專利名稱：正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用農(nóng)作物秸稈、谷物加工后的皮殼、野草木屑等生物質(zhì)原料生產(chǎn)可燃?xì)怏w的設(shè)備，特別是原料在爐子底層燃燒，鼓風(fēng)壓力在0.1-0.5Mpa、摻入水蒸汽進(jìn)行氣化反應(yīng)、燃?xì)饨?jīng)過(guò)高壓靜電場(chǎng)凈化、燃?xì)饨?jīng)壓力容器儲(chǔ)罐儲(chǔ)存、自動(dòng)調(diào)壓后輸出的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的秸稈燃?xì)庵茪庠O(shè)備均是負(fù)壓反火式制氣工藝，凈化用添料式過(guò)濾器或文氏管噴淋式過(guò)濾器，儲(chǔ)氣用鐘罩式濕式氣柜。實(shí)踐證明，采用這種設(shè)備及工藝、提高燃?xì)鉄嶂涤幸欢y度，儲(chǔ)氣和輸氣設(shè)備尺寸大投資高、北方地區(qū)冬季氣柜結(jié)冰使用不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種既適用于南、北方地區(qū)冬季使用，具有燃?xì)鈨艋矢?、又具有較高熱值并且儲(chǔ)氣和輸氣設(shè)備尺寸小投資少的秸稈氣化設(shè)備——正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備。
本實(shí)用新型正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備內(nèi)容簡(jiǎn)述本實(shí)用新型正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于是由氣化系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)解系統(tǒng)、防爆檢測(cè)系統(tǒng)組成。
氣化系統(tǒng)是由有高細(xì)比要求的密閉式發(fā)生爐體、在爐體設(shè)置自動(dòng)除灰爐柵、在爐體的頂部設(shè)置的由控溫?zé)犭娕?、燒嘴、水封器、取氣樣管?gòu)成的燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、具有冷卻循環(huán)水的多管式冷卻器、電捕焦油器、由分氣缸、電磁閥、手動(dòng)閥、電接點(diǎn)壓力表構(gòu)成的自動(dòng)調(diào)壓裝置和壓力容器罐組成；冷卻循環(huán)系統(tǒng)是由具有冷卻循環(huán)水的多管式冷卻器的頂部設(shè)置進(jìn)氣口、其側(cè)向有出氣口、并由底部的進(jìn)出水管、水泵和水箱組成；燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)是由由在集氣管上小氣樣管、小燒咀、控溫?zé)犭娕?、空壓機(jī)的磁力啟動(dòng)器線圈組成，用熱電偶反饋的溫度信號(hào)控制空壓機(jī)開啟與停止，實(shí)現(xiàn)燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控；管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)解系統(tǒng)是由分氣缸、電接點(diǎn)壓力表、時(shí)間繼電器、中間繼電器和電磁閥組成，電接點(diǎn)壓力表的接點(diǎn)啟動(dòng)中間繼電器；中間繼電器啟動(dòng)電磁閥，由時(shí)間繼電器的延時(shí)斷開接點(diǎn)控制中間繼電器和電磁閥的工作時(shí)間實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)。
