草木类生物质制氢耙式炉制造技术

本实用新型专利技术公开了草木类生物质制氢耙式炉，包括主炉，主炉内设有若干层炉膛单元，上层炉膛单元所产生的粗气用风机逐层引向下炉膛单元与气化剂混合进入炉膛单元加热升温，对其中的物料、焦油进行多次裂解、气化，所产生的粗气自最底部炉膛单元内引出经过重整、调质单元，再经过热蒸汽炉，对蒸汽进一步加热，经过木块炭化炉的外加热通道对木块进行干馏后，这时自通道出来的混合粗气可直接用于高温碳酸盐类燃料电池发电，或者再经过蒸汽发生器，淋水降温后，变压吸附制氢；本实用新型专利技术中间立轴外挂环型密封装置使炉膛单元相对密封；炉托是多功能的，实现托料、通风、外加热的热能交换为一体。体。体。

【技术实现步骤摘要】
草木类生物质制氢耙式炉


[0001]本技术属于循环经济能源
，具体涉及草木类生物质发电或制氢外热热解、内燃气化耙式炉。

技术介绍

[0002]木材加工的边角余料和稻壳用流化床工艺技术气化，正在向生产生物天然气和合成液体燃料的高端方向发展。但大宗草类由于含杂质较多，止步于流化床气化炉前的技术，草木生物质气化技术基础研究已经成熟，但成套的大型固定床型的完整的设备尚未走出实验室。有资料表明，固定床气化炉气化出来的粗气中的焦油含很高，一直困扰阻碍本行业的发展，无法走出困境。如果固定床气炉气化出来的富氢气体能消灭了焦油，一可以直接用于高温碳酸盐等类型的燃料电池，组成高效发电系统（它将成为未来绿色大型发电厂首选的模式），二可以用变压吸附的工艺提取氢气，为氢能源汽车加氢站的布局打下基础。上述技术的改变，将会为中国的能源独立作出巨大贡献。

