下吸式生物質氣化爐的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種下吸式生物質氣化爐，用于燃燒生物質原料生產氣體燃料，其包括：上爐體，其包括：上爐體和設置在上爐體的側壁上的若干進氣孔；下爐體，設置在所述上爐體的下方；供氣裝置，包括用于為在所述上爐體內燃燒的生物質原料提供蒸汽的蒸汽輸入裝置；輸出裝置，設置在所述下爐體外，用于輸出生物質原料反應后生成的氣體燃料。本發明通過在現有下吸式生物質氣化爐上增設蒸汽輸入裝置，將原有的僅使用空氣作為助燃氣體改為使用助燃蒸汽與助燃空氣組成的助燃氣體，通過為下吸式生物質氣化爐提供由蒸汽和空氣混合的助燃氣體，降低其所生產成的氣體燃料中的氮含量，提高氣體燃料的品質。
【專利說明】下吸式生物質氣化爐
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種使用生物質制備氣體燃料的氣化爐，屬于再生資源利用領域。
【背景技術】
[0002]生物質能是一種理想的可再生能源，由于其分布廣泛、有利于環保等特點，因而越來越受到世界各國的關注。將生物質原料經過燃燒等一系列反應后生成氣體燃料的生物質氣化技術是利用生物質能的一種重要方式。生物質氣化技術是利用生物質原料，例如:農作物秸桿、林木廢棄物、食用菌渣、牛羊畜糞等進行氣化轉化成為可燃氣體，從而替代液化氣、煤氣等能源作為生活生產用氣。目前，通常使用下吸式生物質氣化爐對生物質原料進行氣化，生物質原料在氣化爐內經過氧化、還原、裂解等化學反應，最后生成主要成份為CO的氣體燃料。
[0003]如圖2所示，現有技術中的下吸式生物質氣化爐包括:位于生物質氣化爐上部的上爐體101，位于上爐體101下方的下爐體102，位于上爐體101底部的箅子103，用于輸出生物質氣化后所產生氣體燃料8的輸出裝置，包括與下爐體102連通的輸出管道104和設置在輸出管道104上為氣體燃料8的輸出提供動力的第一氣泵7。
[0004]工作時，首先，將生物質原料5投放到上爐體101中，開啟第一氣泵7，第一氣泵7開啟后，由于其抽吸作用，作為助燃氣體6的空氣由上爐體的頂端進入，通過生物質原料進入到下爐體102中，隨后通過輸出管道104排出。在下部將生物質原料點燃，當燃燒穩定后，生物質原料可根據其燃燒程度分為三個部分:位于上部的待燃燒層501、位于其下部的燃燒層502和位于底部的灰層503。生物質原料燃燒后所產生的氣體燃料8也在第一氣泵7的抽吸作用下，由下爐體102經過輸出管道104輸送至后續工序中進行進一步處理。
[0005]上述下吸式生物質氣化爐，雖可以制備氣體燃料，但由于其助燃氣體主要是空氣，而空氣中氧氣的含量僅占21%，而氮氣的含量為78%，由于氮氣的化學性質比較穩定，不易分解，所以，下吸式生物質氣化爐所產生的氣體燃料中含有大量的氮氣，可燃氣體比例不高，氣體燃料的品質較低。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術中下吸式生物質氣化爐所產生的氣體燃料中氮氣等不可燃氣體含量較高的問題，本發明提供一種改進的下吸式生物質氣化爐，其在現有下吸式生物質氣化爐的基礎上增設蒸汽輸入裝置，使下吸式生物質氣化爐的助燃氣體為空氣和水蒸汽的混合物，通過調節助燃氣體中的空氣與水蒸汽之間的比例，既可保證生物質原料氣化反應的正常進行，又降低了氣體燃料中的氮含量。并且其結構簡單，安裝方便，不但適用與新設備生產，還適用于老舊設備的改造。
