專利名稱：一種高純度生物質制氣供熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物質制氣領域，具體為一種以秸稈、柴草、生產生活垃圾等生物
質為原料的高純度生物質制氣供熱裝置。
背景技術：
公知，生物質氣化爐結構形式多種多樣，大都包括氣化室、灰渣室以及位于灰渣室
下方的點火排渣口 ，使用時將切碎的玉米等生物質放入氣化室內，關閉密封蓋后點火，用鼓
風機向爐底吹風，使爐內的生物質在缺氧的狀態下進行氣化反應，產生可燃性生物質氣體。
對于生物質氣化爐而言，氣化反應的連續穩定性是至關重要的，影響氣化反應的因素錯綜
復雜，實際運行中，氣化反應總是向不穩定方向發展，，如果氣化反應不穩定，在用氣過程中
就會隨時出現脫火、熄火現象。由于現有氣化爐爐底送風時供風不均勻，造成引火溫度不均
勻，在氣化過程中，原料消耗不均勻，常常會出現局部過燒，出現穿孔、空洞、架橋等不良現
象，并迅速破壞氣化穩定條件，使得制氣時間大大縮短，制氣不均勻，熱量低。 此外，在上述生物質氣化過程中常常會產生大量焦油和廢水，降低了氣化效率和
熱利用率，而且可燃性生物質氣體中也夾雜灰分、木醋液、木焦油和廢水等雜質，當進入供
氣管道并在燃氣灶灶頭燃燒后，長時間會產生積存、結焦，甚至回流至供氣管道，繼而阻塞
供氣管道，造成可燃氣體通行不暢，燃燒不穩定，往往發生點不著火，清理起來也比較費時
費力，而且這種不純的燃氣燃燒后產生的煙氣比較嗆人，污染空氣，現有大多數生物質氣化
爐均沒有配套的燃氣凈化裝置，使其大規模的推廣使用受到一定限制。
發明內容本實用新型為了解決現有生物質氣化裝置由于結構不合理存在制氣時間短、制氣 不均勻以及得到的燃氣純度較低、熱利用率低、污染空氣等問題，提供一種高純度生物質制 氣供熱裝置。 本實用新型是采用如下技術方案實現的一種高純度生物質制氣供熱裝置，包括 制氣裝置和燃氣凈化裝置，其中制氣裝置包含爐體，爐體內設有氣化室，爐體頂部設有與氣 化室連通的進料口和燃氣出口 ，進料口上設有密封蓋，爐體底部有灰渣室，灰渣室下方為點 火排渣口 ，本實用新型的創新點在于爐體底部還設有颶風器，該颶風器包含與爐體密封連 接的外筒，以及套接在外筒內并且作為灰渣室的內筒，外筒與內筒之間形成環形颶風腔；內 筒頂部周圈間隔設有位于颶風腔內、且外緣高于內筒的颶風片，各颶風片整體呈螺旋狀；颶
風片上方、且位于外筒內周圈設有擋風板，擋風板與颶風片之間形成颶風間隙；環形颶風腔 上連接有與空氣壓縮機連通的空氣進氣管。采用本實用新型的結構設計，在生物質氣化過 程中，由空氣壓縮機提供的帶有一定壓力的風經空氣進氣管進入颶風器，風先進入環形颶 風腔內，然后沿著每一颶風片與擋風板所形成的颶風間隙進入內筒，由于整個颶風片呈螺 旋狀，所以風圍繞著颶風片進入內筒后均勻盤旋上升并進入氣化室內，這樣，由空氣壓縮機 送來的風經颶風器后有一個可以回旋的空間，防止了因供氧不均而出現的局部過燒、直至燒穿孔的現象發生，保證了氣化的連續持久穩定在3小時以上，而且產氣迅速。 為了進一步保證生物質的氣化效果，確保制氣穩定，所述的密封蓋上設有頂緊構
件，該頂緊構件包含一端與爐體鉸接的頂緊環，頂緊環另一端設有將密封蓋與進料口壓緊
的掛鉤，頂緊環頂部開有螺孔，螺孔內貫穿設置與其相互配合的頂緊螺桿，密封蓋頂部固定
有頂緊塊，頂緊螺桿下端活動伸入頂緊塊內，頂緊螺桿上端設有旋轉手柄。該頂緊構件用于
