一种高效节能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，尤其涉及一种高效节能的生物质气化装置。

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。而通常生物质原料储存于生物质气化装置的原料仓，生物质原料中的含水量过高，极大的影响了生物质气化过程。现有技术中对生物质原料进行单独干燥以降低生物质原料中的水分，这种方法不仅造成成本升高，且操作繁琐。

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，提供一种高效节能的生物质气化发生器装置，利用生物质气化过程中的余热对生物质原料进行干燥，提高生物质原料的燃烧热值，并提高能源利用率。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种高效节能的生物质气化发生器装置，包括反应腔体、热气回收单元和供料单元；所述反应腔体至上而下导通并依次设置有储料单元、反应单元和炭粉回收单元，所述反应单元的腔体侧壁设置有点火口和可燃气出口，所述反应单元顶部侧壁设置有第一通孔；所述热气回收单元环绕炭粉回收单元设置并露出炭粉回收单元的炭粉出口；所述供料单元的输出端接入储料单元；所述炭粉回收单元设置有炭粉回收单元内胆，所述炭粉回收单元内胆与炭粉回收单元内壁形成空气循环腔，所述空气循环腔外侧壁分别设置有与空气连通的第二通孔和与热气回收单元连通的第三通孔；所述热气回收单元侧壁设置有第四通孔，所述第四通孔与第一通孔连通；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。

相对于现有技术，本实用新型的高效节能的生物质气化发生器装置，通过热气回收单元的设置高效利用热能对生物质原料进行干燥，避免水分过高，降低生物质原料燃烧的热值，并避免了水分吸热后随可燃气进入锅炉等设备中，降低锅炉等设备的效率，从而提高能源利用率；并且根据反应腔体中生物质原料的量控制供料单元的运行速率，进一步节约了能源。

进一步，所述热气回收单元的第四通孔外设置有一抽气泵，所述抽气泵的输入端连接于第四通孔，所述抽气泵的输出端接入第一通孔。

进一步，所述储料单元和反应单元之间设置有第一托板，所述第一托板上设置有微孔。

进一步，所述第一托板包括相互贴合的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分别设置有相互交错的第一叶片和第一连通孔，所述微孔设置于第一叶片上。

进一步，所述反应单元和炭粉回收单元之间设置有第二托板，所述第二托板包括相互贴合的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分别设置有相互交错的第二叶片和第二连通孔。

进一步，所述高效节能的生物质气化发生器装置还包括一动作驱动单元，所述第一活动托板和第二活动托板分别通过同心设置的第一驱动轴和第二驱动轴连接于动作驱动单元，所述动作驱动单元控制第一活动托板和第二活动托板动作。

进一步，所述第二通孔设置于空气循环腔外侧壁顶端，所述第三通孔设置于空气循环腔的外侧壁底部。

进一步，所述反应单元中上部设置有反应单元内胆，所述反应单元内胆底部设置有通气孔，所述反应单元内胆与反应单元侧壁形成一可燃气汇聚腔，所述可燃气汇聚腔顶端封口，底端开口并通过通气孔与反应单元的缺氧燃烧部连通；所述第一通孔设置于第一托板和可燃气汇聚腔之间。

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是本实用新型的高效节能的生物质气化发生器装置的结构示意图。

图2是本实用新型的高效节能的生物质气化发生器装置的反应腔体的结构示意图。

图3是本实用新型的高效节能的生物质气化发生器装置的供料单元的结构示意图。

图4是本实用新型的高效节能的生物质气化发生器装置的动作驱动单元的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型以达成预定发明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高效节能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，其是本实用新型的高效节能的生物质气化发生器装置的结构示意图。所述高效节能的生物质气化发生器装置包括一反应腔体、可燃气输出单元40、炭粉输出单元、热气回收单元50、动作驱动单元60和供料单元70。所述供料单元70的输出端接入反应腔体，供料单元70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输出，生成的炭粉通过炭粉输出单元输出。

请参阅图2，其是本实用新型的高效节能的生物质气化发生器的反应腔体的结构示意图。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、炭粉回收单元30和供料单元70。所述供料单元70的输出端接入储料单元10，用于向储料单元10中提供生物质原料。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与炭粉回收单元30之间设置有第二托板21。所述热气回收单元50环绕炭粉回收单元30设置。

所述反应单元20中上部设置有反应单元内胆22，所述反应单元内胆22与反应单元侧壁形成一可燃气汇聚腔23，所述反应单元内胆22底部设置有通气孔(图未示)。所述可燃气汇聚腔23顶端封口，底端开口并通过反应单元内胆22底部的通气孔与反应单元的缺氧燃烧部24连通。所述可燃气汇聚腔23通过设置于反应单元20的腔体侧壁的可燃气体出口25外接于可燃气输出单元40，可燃气输出单元40末端连接至锅炉等需要可燃气的设备，使生物质气化后产生的可燃气通过可燃气汇聚腔23及可燃气输出单元40到达锅炉等设备。所述反应单元20顶部侧壁设置有第一通孔26，所述第一通孔26设置于第一托板11和可燃气汇聚腔23之间。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)。所述第一通孔26处设置有一挡板，防止生物质原料进入第一通孔26。

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。请参阅图3，其是本实用新型的高效节能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和反应单元20隔离。而当需要向反应单元20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。所述第一叶片113上设置有微孔，使热气通过微孔进入储料单元10对生物质原料进行干燥。