[0007]為解決上述問題，本發明所提供的技術方案為:
一種下吸式生物質氣化爐，用于燃燒生物質原料生產氣體燃料，該氣化爐包括:
上爐體，其側壁上設置有若干用于引入助燃氣體的進氣孔； 下爐體，設置在所述上爐體的下方；
供氣裝置，包括用于為上爐體內燃燒的生物質原料提供助燃蒸汽的蒸汽輸入裝置；
輸出裝置，與所述下爐體連通，用于輸出生物質原料反應后生成的氣體燃料。
[0008]進一步，所述若干進氣孔沿所述上爐體側壁周向均布。
[0009]進一步，所述蒸汽輸入裝置包括:用于生產助燃蒸汽的蒸汽提供裝置和用于將助燃蒸汽由蒸汽提供裝置輸入到上爐體中的蒸汽輸入管道，所述蒸汽輸入管道一端與所述進氣孔連通，另一端與蒸汽提供裝置連通。
[0010]進一步，所述供氣裝置還包括空氣輸入裝置，空氣輸入裝置包括用于生產助燃空氣的空氣提供裝置和用于將助燃空氣由空氣提供裝置輸入到上爐體中的若干空氣輸入管道，所述空氣輸入管道的一端與所述進氣孔連通，另一端與空氣源連通。
[0011]進一步，所述蒸汽輸入管道與空氣輸入管道在所述進氣孔前匯合為一條輸入管道，使助燃蒸汽與助燃空氣在所述輸入管道中混合后再進入到上爐體中。
[0012]進一步，所述輸出裝置包括與所述下爐體連通的、用于將氣體燃料輸出的輸出管道和設置在所述輸出管道上、用于將氣體燃料泵送出氣化爐的第一氣泵。
[0013]進一步，所述上爐體的側壁上還設置有若干用于觀察爐內燃燒情況的觀察窗。
[0014]進一步，所述若干觀察窗沿氣化爐側壁周向均布。
[0015]本發明中的下吸式生物質氣化爐，通過在現有下吸式生物質氣化爐上增設蒸汽輸入裝置，將原有的僅使用空氣作為助燃氣體改為使用包括助燃蒸汽的助燃氣體。通過為下吸式生物質氣化爐提供由蒸汽和空氣混合的助燃氣體，降低其所生產成的氣體燃料中的氮含量，提高氣體燃料的品質。并且其還具有結構簡單，安裝方便，制作成本低和實用性較強等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為使用生物質制備氣體燃料的系統結構示意圖；
圖2為現有技術中下吸式生物質氣化爐結構示意圖；
圖3為本發明實施例1中下吸式生物質氣化爐結構示意圖；
圖4為本發明實施例2中下吸式生物質氣化爐結構示意圖。
[0017]圖中:1.氣化爐；101.上爐體；102.下爐體；103.箅子；104.輸出管道；105.爐蓋；106.進氣孔；107.觀察窗；108.蒸汽輸入管道；109.空氣輸入管道；110.輸入管道；
2.凈化裝置；3.干燥裝置；4.儲氣罐；5.生物質原料；501.待燃燒層；502.燃燒層；503.灰層；6.助燃氣體；6a.助燃蒸汽；6b.助燃空氣；7.第一氣泵；8.氣體燃料。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。
[0019]實施例1
如圖3所示，本實施例中的一種下吸式生物質氣化爐包括:上爐體101、下爐體102、供氣裝置和輸出裝置。上爐體101設置在下爐體102的上方，供氣裝置的輸出端與上爐體101連通，為在上爐體101內燃燒生物質原料提供助燃氣體6。輸出裝置的輸入端與下爐體102連通，用于將生物質原料燃燒所生成的氣體燃料8由下爐體102中導出，并送入后續工序中，進行進一步處理。
