一种干式出渣的生物质气化炉的制作方法

本发明属于生物质气化炉设备技术领域，更具体地，涉及一种采用干式出渣方式的生物质气化炉。

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。生物质气化炉产生可燃气体的原料为农作物秸秆、林木废弃物等，这种燃气是一种绿色新能源，具有强大的生命力，是十分重要的可再生能源，具有可再生性、低污染性和广泛分布性等特点。利用生物质作为替代能源，对低碳减排，减少“温室效应”和改善大气酸雨环境具有十分重要的意义。生物质气化炉就是利用生物质在气化炉中密闭缺氧燃烧，通过干馏热解及热化学氧化后产生可燃气体。

生物质气化炉在使用时需要定期清理炉渣，且清渣过程要保证炉体的严密性，不许生物气泄露出炉体，传统的出渣方式为湿式结构，多采用灰盆加水封进行炉渣的排出，灰盆中的炉渣落入水中，再经过机械捞渣的方式将炉渣清理出去。

湿式出渣方式的结构复杂，操作难度大，得到的炉渣含有较多的水，很难对炉渣进行二次使用；另外，在出渣过程中会造成大量的水污染，产生的含有较多炉渣的黑水也很难进行处理。

因此，行业内提出了干式出渣的方式，例如中国专利文献201420329796.0公开了一种生物质气化炉干式出渣装置，包括气化炉和位于气化炉下方的排渣机构，气化炉的底部形成漏斗状的灰箱，排渣机构包括排渣导管、设在排渣导管外侧的套管、设于排渣导管内的螺旋轴以及驱动螺旋轴转动的动力机构，排渣导管的前端上侧设有与灰箱导通的入料口，排渣导管的末端下侧设有出料口，排渣导管和套管间形成循环水腔，套管的前端和末端分别设有与循环水腔导通的第一出水口和第一入水口。在上述技术方案中，通过设置螺旋轴的方式对炉渣进行排出，其只涉及炉渣从炉体排出后的进一步转移，而炉渣如何从炉排处排出至炉体之外，依旧存在着排渣过程不顺畅、炉渣容易二次燃烧等问题。

基于此，本申请基于干式出渣的方式，提出了一种排渣顺畅的生物质气化炉。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种采用干式出渣方式的生物质气化炉，其采用相对炉体转动的出渣盘实现炉渣的顺畅排出。

为了实现上述目的，本发明提供了一种采用干式出渣方式的生物质气化炉，包括炉体和干式出渣炉底结构，炉底结构包括：

炉排；

用于将炉底的炉渣排出的出渣装置；

用于收集并排出出渣装置中炉渣的炉渣分隔装置；

其中，出渣装置包括相对炉体转动设置的出渣盘和相对炉体固定设置的炉渣引导构件，出渣盘设置于炉排的下方并完全覆盖生物质气化炉的炉底，在出渣盘位于炉排的下方设有多个出渣口；炉渣引导构件在竖直方向上设置于出渣盘与炉排之间，在水平方向上设置于多个出渣口的外侧；

出渣盘的转动，使得堆聚在出渣盘上的炉渣经炉渣引导构件的导向后，从多个出渣口排出至炉渣分隔装置。

在本发明的上述技术方案中，炉体固定设置，生物质燃料在炉体中燃烧生成生物质气体和炉渣(不燃物或燃烧剩余物的混合)，其中生物质气体经过炉体上方的排气通道进行排出并收集使用，炉渣自然下落并堆聚在炉体的底部，此时，通过出渣装置和炉渣分割装置以将炉渣有序地排出。

进一步的，出渣装置中的炉渣引导构件固定在炉体上，结合出渣装置中旋转的出渣盘，形成一动一静的相对转动状态，此时，堆聚在出渣盘(位于炉排的下方)上的炉渣会随着出渣盘的转动而转动，在遇到炉渣引导构件后，会沿着炉渣引导构件的引导方向排出，并最终从出渣盘的出渣口流至炉渣分隔装置中去，完成炉渣从炉体中的排出过程。

