一种气化发生器和气化发生系统的制作方法

本发明用于废料原料技术领域，特别是涉及一种气化发生器和气化发生系统。

背景技术：

工业棉质废弃物、纺织业废旧布料、生物质固体成型原料等在直燃状态下不易达到环保要求，通常需要通过气化发生器进行处理后，再作为可燃气体输送至燃烧设备，以提供能源。但经气化发生器处理后的燃气仍含有较多的焦油杂质，而焦油的成分比较复杂，含有大量的物质如甲醇、酵类和其他有机物质等。大量焦油的直接排放不仅侵蚀了宝贵的土地资源，而且也会给生态环境、动植物乃至人类造成不同程度的危害。焦油本身所具有的能量也非常高，占气化中总能量的5％至15％左右，如果焦油直接排放，这部分能量就会白白的被浪费掉。此外，燃气中的焦油会堵塞、污染和腐蚀燃气管道、燃气灶具等，从而使得设备的使用寿命大大缩短，且气化系统的正常运行会受到限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种气化发生器和气化发生系统，其能够对燃气和焦油进行净化分离，充分利用焦油的能量，节约资源，保证燃气的纯净度，减少对燃气管道的堵塞和腐蚀，提高燃气使用设备的寿命。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

第一方面，一种气化发生器，包括

壳体，所述壳体具有内腔和与所述内腔连通的进料口；

燃气通道，所述燃气通道位于所述壳体的顶部，并与所述内腔连通；

电场捕焦装置，所述电场捕焦装置用于在所述燃气通道形成电场；

转动炉排，所述转动炉排设在所述内腔的底部。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述壳体的外周设有水套，所述水套的顶部设有第一进出冷却水管，所述水套的底部设有第二进出冷却水管。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，还包括防爆装置，所述防爆装置包括防爆水箱和立管，所述防爆水箱设于所述壳体的外部，所述立管的一端连通所述内腔，所述立管的另一端伸入所述防爆水箱。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述燃气通道包括沿燃气的流通方向依次分布的捕焦通道、加速通道和分离通道，电场捕焦装置用于在所述捕焦通道形成电场，所述加速通道具有入口和出口，所述入口与所述捕焦通道连通，所述出口小于所述入口，所述分离通道与所述出口连通，所述分离通道设有惯性阻挡部件，所述惯性阻挡部件位于与所述出口相对的位置。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述壳体上安装有高位料位器和低位料位器，所述高位料位器和低位料位器位于所述转动炉排和所述燃气通道之间，所述高位料位器与所述电场捕焦装置之间具有沿高度方向上的间隔。

结合第一方面和上述实现方式，在第一方面的某些实现方式中，所述转动炉排上设有转轴，所述转轴与所述转动炉排的空腔之间设有第一水封装置，所述转动炉排通过第二水封装置与所述壳体的周边配合，所述第二水封装置通过传动部件与所述转轴传动连接。

第二方面，一种气化发生系统，包括储料装置和第一方面任一实现方式所述的气化发生器，所述储料装置包括第一储料仓、第一阀门和第二阀门，所述进料口位于所述壳体的顶部，所述储料装置与所述进料口连接，所述第一阀门安装于所述第一储料仓的入口，所述第二阀门安装于所述第一储料仓的出口。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述储料装置还包括弹簧吊挂装置和固定部件，所述第一储料仓的顶部设有第二储料仓，所述第一阀门位于所述第二储料仓和所述第一储料仓之间，所述弹簧吊挂装置包括吊杆和与所述吊杆连接的弹簧，所述弹簧位于所述固定部件的顶部，并通过所述吊杆与所述第二储料仓连接。

结合第二方面和上述实现方式，在第二方面的某些实现方式中，所述储料装置还包括匀料装置，所述匀料装置安装于所述第一储料仓的底部，所述第二阀门位于所述匀料装置与所述第一储料仓之间，所述匀料装置的内部设有多个沿高度方向和宽度方向错开分布的匀料隔挡部件。

