一种智能控制的生物质气化发生器装置的制作方法

本实用新型涉及生物质的处理利用领域，尤其涉及一种智能控制的生物质气化发生器装置。

背景技术：

随着经济和社会的发展，我们正面临着巨大的能源与环境压力。当今的能源主要来自矿物燃料，包括煤炭、石油、天燃气等，矿物能源的应用推动了社会发明，但其资源却在日益耗尽。并且，由于矿物能源的过量使用已引起了日益严重的环境问题，如全球气候变暖、臭氧层破坏、生态圈失衡、有害物质排放、酸雨等自然灾害。

为了解决这一问题，现有技术中有利用生物质气化技术，产出可燃气体，提供能源。生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于气化介质，如空气、氧气或水蒸气等的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为CO、H₂和低分子烃类等可燃气体的过程。而生物质通过气化技术可以产生生物质炭，生物质在低温和缺氧(或无氧)条件下，脱除生物质原料中的水分以及部分氧、碳等成分，获得以生物质炭为主要产品的加工过程。炭化时脱除其中大部分水分和少量挥发分是获得高品质生物质炭的必要途径。由于不同生物质原料含水率和组成结构等差异较大，这不仅影响生物质气化后的产炭速度，而且影响生物质气化后的炭质量。因而现有技术中的生物质气化装置，存在生物质气化后的炭产率和生物质气化后的炭品质难以保证等缺陷。并且，现有技术中的生物质气化发生器装置不能对反应单元连续智能提供原料，不能根据原料的消耗量智能添加生物质原料。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点和不足，提供一种智能控制的生物质气化发生器装置，通过测定温度判定质气化的进程，精确控制炭粉的回收时间，提高炭粉的品质，并能够根据生物质气化发生器中储备原料的量智能添加生物质原料，操作方便。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种智能控制的生物质气化发生器装置，包括一反应腔体、供料单元、动作驱动单元和控制单元，所述反应腔体内设置有将反应腔体由上至下分隔为反应单元和炭粉回收单元的第二托板，所述第二托板连接于动作驱动单元；所述供料单元的输出端接入反应腔体，所述反应腔体顶部侧壁设置有电感器，所述反应单元的腔体侧壁设置有点火口和可燃气出口；所述反应单元的腔体底部设置有测温元件；所述供料单元、电感器、测温元件和动作驱动单元分别与控制单元电连接。

相对于现有技术，本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置，根据反应腔体顶部的电感器检测反应腔体中生物质原料的高度，通过控制单元控制供料单元的运行，既可以保证生物质气化发生器的正常运行，又能节省能源，降低能源的损耗；在反应单元底部设置有测温元件，通过测温元件测定温度判定生物质气化的进程，精确控制炭粉的回收时间，提高炭粉的品质。

进一步，所述反应腔体内第二托板上方设置有第一托板，第一托板和第二托板将反应腔体至上而下分隔为储料单元、反应单元和炭粉回收单元；所述供料单元的输出端接入反应腔体的出料单元；所述第一托板包括第一固定托板和第一活动托板，所述第一固定托板和第一活动托板均设置有相互交错的第一叶片和第一连通孔，所述第二托板包括第二固定托板和第二活动托板，所述第二固定托板和第二活动托板均设置有相互交错的第二叶片和第二连通孔；所述动作驱动单元通过同心设置的第二驱动轴和第三驱动轴分别连接于第一活动托板和第二活动托板。

进一步，所述储料单元内设置有一拨平杆，所述拨平杆通过与第二驱动轴和第三驱动轴同心设置的第一驱动轴连接于拨平杆。

进一步，所述供料单元包括斗式提升机和原料仓，所述原料仓设置于斗式提升机下方；所述斗式提升机包括料斗带、至少一个料斗、一组传动轮和驱动部；所述料斗设置于料斗带上，料斗带安装于一组传动轮外围，驱动部带动传动轮转动。可根据对生物质原料的需求调整供料单元中传动轮的传动速率，进而调整供料单元对原料的供应速率。