需要说明的是，出渣盘的旋转可以是匀速的、也可以是变速的，可以是一直转动的，也可以是按需转动的，具体可以根据生物质气化炉的炉渣排出量进行适应性调整；具体的，出渣盘的转动是在位于炉体底部的水平面内的转动，可以采用例如盘齿结合皮带的方式进行驱动，也可以采用外齿配合驱动齿轮的方式进行驱动。

为了实现出渣盘与炉体之间的密封，优选的，炉体之外设有与出渣盘密封连接的第一水封机构，具体的，第一水封机构包括第一水封板和第一存水槽，第一水封板为类l形，第一存水槽为u形，第一水封板翻转倒置设置在炉体的底部外侧，第一存水槽设在出渣盘的外周上方。

根据本发明的另一种具体实施方式，炉排为旋转式炉排，在炉排的底部设有托盘，托盘设有向下延伸的连接管，托盘通过连接管与出渣盘固定连接，使得炉排与出渣盘同步转动。

炉排设在炉体的底部，是物料燃烧的主要区域，也是产生炉渣的主要区域，本发明中的炉排优选为塔式炉排，物料燃烧过程中产生的炉渣会沿着炉排的表面向下滑落至炉排与炉体之间的区域内。

炉排的转动可以更好地促进炉排表面的炉渣下落，一方面避免炉渣长时间堆积形成较大的块状，进而消除炉渣堵在炉底无法排出，造成设备停机检修等问题，另一方面可以避免炉渣在炉排的表面结垢而堵塞炉排的进气，炉排的气体可以快速补充至炉体的上方燃烧段，使得供气更加顺畅。

进一步的，连接管为中空管状，其设置在托盘的中央并贯穿出渣盘设置，在连接管的内部设有用于给炉排供气的空气通道。

更进一步的，连接管设在出渣盘的中央，多个出渣口相对连接管呈圆周阵列分布或相对设置；在出渣盘的转动过程中，连接管优选与炉体的相对位置不发生变化，具体为连接管设置在出渣盘(包含炉排)的回转中心位置，有利于为炉排供气的顺畅性。

优选的，托盘在高度方向上具有一定的厚度，相应的，可以在托盘的内部设有空腔，例如设置多个竖直的支撑板，在保证托盘强度的基础上，降低托盘的重量。

根据本发明的又一种具体实施方式，炉渣引导构件包括设在出渣盘的旋转方向上的多个引导板，相邻的两个引导板之间具有间隙并在二者之间形成入口端大、出口端小的炉渣流道，多个出渣口均设置于炉渣流道的出口端。

其中，多个引导板优选为均匀分布于出渣盘回转中心的外周，且引导板偏向于出渣盘旋转方向的正方向倾斜设置，旋转方向的正方向是指出渣盘旋转方向的切向分量所指的方向，更具体地，引导板倾斜设置使得处于转动状态的炉渣(堆聚在出渣盘上)会在与引导板接触后，朝向炉渣流道的出口处流去，直至从炉渣流道的出口端和出招口排出。

优选的，炉渣导向构件还包括防护圈，引导板具有首端和末端，多个引导板的首端焊接至炉体的底部，多个引导板的末端均连接至防护圈；本方案中的防护圈一方面可以实现多个引导板末端的定位，增强引导板的强度，另一方面较大的炉渣块会被防护圈挤压而破碎，可以有效防止炉渣在炉渣流道的出口端拥堵。

再优选的，引导板包括直行引导段和弧形引导段，其中，直行引导段与弧形引导段相切。

进一步的，弧形引导段设置于防护圈的下方，且弧形引导段与防护圈同心设置。

本方案中炉渣流道的出口端覆盖的圆周边缘优选是防护圈的圆周边缘的三分之一以上，以有效的保证炉渣流出的效率。

其中，引导板的数目优选为3－6个，例如设有4个引导板。

根据本发明的再一种具体实施方式，炉渣分隔装置包括用于收集炉渣的收集盘，收集盘相对生物质气化炉固定设置，收集盘具有与多个出渣口相连通的炉渣收集室。

为了实现收集盘与出渣盘之间的密封连接，优选的，收集盘位于炉渣收集室的外圈设有与出渣盘密封连接的第二水封机构，具体的，第二水封机构包括第二水封板和第二存水槽，第二水封板为竖直状直板，第二存水槽为u形，第二水封板设置出渣盘的下方并位于炉渣收集室之外，第二存水槽设在收集盘的上方。