[0020]如圖3所示，上爐體101的側壁上設置有若干進氣孔106，箅子103設置在上爐體101的底部。上爐體101用于容納生物質原料，并且生物質原料在其中燃燒生產氣體燃料8。若干進氣孔106與供氣裝置的輸出端連通，將助燃蒸汽6a導入到上爐體101中；優選的，若干進氣孔106沿上爐體101的周向均布。箅子103用于分隔上、下爐體，并將上爐體101中生物質原料燃燒所生成的灰漏至下爐體102中。另外，為更好的觀察上爐體101內生物質原料的燃燒情況，在上爐體101的側壁上還設置有若干觀察窗107 ;優選的,若干觀察窗107沿上爐體101的側壁周向均布。
[0021]如圖3所示，下爐體102，設置在上爐體101的下方；用于容納上爐體101內燃燒所產生的灰，并且燃燒所產生的氣體燃料8也將通過下爐體102進入輸出裝置中。
[0022]如圖3所示，供氣裝置包括蒸汽輸入裝置，蒸汽輸入裝置用于為在上爐體101內燃燒的生物質原料提供助燃蒸汽6a。蒸汽輸入裝置包括:蒸汽輸入管道108、設置在蒸汽輸入管道108上的蒸汽泵、設置在蒸汽輸入管道108上的蒸汽閥門和蒸汽提供裝置(圖中未示出)；蒸汽輸入管道108的一端與進氣孔106連通，另一端與蒸汽提供裝置連通。蒸汽提供裝置所產生的助燃蒸汽6a在蒸汽泵泵送作用下通過蒸汽輸入管道108和進氣孔106進入到上爐體101內。蒸汽輸入管道108的設置方式可為每個進氣孔106對應設置有一個獨立的蒸汽輸入管道108，也可若干個進氣孔106共用一個蒸汽輸入管道108。蒸汽提供裝置可為蒸汽鍋爐等蒸汽生產設備。
[0023]工作時，首先，將生物質原料投入到上爐體101中。并啟動第一氣泵7和供氣裝置。隨后，將生物質原料在其下部點燃，當燃燒穩定后，根據生物質原料的燃燒程度，可將生物質原料由上至下可分為待燃燒層501、燃燒層502和灰層503。在第一氣泵7和大氣壓力的作用，助燃空氣6b由上爐體101的頂部進入，并通過待燃燒層501進入到燃燒層502，由蒸汽輸入裝置所產生的蒸汽6a通過若干蒸汽輸入管道108由進氣孔106輸入到燃燒層502處，與助燃空氣6b混合，共同作為生物質原料燃燒的助燃氣體6。生物質原料燃燒后生成的氣體燃料8也在第一氣泵7的作用下由上爐體101的下方抽吸出來，通過下爐體102進入到輸出管道104中，隨后，被泵送至后續工序中，進行進一步處理。
[0024]實施例2
如圖4所示，本實施例中的下吸式生物質氣化爐與實施例1中的氣化爐結構基本相同，其不同點在于:增設了爐蓋105，供氣裝置中還包括空氣輸入裝置。爐蓋105設置在上爐體101的頂部，在需要投放生物質原料5時，將其打開，當投放完畢后，將爐蓋105關閉，需要注意的是，爐蓋105與上爐體101之間不需要密封。空氣輸入裝置包括:若干空氣輸入管道109、設置在各空氣輸入管道上的第二氣泵和空氣提供裝置(圖中未示出)。空氣輸入管道109的一端通過進氣孔106為上爐體101內燃燒的生物質原料提供助燃空氣6b ;另一端與空氣提供裝置連通。助燃空氣6b經空氣提供裝置進行凈化、預熱等處理后輸出，通過空氣輸入管道109和進氣孔106進入到上爐體101內。空氣輸入管道109的設置方式可為每個進氣孔106對應設置有一個獨立的空氣輸入管道109，也可若干個進氣孔106對應一個空氣輸入管道109。優選的，空氣輸入管道109和蒸汽輸入管道108在進氣孔106前使用三通匯合成一條輸入管道110，助燃空氣6b和助燃蒸汽6a在輸入管道110中混合成為助燃氣體6，然后再通過進氣孔106進入到上爐體101中。為生物質原料的燃燒助燃。
