具有金屬軟管的生物質氣化爐的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有金屬軟管的生物質氣化爐，包括：豎直設置的爐體，其包括氣化室、燃燒室和集氣室；二次裂解室，其環繞設置在燃燒室的外部；環形通氣管，其環繞設置在二次裂解室的外部，且環形通氣管的內側壁為二次裂解室的外側壁，在環形通氣管的內側壁上開設有多個氣孔；多個風扇，設置在所述環形通氣管中，且每個風扇的轉速均不相同；導氣管，其一端連通至集氣室，另一端連通二次裂解室；金屬軟管，金屬軟管設置在導氣管內，且從導氣管的一端延伸至另一端，金屬軟管的外壁與導氣管的內壁之間保留有供氣體流動的空間；金屬軟管的外壁形成有多個凹坑，在凹坑內鑲嵌有陶瓷載體，在陶瓷載體上涂覆有焦油裂解催化劑。本發明降低了可燃氣體的焦油含量。
【專利說明】
具有金屬軟管的生物質氣化爐
技術領域
[0001]本發明涉及一種具有金屬軟管的生物質氣化爐。
【背景技術】
[0002]生物質包括自然界的植物、糞便以及城鄉有機廢物，是一種非化石可再生能源。與生物質直接燃燒的能源利用方式相比，把生物質熱解氣化后進行利用具有擴展用途、減少污染、清潔高效的優點。但是我國生物質熱解氣化技術相對落后，目前生物質熱解氣化處理設備主要采用固定床氣化爐和常壓流化床氣化爐，其中固定床氣化爐由于生產過程中會產生大量酚水，焦油含量高，次生污染較嚴重，單爐產氣量小，產出的可燃氣熱值低，已被限制使用;常壓流化床氣化爐的爐內溫度波動范圍大，生產工藝控制困難，運行可靠性差，熱損耗大，排渣含炭量高，制取的可燃氣體中含氮氣量多，熱值低，燃氣含塵濃度高凈化困難等不足，因此至今未能得到廣泛使用。并且，由于生物的木質素中含有焦油，生物質燃燒后生成的可燃氣體中焦油的含量也較高，導致生成的可燃氣體有異味，使用時污染環境，也不利于輸送和儲存。生物質熱解氣化技術的落后，阻礙了我國生物質能源的清潔高效利用。
【發明內容】
[0003]本發明設計開發了一種可減低可燃氣體中焦油含量的具有金屬軟管的生物質氣化爐。
[0004]本發明提供的技術方案為:
[0005]—種具有金屬軟管的生物質氣化爐，包括:
[0006]豎直設置的爐體，其包括氣化室、燃燒室和集氣室，所述燃燒室設置在所述氣化室的下方，與所述氣化室相通，所述集氣室設置在所述氣化室的上方，與所述氣化室相通；
[0007]二次裂解室，其環繞設置在所述燃燒室的外部，所述二次裂解室裝滿焦油裂解催化劑；
[0008]環形通氣管，其環繞設置在所述二次裂解室的外部，且所述環形通氣管的內側壁為所述二次裂解室的外側壁，在所述環形通氣管的內側壁上開設有多個氣孔，且多個氣孔的分布不均勻，相鄰兩個氣孔的孔道方向不相同，從而使相鄰兩個氣孔噴出的氣流方向不同，所述環形通氣管連通至一個高溫空氣供給裝置；
[0009]多個風扇，設置在所述環形通氣管中，且每個風扇的轉速均不相同；
[0010]多個進氣管，所述進氣管的一端沿所述燃燒室的切線方向伸入至所述燃燒室內部，所述進氣管的另一端連通至設置在爐體外部的助燃氣體供給裝置，且多個進氣管相對于所述燃燒室均勻設置，所述進氣管的管口為扁口狀，且所述進氣管的管口的長度方向與所述燃燒室的軸向平行，所述管口的寬度為0.3?0.5cm;
[0011 ]導氣管，其設置在所述爐體的外部，一端連通至所述集氣室，另一端連通所述二次裂解室；
[0012]金屬軟管，所述金屬軟管設置在所述導氣管內，且從所述導氣管的一端延伸至另一端，所述金屬軟管的外壁與所述導氣管的內壁之間保留有供氣體流動的空間；所述金屬軟管的外壁形成有多個凹坑，在所述凹坑內鑲嵌有陶瓷載體，在所述陶瓷載體上涂覆有焦油裂解催化劑。