进一步的，炉渣分隔装置进一步包括固定设在出渣盘下方的多个分隔板，多个分隔板将炉渣收集室分割成多个子收集腔；其中，分隔板的数目优选为与出渣口的数目相同，子收集腔与出渣口一一对应。

本方案中多个子收集腔中的炉渣相互之间不接触，进而不会堆积形成较大的块状炉渣，降低了排渣过程中堵渣的风险，也降低了高温的炉渣遇到足量的空气后，二次燃烧的风险；另外，多个分隔板固定设在出渣盘上，并随着出渣盘的转动而转动，进而将各个子收集腔中的炉渣排出去。

具体的，多个分隔板沿着收集盘的径向方向设置，多个分隔板将收集盘分割形成多个扇形子收集腔。

优选的，多个分隔板相对出渣盘的回转中心阵列分布。

根据本发明的还一种具体实施方式，收集盘设有对称设置的两个泄渣口；为了实现对炉排的供气，连接管贯穿出渣盘而向下延伸，在收集盘还设有与排气管内的空气通道相连通的进气口，通过进气口给炉排补充足量的空气以进行顺利的燃烧过程。

收集盘与分隔板的底部之间具有较小的间隙，二者之间不接触，在出渣盘的转动过程中，多个子收集腔的位置会发生变化，当收集盘的泄渣口打开后，子收集腔中的炉渣会从泄渣口排出，例如在泄渣口处设有收集仓等进行收集炉渣。

优选的，在进气口与连接管的连接处设有第三水封机构，具体的，第三水封机构包括第三水封板和第三存水槽，第三水封板为竖直状直板，第三存水槽为u形，第三水封板位于出渣盘的下方并固定设在连接管上，第三存水槽设在收集盘上并位于炉渣收集室之外。

进一步的，两个泄渣口相对设置于进气口的两侧收集盘的底部，其中，对称设置两个泄渣口的优点在于：可以更好地、无残留地、均匀地将各个子收集腔中的炉渣排出，避免炉渣的残留。

进一步，子收集腔完全覆盖泄渣口，且泄渣口的口径大于出渣盘中出渣口的口径，以便更好地排出炉渣。

进一步的，收集盘的底部还设有备用孔，其中备用孔可以用作检修孔。

根据本发明的另一种具体实施方式，分隔板的数目为4－8个，具体例如设有5个分隔板，再例如设有6个分隔板。

本发明具备以下有益效果：

1、结构紧凑，出渣装置和炉渣分隔装置均设置在炉体的底部空间，其占用空间小，有利于制作及使用过程；

2、采用相对炉体和收集盘旋转设置的出渣盘，采用转动的出渣方式促进炉渣的排出过程，出渣更加顺畅；经过固定在炉体上的炉渣引导构件的导流作用，可以实现将出渣盘上的炉渣快速排出，排出过程方便、效率高，同时也避免了炉渣堆积后形成大块炉渣而造成堵料现象；

3、炉渣引导构件中相邻的引导板之间形成炉渣流道，实现将炉渣引流至指定位置后再进行排出过程，可以实现炉渣在指定位置的收集与排出；

4、在炉体与出渣盘之间、在出渣盘与收集盘之间均设有水封机构，进一步实现旋转式出渣盘在转动过程中，整个炉体内部的密封性能，生物质气不会从出渣盘与炉体、出渣盘与收集盘的连接处泄漏；此外，炉排的进气通道处也设有水封机构，进气的流畅性好，不会发生空气的乱流，消除了空气再次误入排出的炉渣中而造成的炉渣再次燃烧的问题；

5、炉渣收集室内具有多个子收集腔，炉渣被分散至子收集腔中，由于炉渣收集室中的空气含量较少，被分离至子收集腔的炉渣几乎不会发生再次燃烧的现象，进而可以较为顺畅的排出；