密封進料口與密封蓋，操作簡單、可靠；與現有氣化爐一樣，所述的爐體外壁與氣化室之間
設有水腔，爐體上、下方分別開有與水腔相通的供熱出水口和供熱回水口 ，可充分利用氣化
過程中產生的余熱，為人們供暖。 為了提高燃氣的純度及氣化效率，所述的燃氣凈化裝置包含其內裝有水的燃氣凈 化室，燃氣凈化室頂部設有燃氣入口 ，燃氣入口通過管道與氣化室頂部的燃氣出口連通，燃 氣入口下方設有伸入水內的燃氣入口管道；燃氣凈化室內架設有頂端開口的脫液凈化室 一、全封閉的脫液凈化室二及脫液凈化室三，脫液凈化室一內中上部填充有石英礦物質層， 下部為燃氣空腔一，脫液凈化室二中部填充有生物質層，上、下方分別為燃氣空腔二和燃氣 空腔三，脫液凈化室三中部填充有細密生物質層，上、下方分別為燃氣空腔四和燃氣空腔 五，燃氣空腔一通過管道與燃氣空腔二連通，燃氣空腔三通過管道與燃氣空腔五連通，燃氣 空腔四與燃氣導出管連通；燃氣空腔一、燃氣空腔三和燃氣空腔五下方分別設有伸出燃氣 凈化室的排污管道及排污閥。氣化室內制得的夾帶雜質的可燃氣體經其上部的燃氣出口導 出，依次經管道、燃氣入口 、燃氣入口管道進入燃氣凈化室內的水中，分離掉大量木焦油、灰 分和水蒸汽后(木焦油、灰分將會漂浮在水面上，可燃氣體中的水蒸汽將被冷凝)，可燃氣 體上升至燃氣凈化室上部，進入頂端開口的脫液凈化室一 內，并在石英礦物質層的作用下 冷凝分離出木醋液后進入燃氣空腔一，然后通過管道進入脫液凈化室二的燃氣空腔二內， 可燃氣體在其內部生物質層的作用下分離出少量木焦油，再進入燃氣空腔三內，最后可燃 氣體通過管道進入脫液凈化室三下方的燃氣空腔五內，經過細密生物質層進一步完全分離 出微量木焦油和廢氣后上升至燃氣空腔四內，成為純凈的可燃氣體，最終經燃氣導出管導 出。所述生物質層及細密生物質層可由稻草、麥草、棉稈、玉米秸稈、高梁稈、稻殼等農業廢 棄物和木材廢物填充而成。 為了使進入水的可燃氣體均勻分散在水中，與水充分接觸，所述伸入水的燃氣入 口管道下端設有氣體分布器，該氣體分布器可采用多種結構形式實現，為現有公知產品。 所述的燃氣凈化室為圓柱形，燃氣入口設置在燃氣凈化室頂部中心，脫液凈化室 一、脫液凈化室二和脫液凈化室三以燃氣凈化室圓心為中心，呈等邊三角形分布，這種結構 形式非常合理，大大縮小了凈化室的體積，減小了占地面積。所述的燃氣導出管末端連有燃 氣供氣管，燃氣供氣管末端連有儲氣罐，儲氣罐底部設有排液閥。 利用農村易得的生物質，以農業廢棄物和木材廢物作為原料，如稻草、麥草、棉稈、 玉米秸稈、高梁稈、稻殼、果殼、谷糠、樹枝、鋸末、刨花、雜草等，在本實用新型所述制氣裝置 的作用下，從根本上控制了因引火溫度不均和供風(氧)不均帶來的局部過燒、空洞、穿孔 現象，使氧化層、還原層物料受熱溫度分布均勻、消耗均勻、原料能自然緩慢下落，保持氧化 層、還原層、干餾裂解層和干燥層的位置基本不上移，連續穩定氣化時間為3小時以上，產 氣啟動時間較短，制氣穩定；同時本實用新型在制氣裝置的基礎上增加了燃氣凈化裝置，可 分離出可燃氣體中的木焦油、木醋液、灰分及廢氣等雜質，大大提高了燃氣的純度，在用戶使用過程中減少了空氣污染，而且無味，熱效率較高，對設備的損壞較少，總之本實用新型 結構合理，操作簡便，實用效果好，具有一定的推廣價值和使用價值。
