下吸式生物质气化炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型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，其侧壁上设置有若干用于引入助燃空气的进气孔；下炉体，设置在上炉体的下方；供气装置，与所述进气孔连通，用于为生物质原料的燃烧提供包括设定比例的助燃蒸汽和助燃空气在内的助燃气体，所述助燃蒸汽通过气体燃料携带的余热作为热源的设备生产；输出装置，设置在所述下炉体上，用于输出所述生物质原料反应后生成的气体燃料。本实用新型中的下吸式生物质气化炉，通过侧入式引入助燃气体，解决了生物质原料燃烧不均匀的问题。通过包括蒸汽的助燃气体，降低了气体燃料中的氮气含量。使用气体燃料余热生产助燃蒸汽，节约了能源，节约了设备成本。
【专利说明】下吸式生物质气化炉
【技术领域】
[0001]本实用新型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上的，用于为气体燃料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，空气由上炉体101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。随后，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。抽吸进入到生物质原料中的空气即作为助燃气体，用于生物质原料的燃烧，其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，虽然可以制备气体燃料，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。
实用新型内容
[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，本实用新型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供气装置，使用空气和水蒸汽的混合物作为本实用新型下吸式生物质气化炉的助燃气体；在保证生物质原料气化反应的正常进行的同时，还能够降低生物质原料燃烧所生成的气体燃料中的氮气含量。
[0007]本实用新型还利用气体燃料所携带的余热作为助燃蒸汽生产的热源，节约能源的同时还为输出的气体燃料降温。并且本实用新型所提供的下吸式生物质气化炉结构简单，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。
[0008]为解决上述问题，本实用新型所提供的技术方案为:
[0009]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:
[0010]上炉体，其侧壁上设置有若干用于引入助燃气体的进气孔；
[0011]下炉体，设置在所述上炉体的下方；
[0012]供气装置，与所述进气孔连通，用于为所述生物质原料的燃烧提供包括设定比例的助燃蒸汽和助燃空气的混合助燃气体，所述助燃蒸汽通过所述气体燃料携带的余热作为热源的设备生产；
[0013]输出装置，与所述下炉体连通，用于输出所述生物质原料反应后生成的气体燃料。
[0014]进一步，所述进气孔沿所述上炉体侧壁周向均布。
[0015]进一步，所述供气装置包括蒸汽输入装置和空气输入装置，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生产的蒸汽输送至所述上炉体内的若干蒸汽输入管道；所述空气输入装置包括用于提供助燃空气的空气提供装置和用于将助燃空气输入到上炉体内的若干空气输入管道。
[0016]进一步，所述蒸汽提供装置为蒸汽锅炉。
[0017]进一步，所述蒸汽输入管道一端与所述进气孔连通，另一端与所述蒸汽提供装置连通；助燃蒸汽由蒸汽提供装置输出后，通过所述蒸汽输入管道和所述进气孔进入到所述上炉体内。
[0018]进一步，所述蒸汽输入管道与所述空气输入管道在所述进气孔前汇合为一条输入管道，使所述助燃蒸汽与助燃空气在所述输入管道中混合后再进入到所述上炉体中。
[0019]进一步，所述输出装置包括与所述下炉体连通的，用于将所述气体燃料输出的输出管道和设置在所述输出管道上，用于为所述气体燃料输出提供动力的第一气泵。
[0020]进一步，所述输出管道与所述蒸汽提供装置连通，将所述气体燃料输入到蒸汽提供装置中。
[0021]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。
[0022]进一步，所述若干观察窗沿所述气化炉侧壁周向均布。
[0023]本实用新型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供气装置，将现有下吸式生物质气化炉的供气方式由顶部进入改为通过侧壁进入，可避免由于生物质原料分布不均匀性对助燃气体阻碍不同而造成的燃烧层各处燃烧不均的问题，使气体燃料品质更加稳定。并将现有技术中使用空气做为助燃气体，改为使用蒸汽与空气混合气体作为助燃气体，不但大大降低了气体燃料中氮气含量，并且助燃蒸汽可以与生物质原料气化所产生的匕⑶、(?反应产生可燃气体，使气体燃料中的可燃气体含量更多，品质更尚。
[0024]另外，本实用新型还利用气体燃料所携带的余热作为助燃蒸汽生产的热源，既节省了能源，还为气体燃料降温。通过上述改造，使本实用新型中的下吸式生物质气化炉各处燃烧更加充分，并且各处燃烧更加均匀，避免了“烧穿”现象的发生，并且通过在助燃气体中引入水蒸汽，大大降低了生物质原料燃烧所生成的气体燃料中的氮气含量，提高气体燃料的品质。并且本实用新型中的下吸式生物质气化炉还具有结构简单，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】
[0025]图1为使用生物质制备气体燃料的系统结构示意图；
[0026]图2为现有技术中下吸式生物质气化炉结构示意图；
[0027]图3为本实用新型中下吸式生物质气化炉结构示意图(局部剖视图)；
[0028]图4为本实用新型中下吸式生物质气化炉原理图(剖面图)。
[0029]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；504.蒸汽隔离层；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；9.蒸汽提供装置。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0031]如图3、4所示，本实用新型中的一种下吸式生物质气化炉包括:上炉体101、下炉体102、炉盖105、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包括助燃蒸汽6a和助燃空气6b的混合助燃气体6。助燃气体6中的助燃蒸汽6a与助燃空气6b之间的比例可根据生物质原料的具体品质进行调整，使燃烧后所生成的气体燃料8中的可燃气体含量最高。