6、采用多个分离板结合对称设置的两个泄渣口，可以将炉渣均匀、彻底的排出。

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明干式出渣生物质气化炉的整体结构示意图；

图2是本发明炉底结构的剖面示意图；

图3是本发明出渣装置的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是本发明出渣装置的另一种结构示意图；

图6本发明炉渣分隔装置的结构示意图；

图7是本发明炉渣分隔装置另一视角的结构示意图；

图8是图6的俯视图；

图9是图8的一种使用状态示意图；

图10是本发明收集盘的底部结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1－10所示，一种生物质气化炉，包括在竖直方向上固定设置的炉体1和设在炉体1底部的炉底结构，其中炉底结构采用干式出渣的方式，具体包括炉排2、出渣装置3和炉渣分隔装置4。

如图2－5所示，出渣装置3包括出渣盘31和炉渣引导构件32。

其中，出渣盘31相对炉体1转动设置，其设置在炉排2的下方并完全覆盖炉体1的底部，在出渣盘31和炉排2之间具有间隙而形成炉渣堆聚区域，在出渣盘31上设有多个出渣口311，优选的，多个出渣口311在竖直方向上完全位于炉排2的下方；再优选的，多个出渣口311在出渣盘31的回转方向上均匀分布，例如设置有四至六个直径相同或不相同的出渣口311，优选为多个出渣口311的直径相同。

为了实现出渣盘31与炉体1之间的密封连接，如图2所示，炉体1和出渣盘31之间设有第一水封机构5，第一水封机构5设置在出渣盘31的上方并位于炉体1的外侧；具体的，第一水封机构5包括第一水封板51和第一存水槽52，第一水封板51为类l形，第一存水槽52为u形，第一水封板51设在炉体1的底部外侧，第一存水槽52设在出渣盘31的外周上方。

本实施例中的炉排2可以为旋转式炉排，也可以为固定式炉排，为了更好地将炉体1中的炉渣排出，本发明中的炉排优选为旋转式炉排，其中，一种优选的炉排2结构如图2所示，在炉排2的底部设有托盘21，托盘21设有向下延伸的连接管22，托盘21通过连接管22与出渣盘31固定连接，使得炉排2与出渣盘31同步转动。

进一步的，连接管22设在托盘21的中央，且连接管22为中空管状，在连接管22的内部设有用于给炉排2供气的空气通道。

优选的，连接管22也设在出渣盘31的中央，多个出渣口311相对连接管22呈圆周阵列分布或相对设置；在出渣盘31的转动过程中，连接管22与炉体1的相对位置不发生变化，有利于为炉排2供气的顺畅性。

炉渣引导构件32固定在炉体1上，例如通过焊接的方式实现炉渣引导构件32与炉体1的相对固定，在竖直方向上，炉渣引导构件32设在出渣盘31与炉排2之间的炉渣堆聚区域，进而将炉渣引导排出，在水平方向上，炉渣引导构件32设置在多个出渣口311的外侧区域内。

其中，炉渣引导构件32包括多个引导板321，其中引导板321的数目优选为3－6个，例如引导板321的数目为4个，其中，多个引导板321偏向于出渣盘31旋转方向的正方向(如图4中的箭头l1所示)倾斜设置，在出渣盘31转动过程中，堆聚在出渣盘31上的炉渣在炉渣引导构件32的作用下，转移至出渣盘31的出渣口311处，以实现排渣过程；具体的，出渣盘31的转动方向如图4中的箭头l2所示。

优选的，本实施例中的炉渣引导构件32还可以包括防护圈322，安装时，多个引导板321的首端可以直接焊接至炉体1上，多个引导板321的末端均连接至防护圈322，相邻的两个引导板321之间具有间隙并形成入口端大、出口端小的炉渣流道323，且炉渣流道323的出口端位于出渣盘31的出渣口311之外。

其中，在防护圈322的中心设有通孔，通孔主要用作炉排2的连接管22穿过。

再次参见图4，本实施例中的引导板321还可以包括直行引导段3211和弧形引导段3212，直行引导段3211与弧形引导段3212相切，整体结构的流畅度更好，便于炉渣在炉渣流道323中顺畅地流动。