[0013]優選的是，所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐中，所述焦油裂解催化劑為石灰石和碳酸鎂。
[0014]優選的是，所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐中，所述多個進氣管沿著所述燃燒室的軸向分布成多層，每層進氣管包括若干個進氣管，相鄰兩層進氣管間隔2?3cm。
[0015]優選的是，所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐中，所述氣孔的孔徑為0.2?0.5cm0
[0016]本發明所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐提供了一個二次裂解室，二次裂解室環繞設置在燃燒室的外部，在燃燒室內設置了多個進氣管，且進氣管的一端是沿著燃燒室的切線方向伸入至燃燒室內部的，且進氣管的管口為扁口狀，管口的寬度設計為0.3?0.5cm，從而在燃燒室的內壁附近的溫度顯著高于燃燒室內部，使可燃氣體中的焦油在二次裂解室內更充分地發生二次裂解反應。本發明在二次裂解室的外側設置了環形通氣管，通過環形通氣管向二次裂解室送入高溫空氣的多路氣流，以擾亂含焦油可燃氣體在二次裂解室內的流動路徑，提高含焦油可燃氣體中的焦油裂解效率。本發明在環形通氣管內設置了多個風扇，每個風扇的轉速均不相同，從而進入使通過各個氣孔進入二次裂解室內的氣流流量也不同，增加對含焦油可燃氣體的擾動。本發明在導氣管內還設置了金屬軟管，金屬軟管的凹坑內鑲嵌有陶瓷載體，在陶瓷載體上涂覆焦油裂解催化劑，當含焦油可燃氣體通過導氣管時，部分含焦油可燃氣體中的焦油就會被其中的焦油裂解催化劑所催化裂解，從而提高對含焦油可燃氣體的催化效率。本發明降低了可燃氣體的焦油含量，提高了可燃氣體的質量。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐的結構示意圖。
[0018]圖2為本發明所述的導氣管和金屬軟管的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。
[0020]如圖1和圖2所示，本發明提供一種具有金屬軟管的生物質氣化爐，包括:豎直設置的爐體I，其包括氣化室8、燃燒室3和集氣室2，所述燃燒室3設置在所述氣化室的下方，與所述氣化室相通，所述集氣室設置在所述氣化室的上方，與所述氣化室相通;二次裂解室，其環繞設置在所述燃燒室3的外部，所述二次裂解室5裝滿焦油裂解催化劑;環形通氣管9，其環繞設置在所述二次裂解室的外部，且所述環形通氣管的內側壁為所述二次裂解室的外側壁，在所述環形通氣管的內側壁上開設有多個氣孔10，且多個氣孔10的分布不均勻，相鄰兩個氣孔的孔道方向不相同，從而使相鄰兩個氣孔噴出的氣流方向不同，所述環形通氣管連通至一個高溫空氣供給裝置;多個風扇11，設置在所述環形通氣管9中，且每個風扇的轉速均不相同；多個進氣管6，所述進氣管的一端沿所述燃燒室的切線方向伸入至所述燃燒室內部，所述進氣管的另一端連通至設置在爐體外部的助燃氣體供給裝置，且多個進氣管相對于所述燃燒室均勻設置，所述進氣管的管口7為扁口狀，且所述進氣管的管口的長度方向與所述燃燒室的軸向平行，所述管口的寬度為0.3?0.5cm;導氣管4，其設置在所述爐體的外部，一端連通至所述集氣室，另一端連通所述二次裂解室;金屬軟管12，所述金屬軟管12設置在所述導氣管4內，且從所述導氣管的一端延伸至另一端，所述金屬軟管的外壁與所述導氣管的內壁之間保留有供氣體流動的空間；所述金屬軟管的外壁形成有多個凹坑13，在所述凹坑內鑲嵌有陶瓷載體14，在所述陶瓷載體上涂覆有焦油裂解催化劑。