[0025]工作時，首先，將爐蓋105打開，將生物質原料投入到上爐體101中，然后將爐蓋105關閉。啟動第一氣泵7和供氣裝置。由供氣裝置所提供的助燃氣體6進入到上爐體101中，并在第一氣泵7的作用下經由下爐體102和輸出管道104排出。隨后，將生物質原料在其下部點燃，當燃燒穩定后，根據生物質原料的燃燒程度，可將生物質原料由上至下可分為待燃燒層501、燃燒層502和灰層503。供氣裝置所產生的助燃氣體6通過若干進氣孔106輸入到燃燒層502處，輔助生物質原料燃燒。生物質原料燃燒后生成的氣體燃料8在第一氣泵7的作用下由上爐體101的下方抽吸出來，通過下爐體102進入到輸出管道104中，隨后，被泵送至后續工序中，進行進一步處理。
[0026]本發明的上述兩個實施例均通過在現有的下吸式生物質氣化爐上增設帶有蒸汽輸入裝置的供氣裝置，改以往的以空氣作為生物質原料燃燒的助燃氣體為空氣和蒸汽混合氣為助燃氣體。在生物質原料燃燒過程中，除助燃空氣與生物質原料發生反應生成CO、C夕卜，助燃蒸汽還與生物質原料氣化所產生的C、CO、CO2反應產生可燃氣體，使氣體燃料中的可燃氣體含量更多，品質更高。通過使用含有設定比例的助燃蒸汽的助燃氣體既可保證生物質原料的氣化反應的正常進行，還能夠降低生物質原料燃燒后所產生的氣體燃料中的氮含量，提高了氣體燃料的品質，進而提高了下吸式生物質氣化爐整體的產能。
[0027]以上是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種下吸式生物質氣化爐，用于燃燒生物質原料生產氣體燃料，其特征在于，所述下吸式生物質氣化爐包括: 上爐體，其側壁上設置有若干用于引入助燃氣體的進氣孔； 下爐體，設置在所述上爐體的下方； 供氣裝置，包括用于為上爐體內燃燒的生物質原料提供助燃蒸汽的蒸汽輸入裝置； 輸出裝置，與所述下爐體連通，用于輸出生物質原料反應后生成的氣體燃料。
2.根據權利要求1中所述的氣化爐，其特征在于，所述若干進氣孔沿所述上爐體側壁周向均布。
3.根據權利要求1中所述的氣化爐，其特征在于，所述蒸汽輸入裝置包括:用于生產助燃蒸汽的蒸汽提供裝置和用于將助燃蒸汽由蒸汽提供裝置輸入到上爐體中的蒸汽輸入管道，所述蒸汽輸入管道一端與所述進氣孔連通，另一端與蒸汽提供裝置連通。
4.根據權利要求3中所述的氣化爐，其特征在于，所述供氣裝置還包括空氣輸入裝置，空氣輸入裝置包括用于生產助燃空氣的空氣提供裝置和用于將助燃空氣由空氣提供裝置輸入到上爐體中的若干空氣輸入管道，所述空氣輸入管道的一端與所述進氣孔連通，另一端與空氣源連通。
5.根據權利要求4中所述的氣化爐，其特征在于，所述蒸汽輸入管道與空氣輸入管道在所述進氣孔前匯合為一條輸入管道，使助燃蒸汽與助燃空氣在所述輸入管道中混合后再進入到上爐體中。
6.根據權利要求1中所述的氣化爐，其特征在于，所述輸出裝置包括與所述下爐體連通的、用于將氣體燃料輸出的輸出管道和設置在所述輸出管道上、用于將氣體燃料泵送出氣化爐的第一氣泵。
7.根據權利要求1中所述的氣化爐，其特征在于，所述上爐體的側壁上還設置有若干用于觀察爐內燃燒情況的觀察窗。
8.根據權利要求7中所述的氣化爐，其特征在于，所述若干觀察窗沿氣化爐側壁周向均布。
【文檔編號】C10J3/26GK104357089SQ201410638726
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】李民, 許東來 申請人:天津大明恒運再生能源利用科技有限公司