的夹角。
5.根据权利要求I所述的一种旋风式秸杆气化炉，其特征在于净化筒(9)为圆柱体形筒体，进风管(14)和燃气输入管(10)沿净化筒(9)的圆柱体柱面上外圆周切线方向相对分布。
6.根据权利要求I所述的一种旋风式秸杆气化炉，其特征在于炉盖(4)为有倾斜度的盆状形式。
7.根据权利要求I所述的一种旋风式秸杆气化炉，其特征在于燃气接出管(2)直立的装在炉体水槽(3)内，其端口位置在炉体水槽(3) 二分之一至三分之二高处。
专利摘要本实用新型的旋风式秸秆气化炉由电鼓风机(16)经送风接管(15)与炉芯(6)和进风管(14)连接相通，炉体(1)内装有隔热保温的炉胆(5)，在炉体(1)开口处有炉体水槽(3)，炉体水槽(3)内装有燃气接出管(2)，炉盖(4)盖在炉体水槽(3)内，燃气接出管(2)与燃气输入管(10)连接，燃气输入管(10)及进风管(14)与净化筒(9)连接，燃气输出管(13)由净化筒(9)顶部接出，焦油瓶(11)通过焦油排出口(12)与净化筒(9)底部相连。本实用新型的旋风式秸秆气化炉，解决了现有秸秆气化炉燃烧不均匀，气化过程不充分，炉内易产生明火，出现空洞，造成产气中断，持续供气时间短，对物料要求高，烟熏，难闻气味和焦油难处理等问题。
文档编号C10J3/72GK202379955SQ20112050883
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者田晏 申请人:田晏