还原区可调的生物质气化实验设备及其实验方法与流程

本发明涉及农林固废资源化利用领域，尤其涉及一种还原区可调的生物质气化实验设备及其实验方法。

背景技术：

1、生物质主要包含农林固废和动植物的可利用的粪便分泌物等，其中大部分农林固废可用于气化反应。生物质气化技术是生物质热化学转换的关键技术，它利用不完全燃烧的条件，使生物质燃料中的高分子量有机碳氢化合物链发生裂解，转化为低分子量的可燃性气体，如co、h2、ch4等。在此过程中，生物质气化炉的应用尤为广泛。根据出气方向的不同，生物质气化炉分为上吸式和下吸式两类。

2、下吸式生物质气化炉中，原料和空气均从炉体上端进入。原料分别经过炉体的干燥层、热解层、氧化层和还原层。然而，空气从上端进入，首先接触的是上端的生物质燃料。这导致生物质燃料燃烧的位置靠近炉体上端，易引发氧化层和还原层上移，可能会造成氧化还原不充分、还原层加厚和气流阻力增加等问题。

3、此外，气化炉的炉体结构参数是固定的，针对不同密度和理化性质的生物质原料，气化效果各异，有些需要更长时间的氧化反应，有些则需要更长时间的还原反应。通常，同一个气化炉仅对密度和理化性质在某一范围内的原料能达到最佳的气化效果。然而，面对农林废弃物及混合原料的多样性，单一气化炉的气化效果并不理想，需要针对不同原料特性调节气化炉炉体结构参数。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供还原区可调的生物质气化实验设备及其气化实验方法，通过改变物料板以及空气喷射器的高度，调节气化炉内氧化区以及还原区的位置，有助于我们试验并找到针对不同原料特性最佳的气化炉炉体结构参数。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案为还原区可调的生物质气化实验设备，包括：

3、用于容置生物质燃料的内筒，所述内筒内设有供生物质燃料搁置的物料板，以及用于引入外部空气以使所述生物质燃料于所述物料板上充分燃烧的空气喷射器，所述物料板竖向活动地连接于所述内筒内，所述空气喷射器竖向活动地连接于所述内筒内并保持为位于所述物料板的上方；

4、套设在所述内筒外的外筒，所述外筒内设有卸灰板，所述卸灰板竖向活动地连接于所述外筒的底部且位于所述内筒的下方；其中，

5、所述空气喷射器至所述物料板之间形成为用于氧化生物质燃料热解时产生的热解气体的氧化区；所述物料板上开设有通孔，所述内筒的底端敞口，所述物料板与所述卸灰板之间形成为用于将氧化后的热解气体还原为可燃气体的还原区，所述外筒的内径大于所述内筒的外径，以使所述外筒和所述内筒之间形成为用于将还原区内可燃气体排出的排气腔，所述外筒的外壁连接有与所述排气腔连通的排气管。

6、本发明还原区可调的生物质气化实验设备进一步的改进在于，所述内筒包括上下连通的上管段以及下管段，所述上管段的内径大于所述下管段的内径，以使所述上管段和所述下管段之间形成凸台，所述物料板高度可调地连接所述下管段内，所述空气喷射器高度可调地连接在所述上管段内。

7、本发明还原区可调的生物质气化实验设备进一步的改进在于，所述物料板的外周间隔开设有多个缺口，所述内筒的内壁上沿轴向间隔连接有多层抵挡件，每层所述抵挡件均包括供所述物料板搭设且可一一穿过多个所述缺口的多个挡块。

8、本发明还原区可调的生物质气化实验设备进一步的改进在于，所述空气喷射器包括用于支撑在所述凸台上的支撑环，所述支撑环内形成有环形空腔，所述支撑环与所述凸台之间垫设有高度可调的垫板组件，所述支撑环顶部连通有至少一根进气管，每根所述进气管的一端与所述环形空腔连通，另一端向上延伸出所述内筒的顶部，所述支撑环底部连通有至少一根出气管，每根所述出气管的一端与所述环形空腔连通，另一端向下延伸至所述下管段。

9、本发明还原区可调的生物质气化实验设备进一步的改进在于，所述外筒的内径等于所述上管段的内径，所述外筒与所述上管段连接，所述外筒与所述下管段之间形成有所述排气腔。

10、本发明还原区可调的生物质气化实验设备进一步的改进在于，还包括用于驱动所述可燃气体排出的风机，所述风机与所述排气管连通。

11、本发明还原区可调的生物质气化实验设备进一步的改进在于，所述外筒底部连接有小车，所述小车包括与所述外筒连接的安装箱以及连接在所述安装箱底部的多组万向轮。

12、本发明还原区可调的生物质气化实验设备进一步的改进在于，所述卸灰板底部连接有丝杆，所述外筒的底部开设有供所述丝杆螺合穿设的螺纹孔，所述安装箱顶部针对所述螺纹孔的位置处开设有供所述丝杆穿过的通孔，所述丝杆相对远离所述卸灰板的一端经所述通孔插入所述安装箱内并与所述安装箱内的电机连接。