结合第二方面和上述实现方式，在第二方面的某些实现方式中，还包括进料装置，所述进料装置包括斗式提升机、中间料斗、皮带传输机和上料斗，所述上料斗位于所述皮带传输机的传输皮带的上方，所述皮带传输机的输出口位于所述中间料斗的上方，所述中间料斗与所述斗式提升机的入料口连接，所述斗士提升机的出料口与所述第二储料仓连通。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：使用气化发生器对固体原料等进行气化时，固体原料在转动炉排的作用下燃烧气化变成燃气和焦油的混合物后，再往燃气通道的方向流通。当燃气和焦油的混合物在经过燃气通道时，电场对混合物中的焦油进行捕捉，使燃气与焦油分离。燃气往燃气通道继续流出，而焦油被电场吸附住，并在重力的作用下往下滑落回到气化发生区域重新裂解，以转化成燃气，再经燃气通道分离后流出，不断循环。该技术方案的气化发生器和气化发生系统通过电场捕焦装置对燃气和焦油进行净化分离，充分利用焦油的能量，节约资源，保证燃气的纯净度，减少对燃气管道的堵塞和腐蚀，提高燃气使用设备的寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1，本发明的实施例提供了一种气化发生器，气化发生器用于对工业棉质废弃物、纺织业废旧布料、生物质固体成型原料等进行燃烧气化。气化发生器包括壳体、燃气通道、电场捕焦装置2和转动炉排3，壳体具有内腔11和与所述内腔11连通的进料口，固体原料通过进料口进入到内腔11中，转动炉排3设在内腔11的底部，以对进入内腔11中的固体原料进行气化燃烧等工作。燃气通道位于壳体的顶部，并与内腔11连通，当固体原料完成气化燃烧变成燃气和焦油的混合物时，燃气焦油混合物上升并流至燃气通道中。

电场捕焦装置2用于在燃气通道形成电场，当燃气焦油混合物经过带有电场的燃气通道时，焦油被电场吸附住，并在自身的重力作用下滑落至内腔11中的气化发生区域进行裂解，以转化成燃气后再经燃气通道分离后流出，以充分利用焦油的能量，保证燃气的纯净度。可以理解的是，电场发生装置2可采用如电极板、电极线、电网等与电源的正负极连接形成电场，使电场形成于捕焦通道中。更进一步地，电场发生装置2可采用设置于捕焦通道中，也可设置在壳体外等方式。此外，电场捕焦装置2的顶部设置有蒸汽喷吹装置20，可定时除电场捕焦装置2上粘附的焦油层，提高电场捕焦装置2的寿命，具有自清洁的功能，有助于维持电场捕焦装置2的高效运行。其中，蒸汽喷吹装置20的数量可根据电场捕焦装置2的实际需求进行设置。

使用气化发生器对固体原料等进行气化时，固体原料在转动炉排3的作用下燃烧气化变成燃气和焦油的混合物后，再往燃气通道的方向流通，参见图1。当燃气和焦油的混合物在经过燃气通道时，电场对混合物中的焦油进行捕捉，使燃气与焦油分离。燃气往燃气通道继续流出，而焦油被电场吸附住，并在重力的作用下往下滑落回到气化发生区域重新裂解，以转化成燃气，再经燃气通道分离后流出，不断循环。该技术方案的气化发生器和气化发生系统通过电场捕焦装置2对燃气和焦油进行净化分离，充分利用焦油的能量，节约资源，保证燃气的纯净度，减少对燃气管道的堵塞和腐蚀，提高燃气使用设备的寿命。

参见图1，在一些实施例中，燃气通道包括沿燃气的流通方向依次分布的捕焦通道、加速通道4和分离通道5，电场捕焦装置2用于在捕焦通道形成电场，当燃气焦油混合物通过燃气通道时，混合物先经过捕焦通道，捕焦通道中的电场对焦油进行吸附，以将燃气和焦油进行分离，燃气通过捕焦通道继续上升，而被吸附的焦油则在自身重力的作用下下滑至内腔11中的气化发生区域进行气化。