进一步的，弧形引导段3212设置于防护圈322的下方，且弧形引导段3212与防护圈322同心设置；此时，相邻的两个引导板321的直行引导段3211互相垂直，更加有利于炉渣在炉渣流道323中的快速流动过程。

本实施例中炉渣流道323的出口端覆盖的圆周边缘是防护圈322的圆周边缘的三分之一以上，即图4中α角不小于30度，以有效的保证炉渣流出的效率。

在本发明的其它示例中，炉渣引导构件32还可以采用图5中示出的六个竖直状引导板321的结构。

如图6－10所示，炉渣分隔装置4包括收集盘41和多个分隔板42，收集盘41相对炉体1固定设置并位于出渣盘31的下方，例如采用支撑架的方式与炉体1相对固定；收集盘41具有开口向上的炉渣收集室43，从出渣盘31排出的炉渣会进入炉渣收集室43中。

为了实现收集盘41与出渣盘31之间的密封连接，优选的，收集盘41位于炉渣收集室43的外圈设有与出渣盘31密封连接的第二水封机构6，具体的，如图2所示，第二水封机构6包括第二水封板61和第二存水槽62，第二水封板61为竖直状直板，第二存水槽62为u形，第二水封板61设置出渣盘31的下方并位于炉渣收集室43之外，第二存水槽62设在收集盘41的上方。

为了实现对炉排2的供气，连接管22贯穿出渣盘31而向下延伸，在收集盘41设有与排气管内的空气通道相连通的进气口44，通过进气口44给炉排2补充足量的空气以进行顺利的燃烧过程。

优选的，在进气口44与连接管22的连接处设有第三水封机构7，以实现从进气口44到连接管22中空气通道的密封，具体的，第三水封机构7包括第三水封板71和第三存水槽72，第三水封板71为竖直状直板，第三存水槽72为u形，第三水封板71位于出渣盘31的下方并固定设在连接管22上，第三存水槽72设在收集盘41上并位于炉渣收集室43之外。

本实施例中分隔板42的数目为4－8个，优选的，分隔板42的数目与出渣口311的数目相同，具体例如设有6个分隔板42；多个分隔板42固定在出渣盘31的下方并位于炉渣收集室43之内，多个分隔板42将炉渣收集室43分割成多个与出渣盘31的出渣口311一一对应的子收集腔431。

其中，多个分隔板42环绕设置在连接管22的外周，多个分隔板42均沿着收集盘41的径向方向设置，且相对出渣盘31的回转中心阵列分布，从而将收集盘41分割形成多个如图7中所示的扇形子收集腔431。

具体的，分隔板42的底部与收集盘41之间不接触，二者之间在竖直方向上存在较小的间隙。

参见图6、图9，在水平面的投影，子收集腔431完全覆盖与其相对应的出渣盘31上的出渣口311，这么设置的目的在于，排出至子收集腔431的炉渣只能通过与其相对应的出渣口311流入进来，由于单个的子收集腔431内含有较少的空气，这样保证了在排出炉渣的过程中，对炉渣进行分隔，在实现降温的同时，避免高温炉渣的堆积产生的堵料现象。

参见图10，本实施例中收集盘41的底部设有两个对称设置的泄渣口45，两个泄渣口45相对设置于进气口44的两侧，以实现各个子收集腔431中的炉渣均匀排出；在出渣盘31的转动过程中，多个子收集腔431的位置会发生变化，分别完成多个子收集腔431中炉渣的排出，具体如图8、图9所示，当收集盘41的泄渣口45打开时，子收集腔431中的炉渣会从泄渣口45排出并收集，例如在泄渣口45处设有收集仓等进行炉渣的收集。

进一步的，本实施例中的子收集腔431优选为完全覆盖泄渣口45，且泄渣口45的口径大于出渣盘31中出渣口311的口径，以便更好地排出炉渣。

再次参见图10，本实施例中收集盘41的底部还设有备用孔46，其中备用孔可以用作检修孔。

优选的，在收集盘41底部的进气口44、泄渣口45和备用孔46处均可以设置法兰进行与外部设备连接。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。