[0021 ]本發明中，含焦油可燃氣體進入集氣室，并通過導氣管進入二次裂解室內。二次裂解室環繞設置在燃燒室的外部，其內裝滿焦油裂解催化劑。含焦油可燃氣體在二次裂解室內，受到燃燒室內的熱量的加熱，在焦油裂解催化劑的催化作用下發生二次裂解反應，從而減少焦油含量。
[0022]尤其是為了充分利用燃燒室內的熱量，本發明設置了多個進氣管，進氣管的一端是沿著燃燒室的切線方向伸入至燃燒室內的，進氣管的另一端連通到設置在爐體外部的助燃氣體供給裝置上，這樣，進氣管將沿著切線方向向燃燒室供給助燃氣體。并且由于進氣管的管徑很小，僅有0.3?0.5cm，會在燃燒室的內壁形成一個助燃氣體的氣膜。由于氣膜的存在，燃燒室的內壁附近的燃燒情況會更好，更充分，進而使燃燒室的內壁附近的溫度更高，從而使二次裂解室內的溫度也更高，促使二次裂解室內的含焦油可燃氣體充分反應。
[0023]為了促使在燃燒室的內部形成均勻的助燃氣體氣膜，將進氣管的管口設計成扁口狀，且管口的寬度設計為0.3?0.5cm。均勻的助燃氣體氣膜可以保證在燃燒室內壁附近的燃燒更均勻，即燃燒室內壁附近的溫度也更均勻，進而保證二次裂解室內的二次裂解反應也均勻發生。
[0024]環形通氣管上的氣孔分布不均勻，且相鄰兩個氣孔的孔道方向不相同，從而使得相鄰兩個氣孔噴出的氣流方向也不相同，這些不同方向的氣流會擾動小范圍內的含焦油可燃氣體的流動路徑，使得含焦油可燃氣體的內部形成渦流，從而促使含焦油可燃氣體中的焦油成分不斷與焦油裂解催化劑接觸，進而加快焦油的裂解效率。
[0025]提高裂解效率在氣化爐停車時非常有用。通常，如果氣化爐生產結束，燃燒室內也就不再具有可燃燒的物質，則燃燒室的溫度會逐漸降低，并最終不能滿足二次裂解室對溫度的要求。而在氣化爐停止生產的一段時間內，仍然會有含焦油可燃氣體逐漸從爐體內排出，為了保證這最后一部分含焦油可燃氣體中的焦油也能夠被脫除，就需要在燃燒室溫度降低至不符合要求之前，在二次裂解室內完成對這最后一部分的含焦油可燃氣體的處理。本發明提高了含焦油可燃氣體中焦油的裂解效率，因此，在燃燒室溫度降低至不符合要求之前，即可完成對最后一部分含焦油可燃氣體的處理。
[0026]環形通氣管的個數以及每個環形通氣管上的氣孔個數可以根據需要進行調整。
[0027]環形通氣管整體包覆在二次裂解室的外側，一方面可以起到保溫的作用，減少二次裂解室的熱量散失，從而提高含焦油可燃氣體中焦油的裂解效率;另一方面環形通氣管通過氣孔向二次裂解室送入高溫空氣，從而擾動含焦油可燃氣體。進一步地，環形通氣管內還設置有多個風扇，即風扇可以引起環形通氣管內的高溫空氣的擾動，使高溫空氣在進入氣孔，并從氣孔流入二次裂解室時的擾動更加劇烈。尤其是當每個風扇的轉速均不相同時，高溫空氣的擾動會更復雜，呈現出紊流，從而增強對二次裂解室內的含焦油可燃氣體的擾動效果，提高對含焦油可燃氣體中的焦油的催化效率。
[0028]當含焦油可燃氣體從爐體的集氣室排出時，其溫度是最高的，當含焦油可燃氣體逐漸沿著導氣管流動，并最終進入二次裂解室，其溫度會逐漸下降。為了有效利用含焦油可燃氣體所攜帶的熱量以及充分利用含焦油可燃氣體流動過程中的時間，在導氣管內也提供焦油裂解催化劑，使含焦油可燃氣體在導氣管內也可以被催化。具體來說，為了有效耐高溫，將金屬軟管作為陶瓷載體的支撐體，金屬軟管可以變形，從導氣管的一端延伸到另一端。金屬軟管的外壁上設計成很多凹坑，陶瓷載體以塊狀的形式鑲嵌在凹坑內。當含焦油可燃氣體在導氣管內流動時，焦油可以被陶瓷載體上的焦油裂解催化劑所催化裂解，含焦油可燃氣體中的部分焦油可被除去，這有助于加快徹底除去含焦油可燃氣體中的焦油成分的速度，提高了焦油處理的效率。
[0029]本發明充分利用了已有的熱源，提高了對能源的利用效率。
