一种生物质转化能源的设备及其工艺制造技术

本发明专利技术涉及生物能源领域，具体地说是一种生物质转化能源的设备及其工艺,包括燃气发生器，燃气发生器包括位于上端的进料漏斗、位于中间的反应炉、位于下端的除灰装置和PLC控制器，反应炉由上至下分为干燥区、热解区、氧化区和还原区，氧化区炉壁沿周向开设有多个与壁面相切的进气口，形成旋转配风结构；进气口通过进气管连接有给氧罐,给氧罐罐口设置有流量阀，流量阀和风机与PLC控制器电连接；旋转配风结构使氧气与物料更为充分地接触，从而使氧化反应更彻底，最终提升燃气的质量，同时解决了焦油堵塞的问题；PLC控制使给氧量更科学更精确，促使氧化还原反应更完全的同时提升了操作的便捷性。的便捷性。的便捷性。

【技术实现步骤摘要】
一种生物质转化能源的设备及其工艺


[0001]本专利技术涉及生物能源领域，具体地说是一种生物质转化能源的设备及其工艺。

技术介绍

[0002]生物质能是利用生物质生产的能源，目前作为能源的生物质主要包括秸秆、玉米芯、稻壳、花生壳、木块、棕榈壳、椰壳等。生物质可以转化为高效的固体、液体和气体燃料，可以替代煤炭、石油、天然气等不可再生能源，是新型的可再生能源，具有燃点低、发热高、燃烧过程清洁卫生的优点，是高效环保的新型燃料。
[0003]生物质在气化炉内的绝氧、高温、微负压条件下气化制得生物质燃气，燃气经冷却、脱水、脱焦油后送到双膜气柜暂存，可供用气端使用。
[0004]一种常见的气化炉——下吸式固定床气化炉从上至下主要分为4个反应区：干燥区、热解区、氧化区和还原区，其中物料在氧化区时，需要通入氧气使物料发生氧化反应；对氧气通入量的准确把控是气化炉技术关键点所在，氧气通入量过低，会导致氧化反应不完全；氧气通入量过高，则会导致氧化区的物料无法将氧气完全消耗，多余的氧气会随之渗透到还原区，则还原反应不充分，形成“烧穿”现象；无论氧气通入量过高或过低，最终结果都是产出的燃气热值低，甚至不可燃。
[0005]除此以外，在气化炉内会产生一定量的焦油，焦油会堵塞管道，给设备的使用与维护都带来一定不便。
[0006]传统的气化炉其供养方式采取的是喉口给氧，国家专利技术专利CN104194838A(公开日：2014
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10)公开了一种气化炉，主要有如下特点：一、氧气等气化剂与燃料分别独立的从不同喷嘴进料。通过调整喷嘴的位置及角度，可以有效控制燃料燃烧的核心区域。二、氧气的喷射方向与燃料喷射方向在一定角度范围内相对碰撞，通过氧气的喷射来阻碍燃料的惯性运动，增加燃料在气化炉内的停留时间，提高燃料的碳转化率。该气化炉使燃料的碳转化率达到98％以上，有效气体积能够达到91％以上；但是与喉口给氧相似的是，这种给氧方式其给氧口极容易被焦油堵塞，一旦给氧口发生堵塞，气化炉内反应便无法顺利进行，因而需要经常性地擦拭维护，排倒焦油，便捷性较差。
[0007]大量产生的焦油除了收集倒出，其实还可以通过高温使其裂解，先分解掉一部分，剩余的量会少很多，这样可以大幅延长维护周期；国家专利技术专利CN101709889B(公开日：2011
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03)公开了一种下吸式负压秸秆气化炉，提高了秸杆气化炉的产气率和气体的燃烧效率，充分裂解和利用了焦油，排除了异味，排放更少烟尘，但是对于焦油以外的废料，其未能提供良好的解决方式，气化炉反应过后还会产生相当数量的木炭，灰渣，污水，均需要得到合理的处理，而处理上述废料也是一件十分麻烦的事情。
[0008]由于气化炉的使用过程中需要准确把控给氧量才能提高燃烧效率，这在操作上较为考验操作者能力，因此有很多气化炉在使用时无法达到设计之初的计划效果；为解决燃烧效率低的问题，国家专利技术专利CN106967460A(公开日：2017
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21)公开了一种秸秆气化炉，它解决了现有的秸秆气化炉燃烧效率不佳的问题，该秸秆气化炉包括炉体和炉盖，炉体
内设有炉箅子，炉体侧壁设有排气口和排灰口，炉箅子外套有进气管；该秸秆气化炉通过特殊结构能有效提高燃烧效率，但是其操作过程无法完全摆脱对人力的依赖，在长时间作业时还是充满诸多不便。
[0009]鉴于上述存在的问题，本专利技术提供一种生物质转化能源的设备及其工艺，以解决给氧问题和焦油问题，提升气化炉的自动化程度。