[0032]如图3、4所示，炉盖105设置在上炉体101的顶部，在需要投放生物质原料时，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。生物质原料在上炉体101中燃烧产生气体燃料8。若干进气孔106设置在上炉体101的侧壁上，若干进气孔106用于与供气装置的输出端配合，将助燃气体6导入到上炉体101中；优选的，若干进气孔106沿上炉体101侧壁的周向均布。箅子103设置在上炉体101的底部用于将上炉体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。
[0033]如图3、4所示，下炉体102设置在上炉体101的下方，上炉体101内燃烧所产生的灰将通过箅子103落到下炉体中，并且燃烧所产生的气体燃料8也将经过下炉体102由输出装置输出。
[0034]如图3、4所示，供气装置包括蒸汽输入装置和空气输入装置。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、蒸汽泵、蒸汽阀门(图中未示出)和蒸汽提供装置9。蒸汽泵和蒸汽阀门均设置在蒸汽输入管道108上。蒸汽管道108的一端与进气孔106连通，另一端与蒸汽提供装置9连通。蒸汽提供装置9所产生的助燃蒸汽6a通过蒸汽泵的泵送，经蒸汽输入管道108和进气孔106进入到上炉体101内用于生物质原料的气化反应。蒸汽输入管道108的设置方式可以为每个进气孔106对应设置有一个独立的蒸汽管道108，也可若干个进气孔106共用一个蒸汽管道108。
[0035]如图3、4所示，蒸汽提供装置9使用上炉体101内的生物质原料燃烧所产生的气体燃料8所携带的余热作为热源，气体燃料8通过与蒸汽提供装置9中的水进行热交换生产助燃蒸汽63。与此同时，通过在蒸汽提供装置9内的热交换使气体燃料8的温度降低；这样既为助燃蒸汽63生产节约了能源，又降低了气体燃料8的输出温度，不必增设单独的冷却设备，节省了设备投资。优选的，蒸汽提供装置9为蒸汽锅炉。当然在实际应用中，所有可通过热交换将水转换成水蒸汽的设备均可应用于此。
[0036]如图3、4所示，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的一端与进气孔106连通，另一端与空气提供装置连通。助燃空气他由空气提供装置经过滤、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的设置方式可以为每个进气孔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。
[0037]优选的，如图4所示，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66和助燃蒸汽如在管道110中混合成为助燃气体6，然后再通过进气孔106进入到上炉体中。为生物质原料的燃烧助燃。
[0038]如图3、4所示，输出装置设置在下炉体102处，用于输出生物质原料燃烧后生成的气体燃料8。输出装置包括用于输出气体燃料8的输出管道104和设置在输出管道104上的，用于为气体燃料8的输出提供动力的第一气泵7。输出管道104的一端与下炉体连通，另一端与蒸汽提供装置9连通。第一气泵7将气体燃料8泵送至蒸汽提供装置9热源输入端，气体燃料8在蒸汽提供装置9内进行热交换冷却后，再进入到后续工序中进行处理。
[0039]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。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和供气装置的作用下，助燃气体6由上炉体的若干进气孔106进入燃烧层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，并最终进入到蒸汽产生装置9中，在其中进行热交换，生成助燃蒸汽如。助燃蒸汽如通过蒸汽输入管道进入到上炉体101内。经过在蒸汽生产装置9的热交换后温度降低，随后，被泵送至后续工序中，进行进一步处理。
[0040]本实用新型的下吸式生物质气化炉通过设置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。并通过调整助燃空气在助燃气体中的含量，即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。另外，还通过将生物质原料燃烧所产生的气体燃料所携带的余热作为热源用于助燃蒸汽生产，既节约了能源，又降低了输出的气体燃料的温度，节约了设备成本。
[0041]以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【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，与所述进气孔连通，用于为所述生物质原料的燃烧提供助燃蒸汽和助燃空气的混合助燃气体，所述助燃蒸汽通过所述气体燃料携带的余热作为热源的设备生产； 输出装置，与所述下炉体连通，用于输出所述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，所述供气装置包括蒸汽输入装置和空气输入装置，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生产的蒸汽输送至所述上炉体内的若干蒸汽输入管道；所述空气输入装置包括用于提供助燃空气的空气提供装置和用于将助燃空气输入到上炉体内的若干空气输入管道。
4.根据权利要求3中所述的气化炉，其特征在于，所述蒸汽提供装置为蒸汽锅炉。
5.根据权利要求3中所述的气化炉，其特征在于，所述蒸汽输入管道一端与所述进气孔连通，另一端与所述蒸汽提供装置连通；助燃蒸汽由蒸汽提供装置输出后，通过所述蒸汽输入管道和所述进气孔进入到所述上炉体内。
6.根据权利要求3中所述的气化炉，其特征在于，所述蒸汽输入管道与所述空气输入管道在所述进气孔前汇合为一条输入管道，使所述助燃蒸汽与助燃空气在所述输入管道中混合后再进入到所述上炉体中。
7.根据权利要求3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，用于将所述气体燃料输出的输出管道和设置在所述输出管道上，用于为所述气体燃料输出提供动力的第一气泵。
8.根据权利要求7中所述的气化炉，其特征在于，所述输出管道与所述蒸汽提供装置连通，将所述气体燃料输入到蒸汽提供装置中。
9.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。
10.根据权利要求9中所述的气化炉，其特征在于，所述若干观察窗沿所述气化炉侧壁周向均布。
【文档编号】C10J3/26GK204224547SQ201420676413
【公开日】2015年3月25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