加速通道4具有入口和出口，入口与捕焦通道连通，分离通道5与出口连通，燃气经过电场分离后通过入口进入加速通道4，再由出口流入分离通道5。出口小于入口，使得燃气的流通速度加快。分离通道5设有惯性阻挡部件51，惯性阻挡部件51位于与出口相对的位置，经过加速通道4进行加速后的燃气以较高的速度向惯性阻挡部件51碰撞，将未分离彻底的燃气与焦油进行再一次分离，确保将燃气中的焦油含量降到最低，保证燃气的纯净度。分离后的焦油经过燃气通道流回内腔11中进行气化，提高焦油利用率，节约资源，绿色环保。可以理解的是，惯性阻挡部件51可采用惯性阻挡板、惯性阻挡座等。

参见图1，在一些实施例中，壳体上安装有高位料位器12和低位料位器13，当低位料位器13输出信号时开始加料，当高位料位器12输出信号时停止加料，使内腔11中的原料始终保持在一定范围内，保证气化工作的正常进行。高位料位器12和低位料位器13位于转动炉排3和燃气通道之间，高位料位器12与电场捕焦装置2之间具有沿高度方向上的间隔，间隔用于焦油沉降。可以理解的是，间隔不小于3米，燃气速度不大于1米/秒，使得燃气在间隔中有不小于3秒的停留时间，保证焦油能够析出，同时令较大粒径的焦油和尘粒无法随燃气上升，形成电捕焦的预处理。

当原料在气化发生区域进行气化生成燃气和焦油混合物时，燃气焦油混合物在上升的过程中先经过间隔再流至燃气通道，使得部分焦油在间隔处沉降下来，继续气化，提高燃气的纯净度和焦油的利用率。通过高位料位器12和低位料位器13的设置，可确保焦油沉降的间隔大小，从而保证焦油得到较充分的沉降。

原料进入内腔11的气化发生区域进行气化时，焦油燃气混合物在间隔处进行第一次净化分离，焦油进行沉降，并落入气化发生区域继续气化成燃气，减少焦油在焦油燃气混合物中的含量。继续上升的焦油燃气混合物进入捕焦通道，由电场捕焦装置2进行捕焦，实现燃气焦油的二次净化分离，焦油被电场吸附，当焦油达到一定重量时，能够脱离电场并在自身重力的作用下落入气化发生区域继续气化成燃气，保证燃气的纯净度。进行二次净化分离的燃气继续加速上升，并进入分离通道5，最后由惯性阻挡部件51对仍带有部分焦油的燃气进行三次净化分离，燃气焦油混合物在高速作用下碰撞惯性阻挡部件51，使得焦油从燃气中分离，离开燃气通道并回到气化发生区域再次气化，确保将燃气中的焦油含量降到最低，保证燃气的纯净度。如此不断循环。

参见图1，在一些实施例中，壳体的外周设有水套6，水套6具有耐高温、耐腐蚀、轻薄的特点，水套6取代了传统的耐火砖结构，不仅可以避免气化发生器中的熔渣对耐火砖的腐蚀，减少维修工程量，提高气化发生器的寿命，且能够减少气化发生器对外产生的热辐射，较为安全。水套6的顶部设有第一进出冷却水管61，水套6的底部设有第二进出冷却水管62,通过第一进出冷却水管61和第二进出冷却水管62对水套6进行供水，方便快捷，有利于采用倒吸的方式对水套6进行供水，确保水循环的安全。其中，水套6的顶部可采用圆弧过渡，即水套6的横截面的顶部呈半圆形，确保热态运行时安全不漏水。

参见图1，在一些实施例中，气化发生器还包括防爆装置，防爆装置包括防爆水箱71和立管72，防爆水箱71设于壳体的外部，立管72的一端连通内腔11，立管72的另一端伸入防爆水箱71，即伸入水中，由防爆水箱71中的水对内腔11进行密封。防爆水箱71的顶部与外部连通，即处于敞开状态，使得防爆水箱71中的水与外部大气连通。当气化发生器爆燃时，内腔11通过立管72进行泄压，起到防爆作用。可以理解的是，防爆装置中还设有水位感应装置，当防爆装置中的水外泄时，水位感应测量即可反馈水位信息进行加水。