进一步，所述控制单元包括供料模块、测温模块、下料及炭粉回收模块，所述测温模块与下料及炭粉回收模块电连接；所述供料模块分别与斗式提升机的驱动部、储料单元的电感器、动作驱动单元电连接，所述测温模块与反应单元的测温元件电连接，所述下料及炭粉回收模块与动作驱动单元电连接。通过控制单元控制供料单元、储料单元、反应单元、炭粉回收单元的运行，使全部操作智能化，减少了人工劳动力，提高了生物质气化装置的工作效率。

进一步，所述智能控制的生物质气化发生器装置还包括一炭粉输出单元，所述炭粉输出单元包括一输送机和驱动元件，所述输送机的入料端接入炭粉回收单元的炭粉出口；所述控制单元包括一炭粉输出模块，其与所述驱动元件电连接。

进一步，所述智能控制的生物质气化发生器装置还包括一可燃气输出单元，所述可燃气输出单元连接于所述可燃气体出口。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的结构示意图。

图2是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的反应腔体的结构示意图。

图3是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的动作驱动单元的结构示意图。

图4是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的供料单元的结构示意图。

图5是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的炭粉输出单元的结构示意图。

图6是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的控制单元的连接结构图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型以达成预定目的所采取的技术手段及其技术效果，以下结合实施例和附图，对本实用新型提出的一种智能控制的生物质气化发生器装置的结构特征及其具体实施方式进行说明，详细说明如下。

请参阅图1，其是本实用新型所述的智能控制的生物质气化发生器装置的结构示意图。所述生物质气化发生器装置包括一反应腔体、供料单元40、可燃气输出单元50、炭粉输出单元60、动作驱动单元70和控制单元。所述供料单元40的输出端接入反应腔体，供料单元40将生物质原料运输至反应腔体，生物质原料在反应腔体内反应后，产生的可燃气通过可燃气输出单元50输出，生成的炭粉通过炭粉输出单元60输出。

请参阅图2，其是本实用新型所述的智能控制的生物质气化发生器装置的反应腔体结构示意图。所述反应腔体至上而下导通并依次设置有储料单元10、反应单元20和炭粉回收单元30。所述储料单元10和反应单元20之间设置有第一托板11，所述反应单元20和炭粉回收单元30之间设置有第二托板21。

所述反应单元20通过设置于其腔体侧壁的可燃气体出口22外接于可燃气输出单元50，可燃气输出单元50末端连接至锅炉等需要可燃气的设备。所述反应单元20底部侧壁上设置有一测温元件23，所述测温元件23与控制单元电连接，测温元件23将检测的温度信号传输至控制单元。由于缺氧燃烧主要发生于反应单元20的底部，通过测温元件23测定反应单元20的温度。当温度升高或保持不变时，说明缺氧燃烧没有进行完全，控制反应单元20底部的第二托板21闭合，使缺氧燃烧进一步进行；而当温度开始降低时，说明缺氧燃烧进行完全，此时的炭粉为品质最佳的炭粉，控制反应单元20底部的第二托板21，使炭粉回落至炭粉回收单元30。在本实施例中，所述反应单元20的腔体侧壁设置有点火口(图未示)。

所述储料单元10设置于反应单元20上方，所述储料单元10与反应单元20通过所述第一托板11隔开。所述第一托板11包括相互贴合的第一固定托板111和第一活动托板112。所述第一固定托板111固定设置于反应腔体内，所述第一活动托板112设置于第一固定托板111下并相对第一固定托板111动作。所述第一固定托板111和第一活动托板112分别设置有相互交错的第一叶片113和第一连通孔114。在不需要添加生物质原料时，第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113交错排列，使储料单元10和反应单20隔离。而当需要向反应单元10中添加生物质原料时，第一活动托板112相对第一固定托板111动作，使第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113及第一连通孔114分别对应重叠，生物质原料可以通过第一连通孔114进入反应单元20。所述储料单元10内侧壁上设置有电感器，所述电感器包括投光器12和受光器13，所述投光器12和受光器13相对设置，使受光器13可接收投光器12发出的光，进而判定储料单元10中生物质原料的高度。所述电感器与控制单元电连接，将电感器检测到的生物质原料的高度信号传输至控制单元。在本实施例中，所述储料单元中还设置有一拨平杆14，用于拨平储料单元中的生物质原料。所述拨平杆14连接于动作驱动单元70，所述动作驱动单元70通过第一驱动轴71连接于拨平杆14的一端。