密閉式發(fā)生爐體直徑∮與高度h的比例∮/h＝1/3-1/2，∮＝0.35-1.5m，爐頂有螺旋密封蓋；爐體外側(cè)設(shè)有冷卻水套，冷卻水套寬度為40-100mm，冷卻水套頂端有蒸汽管連通鼓風(fēng)進(jìn)氣口，水位計(jì)設(shè)在距冷卻水套上端200-400mm處；燃?xì)鈨艋玫母邏红o電捕焦油器為單管式，其中絕緣子室為橫向布置，其上設(shè)有手孔和高壓回氣管，絕緣子與絕緣子室端蓋用環(huán)氧樹脂連接密封，防爆檢測(cè)裝置設(shè)在燃?xì)赓|(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的小水封上，用電子點(diǎn)火器和電接點(diǎn)壓力表作測(cè)定元件；設(shè)置了自動(dòng)除灰爐柵，自動(dòng)除灰爐柵的相鄰兩根爐柵的棘爪平行交錯(cuò)，每根爐柵與另一根爐柵用連桿相連，軸的內(nèi)端部裝有撥叉撥動(dòng)連桿橫向往復(fù)擺動(dòng)；設(shè)置了水封阻火器，水封阻火器的進(jìn)氣管插入水中部分端部呈犬牙型，管壁有若干∮10---15mm的小孔。
本實(shí)用新型正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，當(dāng)物料裝入爐內(nèi)后，爐子處于密閉狀態(tài)。壓縮空氣與水蒸汽吹入爐內(nèi)除作為氣化劑維持氣化反應(yīng)外，也提高了爐壓(0.1～0.5MPa)，具有了外輸動(dòng)力。同時(shí)在爐內(nèi)也滿足了溫度、壓力的基本條件，為產(chǎn)生更多、熱值更高的可燃?xì)怏w創(chuàng)造了良好的化學(xué)反應(yīng)氣氛。爐體直徑∮與高度h的比例在1/3-1/2，以保證有足夠的料層高度，使上部物料干餾，產(chǎn)生氫氣、甲烷。產(chǎn)氣過(guò)程中，通過(guò)爐柵的運(yùn)動(dòng)排除灰渣，使物料始終保持穩(wěn)定的層位。即由底向上依次為灰層、燃燒氣化層、干餾層、干燥層、預(yù)熱層。一定厚度的灰層保護(hù)爐柵免受高溫減少變形；燃燒氣化層進(jìn)行不完全的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生CO、CO2和維持反應(yīng)的熱量；干餾層受熱發(fā)生干餾反應(yīng)產(chǎn)生H2和CH4；干燥層吸熱脫去水分；預(yù)熱層吸熱升溫脫出部分水分。產(chǎn)出的氣體經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻脫水，由高壓電場(chǎng)除去焦油后進(jìn)入壓力容器儲(chǔ)罐，再經(jīng)自動(dòng)減壓調(diào)壓系統(tǒng)減至設(shè)定壓力后送入管網(wǎng)。該設(shè)備在供風(fēng)的同時(shí)混入適量的水蒸汽，機(jī)械除灰。在氣化過(guò)程中通過(guò)燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)燃?xì)赓|(zhì)量，在爐況惡化時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)停以防劣質(zhì)燃?xì)膺M(jìn)入儲(chǔ)罐。燃?xì)饨?jīng)過(guò)冷卻后用高壓靜電捕捉焦油，自動(dòng)減壓后送入管網(wǎng)。


圖1為正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖圖2為燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)電器接線圖圖3為管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)解系統(tǒng)電器接線圖圖4為防爆檢測(cè)系統(tǒng)電器接線圖具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備是這樣實(shí)現(xiàn)的。見(jiàn)圖1，裝料前，將爐體(2)外側(cè)的冷卻水套(3)上的進(jìn)水閥(1)打開加水至水位計(jì)(4)顯示高度后關(guān)閉。然后將爐體(2)頂部的手孔(5)打開將物料投入，點(diǎn)燃后將料加滿，關(guān)上手孔(5)。打開排氣管閥(7)，啟動(dòng)空壓機(jī)(19)3-5分鐘將廢氣排空后關(guān)閉排氣管閥(7)，同時(shí)打開系統(tǒng)管路上的其他閥門。鼓入的空氣由爐體底部的進(jìn)氣口(15)進(jìn)入爐內(nèi)。冷卻水套(3)里的水被加熱沸騰產(chǎn)生的水蒸汽通過(guò)蒸汽管(14)被引至鼓風(fēng)進(jìn)氣口(15)隨鼓風(fēng)一起進(jìn)入爐內(nèi)。爐內(nèi)底層物料燃燒產(chǎn)生CO和CO2及燃燒熱。