圖1為本實用新型的結構示意圖 圖2為圖1中颶風器的結構示意圖 圖3為颶風片的結構示意圖 圖4為圖1中燃氣凈化裝置的俯視圖 圖中l-爐體；2-氣化室；3-進料口 ；4_燃氣出口 ；5_密封蓋；6_點火排渣口 ； 7_外筒；8-內筒；9-環形颶風腔；10-颶風片；ll-擋風板；12-颶風間隙；13-空氣壓縮 機；14-空氣進氣管；15-頂緊環；16-掛鉤；17-螺孔；18-頂緊螺桿；19-頂緊塊；20-旋轉 手柄；21-水腔；22-供熱出水口 ；23-供熱回水口 ；24_水；25_燃氣凈化室；26_燃氣入口 ； 27-燃氣入口管道；28-脫液凈化室一 ；29-脫液凈化室二 ；30-脫液凈化室三；31-石英礦 物質層；32-燃氣空腔一 ；33-生物質層；34-燃氣空腔二 ；35-燃氣空腔三；36-細密生物質 層；37-燃氣空腔四；38-燃氣空腔五；39-燃氣導出管；40-排污管道；41-排污閥；42-氣體 分布器；43-儲氣罐；44-排液閥；45-支架；46-燃氣灶；47-燃氣供氣管；48-控制閥。
具體實施方式如圖1所示，一種高純度生物質制氣供熱裝置，包括制氣裝置和燃氣凈化裝置，其 中制氣裝置包含爐體l，爐體內設有氣化室2，爐體1外壁與氣化室2之間設有水腔21，爐 體上、下方分別開有與水腔相通的供熱出水口 22和供熱回水口 23，爐體頂部設有與氣化室 2連通的進料口 3和燃氣出口 4，進料口 3上設有密封蓋5，密封蓋5上設有頂緊構件，該頂 緊構件包含一端與爐體1鉸接的頂緊環15，頂緊環另一端設有將密封蓋5與進料口 3壓緊 的掛鉤16，頂緊環15頂部開有螺孔17，螺孔內貫穿設置與其相互配合的頂緊螺桿18，密封 蓋5頂部固定有頂緊塊19，頂緊螺桿18下端活動伸入頂緊塊19內，頂緊螺桿18上端設有 旋轉手柄20 ;爐體1底部有灰渣室，灰渣室下方為點火排渣口 6。 如圖2所示，爐體1底部還設有颶風器，該颶風器包含與爐體密封連接的外筒7，以 及套接在外筒7內并且作為灰渣室的內筒8，外筒7與內筒8之間形成環形颶風腔9 ;如圖 3所示，內筒8頂部周圈間隔設有位于環形颶風腔9內、且外緣高于內筒8的颶風片10，各 颶風片整體呈螺旋狀；颶風片10上方、且位于外筒7內周圈設有擋風板ll，擋風板11與颶 風片10之間形成颶風間隙12 ;環形颶風腔9上連接有與空氣壓縮機13連通的空氣進氣管 14。 如圖1所示，燃氣凈化裝置包含其內裝有水24的燃氣凈化室25，燃氣凈化室頂部 設有燃氣入口 26，燃氣入口通過管道與氣化室2頂部的燃氣出口 4連通，燃氣入口 26下方 設有伸入水內的燃氣入口管道27，伸入水24的燃氣入口管道27下端設有氣體分布器42 ; 燃氣凈化室25內架設有頂端開口的脫液凈化室一 28、全封閉的脫液凈化室二 29及脫液凈 化室三30，如圖4所示，燃氣凈化室25為圓柱形，燃氣入口 26設置在燃氣凈化室頂部中心， 脫液凈化室一 28、脫液凈化室二 29和脫液凈化室三30以燃氣凈化室圓心為中心，呈等邊三 角形分布；脫液凈化室一 28內中上部填充有石英礦物質層31，下部為燃氣空腔一 32，脫液凈化室二 29中部填充有生物質層33，上、下方分別為燃氣空腔二 34和燃氣空腔三35，脫液 凈化室三30中部填充有細密生物質層36，上、下方分別為燃氣空腔四37和燃氣空腔五38， 燃氣空腔一 32通過管道與燃氣空腔二 34連通，燃氣空腔三35通過管道與燃氣空腔五38 連通，燃氣空腔四37與燃氣導出管39連通；燃氣空腔一 32、燃氣空腔三35和燃氣空腔五 38下方分別設有伸出燃氣凈化室的排污管道40及排污閥41。