所述炭粉回收单元30设置于反应单元20下方，用于接收在反应单元20进行缺氧燃烧后产生的炭粉，所述炭粉回收单元30底部设置有炭粉出口31，所述炭粉出口31外接于炭粉输出单元60。所述反应单元20与炭粉回收单元30通过所述第二托板21隔开。所述第二托板21包括相互贴合的第二固定托板211和第二活动托板212。所述第二固定托板211固定设置于反应腔体内，所述第二活动托板212设置于第二固定托板211下并相对第二固定托板211动作。所述第二固定托板211和第二活动托板212分别设置有相互交错的第二叶片213和第二连通孔214。在生物质燃料进行缺氧燃烧还没有形成优质炭粉时，第二活动托板212和第二固定托板211的第二叶片213交错排列，使反应单元20和炭粉回收单元30隔离，防止炭粉落下。而当生物质原料缺氧燃烧产生优质炭粉时，第二活动托板212相对第二固定托板211动作，使第二活动托板212和第二固定托板211的第二叶片213及第二连通孔214分别对应重叠，炭粉可以通过第二连通214孔进入炭粉回收单元30。

请参阅图3，其是本实用新型所述的智能控制的生物质气化发生器装置的动作驱动单元的结构示意图。所述拨平杆14、第一活动托板112、第二活动托板212均连接动作驱动单元70，所述动作驱动单元70分别通过同心设置的第一驱动轴71、第二驱动轴72、第三驱动轴73连接于拨平杆14的一端、第一活动托板112、第二活动托板212的中心轴。所述动作驱动单元70与控制单元电连接，通过第一驱动轴71、第二驱动轴72、第三驱动轴73分别控制拨平杆14的、第一活动托板112、第二活动托板212。

所述供料单元40竖直设置于反应腔体侧。请参阅图4，其是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的供料单元的结构示意图。所述供料单元40包括斗式提升机41和原料仓42。所述原料仓42设置于斗式提升机41下方。所述斗式提升机41包括料斗带411、至少一个料斗412、一组传动轮413和驱动部。所述料斗412设置于料斗带411上，料斗带411安装于一组传动轮413外围，驱动部带动传动轮413转动，料斗带411随传动轮413传动，进而带动料斗412在竖直方向上传动。当供料单元40运转时，斗式提升机41底部的料斗411经过原料仓42，将生物质原料舀起，随着料斗带411传动提升至顶部，料斗412绕过顶部的传动轮413后向下翻转，将生物质原料倾入储备单元10中。

请参阅图5，其是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的炭粉输出单元的结构示意图。所述炭粉输出单元60包括一输送机61和驱动元件。所述输送机61的入料端611接入炭粉回收单元30的炭粉出口31。所述驱动元件驱动输送机的运行，所述驱动元件与控制单元电连接，根据对炭粉的需求量控制输送机61的输送频率，从而增加或降低炭粉的输送量。在本实施例中，所述输送机61优选螺旋输送机。

请参阅图6，其是本实用新型的智能控制的生物质气化发生器装置的控制单元的电连接结构示意图。所述控制单元包括供料模块71、测温模块72、下料及炭粉回收模块73和炭粉输出模块74。所述测温模块72与下料及炭粉回收模块73电连接。所述供料模块71分别与斗式提升机41的驱动部、储料单元10的电感器、动作驱动单元70电连接。所述测温模块72与测温元件23电连接，用于测量反应单元20底部缺氧燃烧的温度。所述下料及炭粉回收模块73与动作驱动单元70电连接。所述炭粉输出模块74与炭粉输出单元60的驱动元件电连接。