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。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孔214进入炭粉回收单元30。所述炭粉回收单元30设置有炭粉回收单元内胆32，所述炭粉回收单元内胆32与炭粉回收单元30内壁形成一与可燃气汇聚腔23隔离的空气循环腔33。所述空气循环腔33外侧壁分别设置有与空气连通的第二通孔331和与热气回收单元50连通的第三通孔332。在本实施例中，所述第二通孔331设置于空气循环腔33外侧壁顶端，所述第三通孔332设置于空气循环腔33外侧壁底部。所述第一活动托板112和第二活动托板212分别通过同心设置的第一驱动轴61和第二驱动轴62连接于动作驱动单元60，所述动作驱动单元60控制第一活动托板112和第二活动托板212的动作。

所述热气回收单元50环绕炭粉回收单元30设置，并露出炭粉回收单元30的炭粉出口31。所述热气回收单元50侧壁设置有第四通孔51，所述第四通孔51与第一通孔25连通，进而使所述热气回收单元50与所述反应单元20和储料单元10连通。在本实施例中，所述热气回收单元50的第四通孔51外设置有一抽气泵52，所述抽气泵52的输入端连接于第四通孔51，抽气泵52的输出端接入第一通孔25，使第四通孔51与第一通孔25连通。

所述供料单元70竖直设置于反应腔体侧。请参阅图3，其是本实用新型的高效节能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70包括斗式提升机71和原料仓72。所述原料仓72设置于斗式提升机71下方。所述斗式提升机71包括料斗带711、至少一个料斗712、一组传动轮713和驱动部。所述料斗712设置于料斗带711上，料斗带711安装于一组传动轮713外围，驱动部带动传动轮713转动，料斗带711随传动轮713传动，进而带动料斗712在竖直方向上传动。当供料单元70运转时，斗式提升机71底部的料斗712经过原料仓72，将生物质原料舀起，随着料斗带711传动提升至顶部，料斗712绕过顶部的传动轮713后向下翻转，将生物质原料倾入储料单元10中。在本实用新型中，所述供料单元70根据储料单元10中的生物质原料的高度，通过驱动部控制供料单元70的斗式提升机71的运行速率。当生物质原料高度较高时，控制较低的运行速率；当生物质原料高度较低时，控制较高的运行速率，从而不需要将斗式提升机一直保持在高的运行速率下，进一步节约了能源。

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30的炭粉出口31。所述驱动元件驱动输送机的运行，根据对炭粉的需求量控制输送机的输送频率，从而增加或降低炭粉的输送量。在本实施例中，所述输送机优选螺旋输送机。

以下详细说明所述高效节能的生物质气化发生器装置的工作过程及原理：

在生物质气化发生器装置运行时，先通过供料单元向反应腔体的储料单元10中提供生物质原料，并通过第一托板11动作，向反应单元20中提供生物质原料。所述供料单元70根据储料单元10中的生物质原料的高度，通过驱动部控制供料单元70的斗式提升机71的运行速率。当生物质原料高度较高时，控制较低的运行速率；当生物质原料高度较低时，控制较高的运行速率，从而不需要将斗式提升机一直保持在高的运行速率下，进一步节约了能源。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。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内胆27底部的通气孔进入反应单元20的可燃气汇聚腔22、可燃气体出口25输出至可燃气输出单元40，可燃气输出单元40末端连接至锅炉等设备。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，炭粉通过第二连通孔214进入炭粉回收单元30。当炭粉进入炭粉回收单元30中时，炭粉的温度较高，不及时降温影响炭粉的品质。此时，启动抽气泵52，由于热气回收单元50内气压降低，空气通过第二通孔331进入空气循环腔33，并从第三通孔332进入热气回收单元50。由于回落至炭粉回收单元30的炭粉具有较高的温度，经过炭粉回收单元30侧壁的空气循环腔33的空气通过热交换也具有较高的温度，储存于热气回收单元50中，并同时使炭粉的温度降低，避免高温对炭粉品质的影响。设置于热气回收单元50外的抽气泵52通过第四通孔51将热气回收单元50中的热空气输送至反应单元20顶部侧壁上的第一通孔26，第一通孔26处设置的挡板，可有效防止生物质原料通过第一通孔26进入热气回收通道中。由于热空气上升，当第一托板11的第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113交错排列时，热空气通过第一叶片113上的微孔进入储料单元10；当第一托板11的第一活动托板112和第一固定托板111的第一叶片113及第一连通孔114分别对应重叠时，热空气可通过第一连通孔114及微孔进入储料单元10。热空气进入储料单元10后，对生物质原料进行了干燥除水，避免水分过高，降低生物质原料燃烧的热值，并避免了水分吸热后随可燃气进入锅炉等设备中，降低锅炉等设备的效率。当炭粉的温度降低后，所述炭粉输出单元的驱动元件控制输送机运行，根据对炭粉的需求量控制输送机的输送频率，从而增加或降低炭粉的输送量，以满足对炭粉的需求。

相对于现有技术，本实用新型的高效节能的生物质气化发生器装置，通过热气回收单元的设置高效利用热能对生物质原料进行干燥，避免水分过高，降低生物质原料燃烧的热值，并避免了水分吸热后随可燃气进入锅炉等设备中，降低锅炉等设备的效率，从而提高能源利用率。

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。