處于干餾層的物料在450-550℃溫度下被干餾，物料中的長(zhǎng)鏈分子被裂解為小分子，產(chǎn)生H2等。在爐內(nèi)壓力和溫度作用下，一部分H2與C發(fā)生碳?xì)浞磻?yīng)，生成一部分CH4等可燃?xì)怏w，一部分生成CmHn類等。這樣，只要鼓風(fēng)在進(jìn)行、爐柵在運(yùn)動(dòng)，爐內(nèi)就不斷地進(jìn)行如上的反應(yīng)。因此，在爐子上部的集氣管(6)輸出的燃?xì)庥腥缦鲁煞諧O H2CH4CmHn CO2N2 H2O(汽態(tài))所產(chǎn)生的具有壓力的燃?xì)饨?jīng)集氣管(6)進(jìn)入有冷卻循環(huán)水的多管式冷卻器(23)被冷卻，然后進(jìn)入高壓靜電捕焦油器電場(chǎng)(24)。在電場(chǎng)力的作用下，氣體中的焦油和灰塵荷電后被吸附到電捕焦油器電場(chǎng)(24)的筒壁上自流下落。為保證良好的絕緣狀態(tài)，經(jīng)常擦拭絕緣子(30)是必需的。在清洗絕緣子(30)時(shí)，打開手孔(29)清洗后將其關(guān)閉，再打開清洗回氣管閥(28)，潔凈燃?xì)饨?jīng)回氣管(32)沖洗絕緣子室(27)從而完成清洗過(guò)程。
經(jīng)電捕焦油器電場(chǎng)(24)凈化后的燃?xì)庠龠M(jìn)入水封阻火器(33)，然后被送到承壓容器罐(35)內(nèi)。承壓容器罐(35)內(nèi)燃?xì)饨?jīng)送氣閥(36)進(jìn)入自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)。參照?qǐng)D1、圖3，當(dāng)管網(wǎng)壓力不足時(shí)，自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)的電接點(diǎn)壓力表(40)的接點(diǎn)(45)閉合接通中間繼電器(43)。中間繼電器(43)的常開接點(diǎn)(47)閉合，啟動(dòng)時(shí)間繼電器(46)和電磁閥(38)。電磁閥(38)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充給管網(wǎng)燃?xì)庵猎O(shè)定壓力。，時(shí)間繼電器(46)的延時(shí)接點(diǎn)(44)斷開，則自動(dòng)調(diào)壓系統(tǒng)停止工作。
為檢測(cè)所產(chǎn)燃?xì)獾馁|(zhì)量，本發(fā)明利用溫控原理設(shè)計(jì)了燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)作為燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控裝置。主要是控制空壓機(jī)(19)的開啟與關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)整個(gè)氣化系統(tǒng)的質(zhì)量控制。過(guò)程是這樣的見(jiàn)圖1，在集氣管(6)上設(shè)一取氣樣管(13)引出少量燃?xì)鈿鈽?。氣樣在管端的小燒?10)處被點(diǎn)燃，類似個(gè)點(diǎn)燃的小蠟燭?？販匮b置的傳感熱電偶(8)設(shè)在小火焰上方。在爐內(nèi)氣化反應(yīng)正常的情況下燃?xì)赓|(zhì)量好，小火焰將傳感熱電偶(8)加熱至設(shè)定溫度以上，則控溫裝置(見(jiàn)圖2)的常開接點(diǎn)(42)閉合。常開接點(diǎn)(42)控制空壓機(jī)(19)的磁力啟動(dòng)器線圈(41)。接點(diǎn)(42)閉合時(shí)，空壓機(jī)(19)運(yùn)轉(zhuǎn)，整個(gè)系統(tǒng)正常工作。在爐內(nèi)氣化反應(yīng)不正常或燃料燒盡的情況下可燃?xì)怏w含量低，小火焰燃燒溫度下降或熄滅，熱電偶(8)反饋降溫度信號(hào)?？販匮b置的常開接點(diǎn)(42)斷開，空壓機(jī)(19)停止工作，整個(gè)系統(tǒng)被關(guān)閉，質(zhì)量差的氣體不能往外輸出。