燃氣導出管39末端連有燃 氣供氣管47，燃氣供氣管47末端連有儲氣罐43，儲氣罐底部設有排液閥44，實際使用時，可 在燃氣供氣管上增設多個與燃氣灶連接的支氣管，儲氣罐上另設有輸氣管道和控制閥48， 以提供燃氣的其它用途。 如圖所示，上述結構中，爐體下部、燃氣凈化室下部以及儲氣罐下部均設有支架。 具體使用時，將生物質粉碎后，從氣化室上方的進料口裝入氣化室內，蓋上密封
蓋，然后將頂緊環扣在密封蓋上方，利用其端部的掛鉤將密封蓋與進料口緊扣，再轉動旋轉
手柄，帶動頂緊螺桿向下運動直至頂緊塊內，進一步將密封蓋壓緊。接著在點火排渣口處
點火，著火后空氣壓縮機將空氣通過空氣進氣管送入，先經過颶風器后均勻送入氣化室內，
物料在氣化室內發生反應產生一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃氣體，剩余的灰分和殘渣則留在
灰渣室，由點火排渣口排出。可燃氣體依次經氣化室上方的燃氣出口、管道、燃氣凈化室頂
部的燃氣入口進入燃氣凈化室內，并由燃氣入口管道及其末端的氣體分布器均勻分散在水
內，分離掉大量木焦油、灰分及水蒸汽后，可燃氣體上升至燃氣凈化室上部，進入頂端開口
的脫液凈化室一內，并在石英礦物質層的作用下冷凝分離出木醋液后進入燃氣空腔一，然
后通過管道進入脫液凈化室二的燃氣空腔二內，可燃氣體在其內部生物質層的作用下分離
出大部分木焦油，再進入燃氣空腔三內，最后可燃氣體通過管道進入脫液凈化室三下方的
燃氣空腔五內，經過細密生物質層進一步完全分離出微量木焦油和廢水后上升至燃氣空腔
四內，成為純凈無味的可燃氣體，最終經燃氣導出管導出，而分離掉的木醋液、木焦油及廢
水沉積在燃氣空腔一、燃氣空腔三和燃氣空腔五內，最后經排污管道及排污閥定期排放掉。
凈化后的可燃氣體經燃氣導出管導出后，可經燃氣供氣管與燃氣灶、儲氣罐連接。本實用新
型所述供熱出水口 、供熱回水口 、水腔可與該申請人在專利號為92108914. 7的專利技術中
公開的導向雙回路常壓采暖供熱設備配套使用，其工作原理、工作過程在該專利中均有詳
細記載，在此不作詳細說明。
權利要求一種高純度生物質制氣供熱裝置，包括制氣裝置和燃氣凈化裝置，其中制氣裝置包含爐體(1)，爐體內設有氣化室(2)，爐體頂部設有與氣化室(2)連通的進料口(3)和燃氣出口(4)，進料口(3)上設有密封蓋(5)，爐體(1)底部有灰渣室，灰渣室下方為點火排渣口(6)，其特征是爐體(1)底部還設有颶風器，該颶風器包含與爐體密封連接的外筒(7)，以及套接在外筒(7)內并且作為灰渣室的內筒(8)，外筒(7)與內筒(8)之間形成環形颶風腔(9)；內筒(8)頂部周圈間隔設有位于環形颶風腔(9)內、且外緣高于內筒(8)的颶風片(10)，各颶風片整體呈螺旋狀；颶風片(10)上方、且位于外筒(7)內周圈設有擋風板(11)，擋風板(11)與颶風片(10)之間形成颶風間隙(12)；環形颶風腔(9)上連接有與空氣壓縮機(13)連通的空氣進氣管(14)。