所述供料模块71控制储料单元10的电感器检测储料单元10中的生物质原料的高度，当电感器的受光器13接收投光器12发出的光，说明储料单元10中的生物质原料处于合理的范围，供料模块71根据储料单元10电感器的信号，通过斗式提升机41的驱动部控制斗式提升机41运行，将原料仓42中的生物质原料通过斗式提升机41运输至储备单元10中。并且供料模块71同时控制动作驱动单元70使与拨平杆14连接的第一驱动轴71转动，使拨平杆14转动进而使储料单元10中的生物质原料保持水平。所述测温模块72通过测温元件23获取反应单元20底部缺氧燃烧的温度，并得到温度随时间变化的斜率，然后将所述温度信号传输至下料及炭粉回收模块73。当温度随时间变化斜率大于等于0时，下料及炭粉回收模块73控制动作驱动单元70使与第一活动托板112连接的第二驱动轴72和与第二活动托板212连接的第三驱动轴73不发生动作，使第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113交错排列，第二活动托板212和第二固定托板211的第二叶片213交错排列，储料单元10和反应单元20隔离，反应单元20和炭粉回收单元30隔离，进而不向反应单元20中供料以及防止炭粉落下。而当温度随时间变化斜率小于0时，下料及炭粉回收模块73控制动作驱动单元70使与第一活动托板112连接的第二驱动轴72和与第二活动托板212连接的第三驱动轴73动作，使第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113及第一连通孔114分别对应重叠，第二活动托板212和第二固定托板211的第二叶片213及第二连通孔214分别对应重叠，生物质原料通过第一连通孔114进入反应单元20，炭粉通过第二连通孔214进入炭粉回收单元30。然后，当生物质原料和炭粉分别进入反应单元20和炭粉回收单元30后，下料及炭粉回收模块73控制动作驱动单元70使与第一活动托板112连接的第二驱动轴72和与第二活动托板212连接的第三驱动轴73回复动作，使第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113交错排列，第二活动托板212和第二固定托板211的第二叶片213交错排列，储料单元10和反应单元20隔离，反应单元20和炭粉回收单元30隔离。所述炭粉输出模块74控制炭粉输出单元60的驱动元件的输送频率，根据对炭粉的需求量控制输送机61的输送频率，从而增加或降低炭粉的输送量送频率，增加或降低炭粉的输送量，从而满足对炭粉的需求。

以下详细说明所述生物质气化装置的工作过程及原理：

在生物质气化装置运行时，先通过供料单元40向储料单元10中提供生物质原料，并通过第一活动托板112动作，向反应单元20中提供生物质原料。通过反应单元20底部内侧壁的点火口，点燃反应单元20底部的生物质原料，使其进行缺氧燃烧。供料单元40根据储料单元10的电感器所检测的生物质原料的高度，为储料单元10提供生物质原料，并通过拨平杆14使生物质原料保持水平，直至生物质原料的高度达到储料单元10中电感器的高度，使受光器13不能接收到投光器12发出的光。反应单元20底部的缺氧燃烧产生的可燃气体通过反应单元20的可燃气体出口22输出至可燃气输出单元50，可燃气输出单元50末端连接至锅炉等设备。当测温模块72通过测温元件23检测到反应单元20底部缺氧燃烧的温度随时间变化斜率小于0时，说明缺氧燃烧进行完全，反应单元20底部形成优质炭粉。此时下料及炭粉回收模块73控制动作驱动单元70使与第一活动托板112连接的第二驱动轴72和与第二活动托板212连接的第三驱动轴73动作，使第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113及第一连通孔114分别对应重叠，第二活动托板212和第二固定托板211的第二叶片213及第二连通孔214分别对应重叠，生物质原料通过第一连通114孔进入反应单元20，炭粉通过第二连通孔214进入炭粉回收单元30。然后，当生物质原料和炭粉分别进入反应单元20和炭粉回收单元30后，下料及炭粉回收模块73控制动作驱动单元70使与第一活动托板112连接的第二驱动轴72和第二活动托板212连接的第三驱动轴73回复动作，使第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113交错排列，第二活动托板212和第二固定托板211的第二叶片213交错排列，储料单元10和反应单元20隔离，反应单元20和炭粉回收单元30隔离，进入下一循环过程。所述炭粉输出模块74控制炭粉输出单元60的驱动元件的输送频率，根据对炭粉的需求量控制输送机61的输送频率，从而增加或降低炭粉的输送量。

相对于现有技术，本实用新型的生物质气化发生器装置，根据储料单元中的电感器检测储料单元中的高度，通过控制单元控制供料单元的运行，既可以保证生物质气化发生器的正常运行，又能节省能源，降低能源的损耗；在反应单元底部设置有测温元件，通过测温元件测定温度判定生物质气化的进程，精确控制炭粉的回收时间，提高炭粉的品质。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变形不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形。