燃?xì)饫鋮s后進(jìn)入高壓電捕焦油器電場(chǎng)(24)凈化。為防止高壓電場(chǎng)(24)或絕緣子(30)放電引起燃?xì)獗?，本發(fā)明利用燃?xì)獗〞r(shí)氣體急劇膨脹特性設(shè)計(jì)了防爆檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)在爐況與燃?xì)赓|(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)中的小水封器(12)的上腔。小水封器(12)頂部為開口式的小燒咀(10)，側(cè)壁分別設(shè)置一個(gè)電點(diǎn)火器(11)和電接點(diǎn)壓力表(9)。當(dāng)燃?xì)庵泻趿砍^(guò)某一數(shù)值時(shí)(此時(shí)這種具有爆炸可能性的燃?xì)馍形吹竭_(dá)電捕焦油器(24))，點(diǎn)火器(11)首先將這部分燃?xì)恻c(diǎn)爆。見(jiàn)圖4，爆炸時(shí)小水封器(12)內(nèi)壓力急劇升高，電接點(diǎn)壓力表(9)的接點(diǎn)(50)斷開，高壓?jiǎn)?dòng)器(49)失電，則高壓電關(guān)閉。由于爐內(nèi)壓力高和小水封器(12)的阻斷作用，爆炸氣體由小燒嘴(10)噴出泄壓，不會(huì)反向傳回爐內(nèi)，系統(tǒng)仍是安全的。
除灰是自動(dòng)進(jìn)行的。在爐體(2)下部設(shè)有自動(dòng)除灰爐柵(21)。參照?qǐng)D1，單根爐柵兩側(cè)有棘爪使?fàn)t柵(21)呈“豐”字形。多根爐柵平行放置各自的支撐槽內(nèi)，相鄰爐柵的棘爪相交錯(cuò)。每根爐柵下面都有一個(gè)連桿(20)與另一根爐柵連桿相連。軸(18)的內(nèi)端部裝有撥叉(17)與爐柵連桿接手(16)相連。軸(18)在順時(shí)針與逆時(shí)針往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，撥叉(17)通過(guò)連桿接手(16)帶動(dòng)連桿(20)橫向往復(fù)擺動(dòng)，爐柵(21)也就在槽內(nèi)同時(shí)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度。這些爐柵在未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)呈‘----’字形，轉(zhuǎn)動(dòng)后棘爪立起呈‘川’字形，灰渣被棘爪攪動(dòng)并從爐柵縫隙中落下，從而完成除灰過(guò)程。壓力容器罐(35)為二類壓力容器。
權(quán)利要求1.一種正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于是由氣化系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)解系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的氣化系統(tǒng)是由有高細(xì)比要求的密閉式發(fā)生爐體(2)、在爐體設(shè)置自動(dòng)除灰爐柵(21)、在爐體的頂部設(shè)置的由控溫?zé)犭娕?8)、燒嘴(10)、水封器(12)、取氣樣管(13)構(gòu)成的燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、具有冷卻循環(huán)水的多管式冷卻器(23)、電捕焦油器(24)、由分氣缸(37)、電磁閥(38)、手動(dòng)閥(39)、電接點(diǎn)壓力表(40)構(gòu)成的自動(dòng)調(diào)壓裝置和壓力容器罐(35)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)是由具有冷卻循環(huán)水的多管式冷卻器(23)的頂部設(shè)置進(jìn)氣口(26)、其側(cè)向有出氣口(25)、并由底部的進(jìn)出水管(22)、水泵(21)和水箱(20)組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)管網(wǎng)壓力調(diào)解系統(tǒng)是由在集氣管(6)上小氣樣管(13)、小燒咀(10)、控溫?zé)犭娕?8)、空壓機(jī)(19)的磁力啟動(dòng)器線圈(41)組成，用熱電偶(8)反饋的溫度信號(hào)控制空壓機(jī)(19)開啟與停止，實(shí)現(xiàn)燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