技术实现思路

[0003]本技术目的在于提出草木类生物质发电或制氢外热热解、内燃气化耙式炉，外热热源为本系统余热利用，内燃通气化介质，气化介质为氧气加过热蒸汽，能够形成一个循环系统，将草木类生物质的热解、气化用来制氢或发电，实现草木类能源形态上有一个大的转化，热效率上有一个大的提高。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0005]草木类生物质发电或制氢外热热解、内燃气化耙式炉，包括主炉，主炉内设有若干层炉膛单元，主炉中间设有立轴，所述立轴通过下方的旋转机构驱动，立轴的外围设有保温圈，保温圈对应每层炉膛单元分别设有环形砂槽插板，每层炉膛单元托板中间设有环形砂槽，所述环形砂槽插板能够插入环形砂槽内阻断炉膛单元粗气与空气对流实现反应空间相对密封；每个炉膛单元所产生的粗气通过引风机逐层引入下一层炉膛单元，炉膛单元内托板的最上分层设有若干倾斜微孔，最上分层下方设有气化介质通道，托板的下分层采用费马螺线型沟槽，实现一进一出完成热交换，对物料进行干馏热解。
[0006]优选地，主炉的可燃粗气在最下层炉膛单元引出，引出的可燃粗气经过重整炉、调质炉、过热蒸汽加温炉、木块炭化炉，经木块炭化炉的干馏通道出来的粗气可直接用于高温碳酸盐类燃料电池，组成高效发电系统。
[0007]优选地，木块炭化炉外热通道出来的粗气再经过蒸汽发生器、冷却器，降温后用变压吸附提取氢气；制取氢气后的可燃气或者叫剩余废气通过管道输送回主炉废气燃烧室。
[0008]优选地，在旋转机构驱动下，立轴对应每层炉膛单元安装刮臂结构和环形砂槽插板一起旋转，刮臂结构上还设有通风降温通道（自然抽风管）。
[0009]优选地，所述的重整炉、调质炉和除尘器设置为至少两组以上，以利于吹氧升温与重整、调质交递使用，保证生产的连续性；重整炉、调质炉内装有木炭和催化剂，调质炉内设
有催化剂。
[0010]优选地，主炉上部设有螺旋加料机构，主炉下方还设有螺旋出灰机构以及废气燃烧室。
[0011]优选地，炉膛单元内托板的最上分层与下分层之间是气化介质的通道，也是上炉膛单元所产生的粗气再次升温回烧的通道。
[0012]优选地，主炉的炉膛单元为多层，多层的好处在于对物料、粗气反复加热，延长了热解、气化的时间，这对生产过程是极为有利的。
[0013]优选地，主炉的炉膛单元的托板和围墙通过一次性耐火浇注料施工工艺形成。
[0014]上述技术方案可以得到以下有益效果：
[0015]本技术主炉的集成，实现了对草木生物质外热热解（也称为干馏）、内燃（缺氧燃烧）气化，形成一个系统；对木块炭化炉来说，利用主炉出来的粗气所携带的热量实现了对木块干馏炭化，同时木块在干馏过程中产生的热解气又通过并入废气管道送回到主炉下部燃烧室燃烧，成为了主炉外热干馏的热能之一。
[0016]炉膛单元的炉托有多种功能，除了输送气化介质之外还是对炉膛单元物料干馏的外热传递板。
[0017]与立轴联动的耙臂、耙齿（刮臂刮板）对炉膛单元内物料的翻搅，打碎了炽热物料可能的粘连，为含杂质较多的草类被热解、气化实现大规模生产创造了条件。
[0018]与立轴成为一体的隔热环型钢板、保温棉、环型插板，隔断了炉膛单元内与外界空气的对流，一：保证了炉膛单元内粗气的热能不被稀释，二：使立轴可以长期处在较低温度下工作。
[0019]热空气总上升的，用风机强制地把炉膛单元所产生的粗气引向下个炉膛单元是符合热气流规律的；同时在被逐层引向下炉膛单元的粗气中的焦油会被多次裂解，因为主炉炉膛单元内的温度是自上而下逐层递增的。最上层炉膛单元初始温度为300℃，而到下几层炉膛单元的温度可达到900
‑
1000℃。
[0020]重整炉与调质炉的作用是提高氢气含量、进一步裂解可能残存的焦油，为保证粗气质量上一道保险。
[0021]每层炉膛单元的炉托是由多个功能小分层叠加而成的，上部能通气化介质的平板留有众多倾斜微孔，微孔倾斜的方向与耙齿方向一致，所以在运行中不会被堵塞，并托着板上的物料，保证了主炉的正常运行。
[0022]主炉炉顶设旋转螺旋加料机构，除具备加料功能外，还起到密封作用。同理主炉下部出灰机构除了出灰也起到密封作用。
[0023]本技术耙式炉属于循环经济中的能源领域，做得好能使每年产生的草木类生物质被大量转化利用，使国家的能源独立走上快车道；使氢燃料电池汽车加氢站的布局得到有力支撑；使减少碳排放又多了一条路径。
附图说明
[0024]图1是系统示意图。
[0025]图2是主炉局部放大图。
[0026]图3是木块炭化炉局部放大图。
[0027]图4是费马螺旋线型沟槽示意图。
[0028]图中：
[0029]图中：1、主炉；2、炉膛单元；3、引风机；4、重整炉；5、调质炉；6、过热蒸汽加温炉；7、木块炭化炉，8、蒸汽发生器，9、冷却器，10、变压吸附，11、废气燃烧室，12、除尘器，13、机座，14、立轴，15、旋转机构，16、刮臂结构，17、加料机构，18、出口，19、排气孔，20、通风降温通道，21、下料孔，22、微孔，23、环形砂槽插板，24、环形砂槽；25、保温圈。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本技术做进一步的说明：
[0031]如图1
‑
4所示，草木类生物质发电或制氢外热热解、内燃气化耙式炉，包括主炉1，主炉1内设有若干层炉膛单元2，主炉中间设有立轴14，所述立轴14通过下方的旋转机构15驱动，立轴14的外围设有保温圈25，保温圈25对应每层炉膛单元分别设有环形砂槽插板23，每层炉膛单元托板中间设有环形砂槽24，环形砂槽24内放有石英细砂，所述环形砂槽插板23能够插入环形砂槽24内阻断炉膛单元粗气与空气对流实现反应空间相对密封；每个炉膛单元所产生的粗气通过引风机3逐层引入下一层炉膛单元，炉膛单元内托板的最上分层设有若干倾斜微孔22，最上分层下方设有气化介质通道（回烧通道），托板的下分层采用费马螺线沟槽，实现一进一出完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.草木类生物质制氢耙式炉，其特征在于：包括主炉（1），主炉（1）内设有若干层炉膛单元（2），主炉中间设有立轴（14），所述立轴（14）通过下方的旋转机构（15）驱动，立轴（14）的外围设有保温圈（25），保温圈（25）对应每层炉膛单元分别设有环形砂槽插板（23），每层炉膛单元的托板中间设有环形砂槽（24），所述环形砂槽插板（23）能够插入环形砂槽（24）内阻断炉膛单元粗气与空气对流；每个炉膛单元所产生的粗气通过引风机（3）逐层引入下一层炉膛单元，炉膛单元内托板的最上分层设有若干倾斜微孔（22），最上分层下方设有气化介质通道，托板的下分层采用费马螺线沟槽，实现一进一出完成热交换，对物料进行干馏。2.根据权利要求1所述的草木类生物质制氢耙式炉，其特征在于：主炉（1）的可燃粗气在最下层炉膛单元引出，引出的可燃粗气经过重整炉（4）、调质炉（5）、过热蒸汽加温炉（6）、木块炭化炉（7），经木块炭化炉（7）的干馏通道出来的粗气直接用于高温碳酸盐类燃料电池，组成高效发电系统。3.根据权利要求2所述的草木类生物质制氢耙式炉，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁开敏，
申请(专利权)人：宁开敏，
类型：新型
国别省市：