[0030]優選的是，所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐中，所述焦油裂解催化劑為石灰石和碳酸鎂。在該實施例中，燃燒室內溫度可以選擇800?1000°C。
[0031]優選的是，所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐中，所述多個進氣管沿著所述燃燒室的軸向分布成多層，每層進氣管包括若干個進氣管，相鄰兩層進氣管間隔2?3cm。該實施例更有助于在燃燒室內壁的附近形成助燃氣體的均勻氣膜，提高氣膜的均勻性，從而使在燃燒室內壁附近的燃燒也更均勻，進而使燃燒室內壁附近的溫度更均勻，二次裂解室內的受熱溫度也更均勻。
[0032]優選的是，所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐中，所述氣孔的孔徑為0.2?
0.5cm。當孔徑在該范圍內，可以向二次裂解室噴出多股氣流，起到擾到含焦油可燃氣體的作用。當高溫空氣的流速或流量過大時，則可能會影響焦油的裂解效率。
[0033]本發明含焦油可燃氣體的焦油脫除率可以達到99.99%。
[0034]盡管本發明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發明并不限于特定的細節和這里示出與描述的圖例。
【主權項】
1.一種具有金屬軟管的生物質氣化爐，其特征在于，包括: 豎直設置的爐體，其包括氣化室、燃燒室和集氣室，所述燃燒室設置在所述氣化室的下方，與所述氣化室相通，所述集氣室設置在所述氣化室的上方，與所述氣化室相通； 二次裂解室，其環繞設置在所述燃燒室的外部，所述二次裂解室裝滿焦油裂解催化劑； 環形通氣管，其環繞設置在所述二次裂解室的外部，且所述環形通氣管的內側壁為所述二次裂解室的外側壁，在所述環形通氣管的內側壁上開設有多個氣孔，且多個氣孔的分布不均勻，相鄰兩個氣孔的孔道方向不相同，從而使相鄰兩個氣孔噴出的氣流方向不同，所述環形通氣管連通至一個高溫空氣供給裝置； 多個風扇，設置在所述環形通氣管中，且每個風扇的轉速均不相同； 多個進氣管，所述進氣管的一端沿所述燃燒室的切線方向伸入至所述燃燒室內部，所述進氣管的另一端連通至設置在爐體外部的助燃氣體供給裝置，且多個進氣管相對于所述燃燒室均勻設置，所述進氣管的管口為扁口狀，且所述進氣管的管口的長度方向與所述燃燒室的軸向平行，所述管口的寬度為0.3?0.5cm; 導氣管，其設置在所述爐體的外部，一端連通至所述集氣室，另一端連通所述二次裂解室; 金屬軟管，所述金屬軟管設置在所述導氣管內，且從所述導氣管的一端延伸至另一端，所述金屬軟管的外壁與所述導氣管的內壁之間保留有供氣體流動的空間;所述金屬軟管的外壁形成有多個凹坑，在所述凹坑內鑲嵌有陶瓷載體，在所述陶瓷載體上涂覆有焦油裂解催化劑。2.如權利要求1所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐，其特征在于，所述焦油裂解催化劑為石灰石和碳酸鎂。3.如權利要求1所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐，其特征在于，所述多個進氣管沿著所述燃燒室的軸向分布成多層，每層進氣管包括若干個進氣管，相鄰兩層進氣管間隔2?3cm.4.如權利要求1所述的具有金屬軟管的生物質氣化爐，其特征在于，所述氣孔的孔徑為.0.2?0.5cm。
【文檔編號】C10J3/00GK105969425SQ201610518412
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】溫洲
【申請人】溫洲