参见图1，在一些实施例中，转动炉排3上设有转轴31，转轴31带动转动炉排3相对于壳体转动，以搅拌原料。同时，转动炉排3还可实现均匀配风，减少料层窜风，避免电场捕焦装置2局部氧含量过高，降低产生爆燃的风险。转轴31与转动炉排3的内腔之间设有第一水封装置32，可减少对外热辐射的同时能够隔绝燃气，避免燃气向外排出。转动炉排3通过第二水封装置33与壳体的周边配合，壳体伸入第二水封装置33中，即伸入第二水封装置33的水中，第二水封装置33的顶部属于敞开状态，第二水封装置33中的水与大气连通，水对内腔11起到密封作用，可隔绝气化发生器中的燃气，使其不排出外部，保证气化工作的顺利进行。第二水封装置33通过传动部件34与转轴31传动连接，从而带动转动炉排3转动，以完成对原料的搅拌、气化等工作。

参见图1，本发明的另一实施例提供了一种气化发生系统，包括储料装置8和气化发生器，储料装置8用于向气化发生器送料。储料装置8包括第一储料仓81、第一阀门82和第二阀门83，进料口位于壳体的顶部，储料装置8与进料口连接，第一阀门82安装于第一储料仓81的入口，第二阀门83安装于第一储料仓81的出口，当第一阀门82打开、第二阀门83关闭时，可向第一储料仓81中储料；当第一阀门82关闭、第二阀门83打开时，可由第一储料仓81向气化发生器送料。在保证气化发生器的内腔11密封的同时，能够完成送料的目的。

参见图1，在一些实施例中，储料装置8还包括匀料装置9，匀料装置9安装于第一储料仓81的底部，第一储料仓81先经过匀料装置9将原料均匀分散后再向气化发生器送料。第二阀门83位于匀料装置9与第一储料仓81之间，匀料装置9的内部设有多个沿高度方向和宽度方向错开分布的匀料隔挡部件91，位于高位的匀料隔挡部件91承接并分散落入匀料装置9中的原料，使原料分散到位于较低位的匀料隔挡部件91上直至落入内腔11中，以将原料均匀分散开。其中，参见图1，匀料隔挡部件91具有多个倾斜面，各倾斜面的底部向匀料隔挡部件91的外侧倾斜，使落入匀料隔挡部件91上的原料在多个倾斜面的作用下分散开来并落入较低位的匀料隔挡部件91上，直至落入内腔11中。物料在匀料隔挡部件91上分级碰撞，确保物料均匀落入气化发生器中，有利于快速气化，提高燃气转化率。

参见图1，在一些实施例中，储料装置8还包括弹簧吊挂装置84和固定部件85，第一储料仓81的顶部设有第二储料仓86，第一阀门82位于第二储料仓86和第一储料仓81之间，弹簧吊挂装置84包括吊杆87和与吊杆87连接的弹簧，弹簧位于固定部件85的顶部，并通过吊杆87与第二储料仓86连接。通过弹簧吊挂装置84的设置，可减轻储料装置8作用于气化发生器的重量，同时，在气化发生器发生热态膨胀时，弹簧吊挂装置84中的弹簧能够吸收膨胀量，实现承重和吸收膨胀的双重作用，提高气化发生器的使用寿命。

参见图1，在一些实施例中，气化发生系统还包括进料装置，进料装置包括斗式提升机92、中间料斗93、皮带传输机94和上料斗95，上料斗95位于皮带传输机94的传输皮带的上方，皮带传输机94的输出口位于中间料斗93的上方，中间料斗93与斗式提升机92的入料口连接，斗式提升机92的出料口与第二储料仓86连通。将原料如布料压块等放入上料斗95中，由皮带传输机94对原料进行传输并落入中间料斗93，随即进入斗式提升机92中，由斗式提升机92对原料提升输送至第二储料仓86中，完成对储料装置8的储料工作，以对气化发生器进行供料。通过进料装置的设置可保证布料压块等原料的完整性，不破坏其外形。

在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。