2. 根據權利要求l所述的一種高純度生物質制氣供熱裝置，其特征是密封蓋(5)上設 有頂緊構件，該頂緊構件包含一端與爐體(1)鉸接的頂緊環(15)，頂緊環另一端設有將密 封蓋(5)與進料口 (3)壓緊的掛鉤(16)，頂緊環(15)頂部開有螺孔(17)，螺孔內貫穿設置 與其相互配合的頂緊螺桿(18)，密封蓋(5)頂部固定有頂緊塊(19)，頂緊螺桿(18)下端活 動伸入頂緊塊(19)內，頂緊螺桿(18)上端設有旋轉手柄(20)。
3. 根據權利要求1或2所述的一種高純度生物質制氣供熱裝置，其特征是爐體(1)外 壁與氣化室(2)之間設有水腔(21)，爐體上、下方分別開有與水腔相通的供熱出水口 (22) 和供熱回水口 (23)。
4. 根據權利要求1所述的一種高純度生物質制氣供熱裝置，其特征是所述的燃氣凈化 裝置包含其內裝有水(24)的燃氣凈化室(25)，燃氣凈化室頂部設有燃氣入口 (26)，燃氣入 口通過管道與氣化室(2)頂部的燃氣出口 (4)連通，燃氣入口 (26)下方設有伸入水內的 燃氣入口管道(27);燃氣凈化室(25)內架設有頂端開口的脫液凈化室一 (28)、全封閉的 脫液凈化室二 (29)及脫液凈化室三(30)，脫液凈化室一 (28)內中上部填充有石英礦物質 層(31)，下部為燃氣空腔一 (32)，脫液凈化室二 (29)中部填充有生物質層(33)，上、下方 分別為燃氣空腔二 (34)和燃氣空腔三(35)，脫液凈化室三(30)中部填充有細密生物質層 (36)，上、下方分別為燃氣空腔四(37)和燃氣空腔五(38)，燃氣空腔一 (32)通過管道與燃 氣空腔二 (34)連通，燃氣空腔三(35)通過管道與燃氣空腔五(38)連通，燃氣空腔四(37) 與燃氣導出管(39)連通；燃氣空腔一 (32)、燃氣空腔三(35)和燃氣空腔五(38)下方分別 設有伸出燃氣凈化室的排污管道(40)及排污閥(41)。
5. 根據權利要求4所述的一種高純度生物質制氣供熱裝置，其特征是伸入水(24)的燃 氣入口管道(27)下端設有氣體分布器(42)。
6. 根據權利要求4所述的一種高純度生物質制氣供熱裝置，其特征是燃氣凈化室(25) 為圓柱形，燃氣入口 (26)設置在燃氣凈化室頂部中心，脫液凈化室一 (28)、脫液凈化室二 (29)和脫液凈化室三(30)以燃氣凈化室圓心為中心，呈等邊三角形分布。
7. 根據權利要求4所述的一種高純度生物質制氣供熱裝置，其特征是燃氣導出管(39) 末端連有燃氣供氣管(47)，燃氣供氣管(47)末端連有儲氣罐(43)，儲氣罐底部設有排液閥 (44)。
專利摘要本實用新型涉及生物質制氣領域，具體為一種高純度生物質制氣供熱裝置，解決現有氣化裝置存在制氣時間短、不均勻及燃氣純度較低等問題，制氣裝置包含爐體，爐體內設有氣化室，頂部設有燃氣出口，底部設有颶風器，包含外筒、內筒，兩者之間形成環形颶風腔；內筒頂部設有颶風片，颶風片整體呈螺旋狀；外筒內周圈設有擋風板，擋風板與颶風片之間形成颶風間隙；燃氣凈化裝置包含燃氣凈化室，頂部設有燃氣入口，燃氣入口與燃氣出口連通；燃氣凈化室內架設有中上部填充有石英礦物質層的脫液凈化室一、中部填充有生物質層的脫液凈化室二及中部填充有細密生物質層的脫液凈化室三。結構合理，操作簡便，實用效果好，制氣穩定、快速，無污染。
文檔編號C10J3/76GK201459083SQ200920104719
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月4日 優先權日2009年9月4日
發明者王文茂 申請人:王文茂