13、一种还原区可调的生物质气化实验方法，包括步骤：

14、步骤1：提供上述的还原区可调的生物质气化实验设备；

15、步骤2：调节物料板的高度以及空气喷射器的高度；

16、步骤3：向所述内筒内加入生物质燃料，直到加满为止；

17、步骤4：在所述物料板上点火；

18、步骤5：生物质燃料高温裂解产生的热解气体，先后经过氧化区以及还原区发生氧化还原反应后形成可燃气体，所述可燃气体进入到排气腔内通过排气管排出；

19、步骤6：重复上述步骤2～步骤5，每次都加入同种类型的生物质燃料，并改变物料板的高度以及空气喷射器的高度，将每次获取的可燃气体进行纯度以及含量的比较，得出适用于该种生物质燃料的最优的物料板以及空气喷射器的高度参数。

20、本发明还原区可调的生物质气化实验方法进一步的改进在于，所述物料板的外周间隔开设有多个缺口，所述内筒的内壁上沿轴向间隔连接有多层抵挡件，每层所述抵挡件均包括多个挡块；

21、在调节所述物料板的高度时，将所述物料板的多个所述缺口与邻近一层的多个所述挡块一一正对，竖向移动所述物料板直到设计高度，沿周向转动所述物料板使所述缺口与对应层的多个所述挡块错位，将所述物料板支撑在对应层的多个所述挡块上。

22、与现有技术相比，本发明的优势在于：

23、通过调节物料板的高度以及空气喷射器的高度，调节了气化炉内氧化区以及还原区的位置有助于我们试验并找到针对不同原料特性最佳的气化炉炉体结构参数。

技术特征：

1.一种还原区可调的生物质气化实验设备，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的还原区可调的生物质气化实验设备，其特征在于，所述内筒包括上下连通的上管段以及下管段，所述上管段的内径大于所述下管段的内径，以使所述上管段和所述下管段之间形成凸台，所述物料板高度可调地连接在所述下管段内，所述空气喷射器高度可调地连接在所述上管段内。

3.如权利要求1所述的还原区可调的生物质气化实验设备，其特征在于，所述物料板的外周间隔开设有多个缺口，所述内筒的内壁上沿轴向间隔连接有多层抵挡件，每层所述抵挡件均包括供所述物料板搭设且可一一穿过多个所述缺口的多个挡块。

4.如权利要求2所述的还原区可调的生物质气化实验设备，其特征在于，所述空气喷射器包括用于支撑在所述凸台上的支撑环，所述支撑环内形成有环形空腔，所述支撑环与所述凸台之间垫设有高度可调的垫板组件，所述支撑环顶部连通有至少一根进气管，每根所述进气管的一端与所述环形空腔连通，另一端向上延伸出所述内筒的顶部，所述支撑环底部连通有至少一根出气管，每根所述出气管的一端与所述环形空腔连通，另一端向下延伸至所述下管段。

5.如权利要求2所述的还原区可调的生物质气化实验设备，其特征在于，所述外筒的内径等于所述上管段的内径，所述外筒与所述上管段连接，所述外筒与所述下管段之间形成有所述排气腔。

6.如权利要求1所述的还原区可调的生物质气化实验设备，其特征在于，还包括用于驱动所述可燃气体排出的风机，所述风机与所述排气管连通。

7.如权利要求1所述的还原区可调的生物质气化实验设备，其特征在于，所述外筒底部连接有小车，所述小车包括与所述外筒连接的安装箱以及连接在所述安装箱底部的多组万向轮。

8.如权利要求7所述的还原区可调的生物质气化实验设备，其特征在于，所述卸灰板底部连接有丝杆，所述外筒的底部开设有供所述丝杆螺合穿设的螺纹孔，所述安装箱顶部针对所述螺纹孔的位置处开设有供所述丝杆穿过的通孔，所述丝杆相对远离所述卸灰板的一端经所述通孔插入所述安装箱内并与所述安装箱内的电机连接。

9.一种还原区可调的生物质气化实验方法，其特征在于，包括步骤：

10.如权利要求9所述的还原区可调的生物质气化实验方法，其特征在于，所述物料板的外周间隔开设有多个缺口，所述内筒的内壁上沿轴向间隔连接有多层抵挡件，每层所述抵挡件均包括多个挡块；

技术总结
本发明公开了一种还原区可调的生物质气化实验设备及其实验方法，还原区可调的生物质气化实验设备包括：用于容置生物质燃料的内筒，所述内筒内设有供生物质燃料搁置的物料板，以及用于引入外部空气的空气喷射器，所述物料板竖向活动地连接于所述内筒内，所述空气喷射器竖向活动地连接于所述内筒内并保持为位于所述物料板的上方；套设在所述内筒外的外筒，所述外筒内设有卸灰板，所述卸灰板竖向活动地连接于所述外筒的底部且位于所述内筒的下方，通过设置所述实验设备便于获取适用于各种类型生物质燃料的物料板以及空气喷射器的位置参数。

技术研发人员：王龙,黄相锋,苑雪峰,鲁起顺,闫计强,曹丝雨,王宽强,于海泳
受保护的技术使用者：中建八局环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27