)解系統(tǒng)是由分氣缸(37)、電接點(diǎn)壓力表(40)、時(shí)間繼電器(46)、中間繼電器(43)和電磁閥(38)組成，電接點(diǎn)壓力表(40)的接點(diǎn)(45)啟動(dòng)中間繼電器(43)；中間繼電器(43)啟動(dòng)電磁閥(38)，由時(shí)間繼電器(46)的延時(shí)斷開接點(diǎn)(44)控制中間繼電器(43)和電磁閥(38)的工作時(shí)間實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的發(fā)生爐體(2)為密閉式，其直徑∮與高度h的比例∮/h＝1/3-1/2，∮＝0.35-1.5m，爐頂有螺旋密封蓋(5)；爐體(2)外側(cè)設(shè)有冷卻水套(3)，冷卻水套(3)寬度為40-100mm，冷卻水套(3)頂端有蒸汽管(14)連通鼓風(fēng)進(jìn)氣口(15)，水位計(jì)(4)設(shè)在距冷卻水套(3)上端200-400mm處。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的燃?xì)鈨艋玫母邏红o電捕焦油器(24)為單管式，其中絕緣子室(27)為橫向布置，其上設(shè)有手孔(29)和高壓回氣管(32)，絕緣子(27)與絕緣子室(27)端蓋(31)用環(huán)氧樹脂連接密封，防爆檢測(cè)裝置設(shè)在燃?xì)赓|(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的小水封(12)上，用電子點(diǎn)火器(11)和電接點(diǎn)壓力表(9)作測(cè)定元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于設(shè)置了自動(dòng)除灰爐柵(21)，自動(dòng)除灰爐柵(21)的相鄰兩根爐柵的棘爪平行交錯(cuò)，每根爐柵與另一根爐柵用連桿(20)相連，軸(18)的內(nèi)端部裝有撥叉(17)撥動(dòng)連桿(20)橫向往復(fù)擺動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備，其特征在于設(shè)置了水封阻火器(33)，水封阻火器(33)的進(jìn)氣管(34)插入水中部分端部呈犬牙型，管壁有若干∮10-15mm的小孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種利用農(nóng)作物秸稈、谷物加工后的皮殼、野草木屑等生物質(zhì)原料生產(chǎn)可燃?xì)怏w的設(shè)備，特別是原料在爐子底層燃燒，鼓風(fēng)壓力在0.1－0.5MPa、摻入水蒸汽進(jìn)行氣化反應(yīng)、燃?xì)饨?jīng)過(guò)高壓靜電場(chǎng)凈化、燃?xì)饨?jīng)壓力容器儲(chǔ)罐儲(chǔ)存、自動(dòng)調(diào)壓后輸出的正壓式連續(xù)干餾摻水燃燒秸稈氣化設(shè)備。其特征在于是由氣化系統(tǒng)、冷卻循環(huán)系統(tǒng)、燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、管網(wǎng)壓力自動(dòng)調(diào)解系統(tǒng)組成。該設(shè)備在供風(fēng)的同時(shí)混入適量的水蒸汽，機(jī)械除灰。在氣化過(guò)程中通過(guò)燃?xì)赓|(zhì)量自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)燃?xì)赓|(zhì)量，在爐況惡化時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)停以防劣質(zhì)燃?xì)膺M(jìn)入儲(chǔ)罐。燃?xì)饨?jīng)過(guò)冷卻后用高壓靜電捕捉焦油，自動(dòng)減壓后送入管網(wǎng)。
文檔編號(hào)C10B53/02GK2534183SQ0221087
公開日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2002年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月27日
發(fā)明者夏長(zhǎng)嶺 申請(qǐng)人:夏長(zhǎng)嶺