技术实现思路

[0010]本专利技术所要解决的技术问题：提供一种生物质转化能源的设备及其工艺，可以提高给氧的精确程度，使氧化还原反应更为充分，提升所产出燃气的热值；可以大大降低所产出焦油的含量；可以合理处理所产生的废料；可以大大提升设备使用时的便捷性。
[0011]本专利技术提供以下技术方案：一种生物质转化能源的设备,包括燃气发生器和支架；所述燃气发生器同轴安装在支架上；所述燃气发生器包括位于上端的进料漏斗、位于中间的反应炉、位于下端的除灰装置和PLC控制器；所述反应炉由上至下分为干燥区、热解区、氧化区和还原区，还原去与氧化区之间可拆卸固定连接；所述反应炉包括耐火泥制内胆、套筒和承托仓，内胆和套筒之间留有间隙；所述套筒套设在内胆外侧并同轴安装在承托仓上方；所述氧化区内壁呈倒斜面；所述反应炉的套筒侧壁设置有燃气输出管；所述氧化区炉壁沿周向开设有多个与壁面相切的进气口，所述进气口内密封设置有进气管，所述进气管另一端连接有给氧罐,所述给氧罐罐口设置有流量阀；所述进料漏斗配设有漏斗盖；所述除灰装置端部设置有风机；所述流量阀和风机与PLC控制器电连接。
[0012]所述进气管上连接有止通阀；所述止通阀与PLC控制器电连接。
[0013]所述反应炉底面为漏斗状双层结构，双层结构夹层中设置有基于蓝宝石的高温压力传感器；传感器还可选用SOS，SOI，SiO2，Poly2Si等半导体传感器；高温压力传感器最高可承受1000℃的高温，配合反应炉底面的隔板，可应对炉内的压力检测工作；所述压力传感器为环状结构；所述压力传感器与PLC控制器电连接。
[0014]所述反应炉内壁设置有耐高温的气压传感器；所述气压传感器呈环状均布于反应炉内壁；所述气压传感器与PLC控制器电连接。
[0015]所述氧化区与还原区从炉壁上从外侧探设有提取气体标本的探针；所述探针内端部为耐高温金属材料；所述探针外端链接有气体分析仪；所述气体分析仪采用热磁式氧分析仪，热磁式氧分析仪结构简单、便于制造和调整；所述气体分析仪与PLC控制器电连接。
[0016]所述氧化区底端设置有焦油收集槽；所述焦油收集槽通过一导油口伸出炉壁；所述导油口外端密封设置有可拆卸的集油瓶；所述集油瓶容量为1
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2L。
[0017]所述除灰装置内部设置有螺旋杆、联轴器和电机；所述电机通过联轴器驱动螺旋杆做旋转运动；所述螺旋杆与装置内壁之间留有缝隙；所述电机与PLC联轴器电连接。
[0018]所述螺旋杆导向端设置有可拆卸的木炭收集仓；所述木炭收集仓侧边与风机相连接；所述风机风向向外布置；所述风机外套设有除尘布袋；所述布袋为可拆卸结构。
[0019]所述除灰装置倾斜5
‑
15
°
设置；所述电机位于螺旋杆上端；所述螺旋杆底端设置有污水仓。
[0020]所述生物质转化能源的工艺包括以下步骤：
[0021]S1:将大尺寸物料首先进行破碎至直径60
‑
80mm规格的料，细料直接进行造料，与
破碎料合并经提升机、输送机送至生物质转化能源的设备烧制生物质燃气；
[0022]S2:对燃气进行冷却、脱水、脱焦油后送到双膜气柜暂存，最终供用气端使用；
[0023]S3:将副产炭材料收集；对含尘废气进行布袋除尘后排放；将生物质燃气净化过程产生的少量污水和焦油分别转至厂区污水站和危险废物焚烧炉处理。
[0024]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质转化能源的设备,包括燃气发生器(1)和支架(2)；所述燃气发生器(1)同轴安装在支架(2)上；所述燃气发生器(1)包括位于上端的进料漏斗(11)、位于中间的反应炉(12)、位于下端的除灰装置(13)和PLC控制器；所述反应炉(12)由上至下分为干燥区(121)、热解区(122)、氧化区(123)和还原区(124)；所述反应炉(12)包括耐火泥制内胆(125)、套筒和承托仓(127)；所述套筒套设在内胆(125)外侧并同轴安装在承托仓(127)上方；所述反应炉(12)侧壁设置有燃气输出管；所述氧化区(123)炉壁沿周向开设有多个与壁面相切的进气口，所述进气口内密封设置有进气管(14)，所述进气管(14)另一端连接有给氧罐(15),所述给氧罐(15)罐口设置有流量阀(151)；所述进料漏斗(11)配设有漏斗盖(111)；所述除灰装置(13)端部设置有风机(131)；所述流量阀(151)和风机(131)与PLC控制器电连接。2.根据权利要求1所述的一种生物质转化能源的设备，其特征在于：所述进气管(14)上连接有止通阀(141)；所述止通阀(141)与PLC控制器电连接。3.根据权利要求1所述的一种生物质转化能源的设备，其特征在于：所述反应炉(12)底面为漏斗状双层结构，双层结构夹层中设置有基于蓝宝石的高温压力传感器(1271)；所述压力传感器(1271)与PLC控制器电连接。4.根据权利要求1所述的一种生物质转化能源的设备，其特征在于：所述反应炉(12)内壁设置有耐高温的气压传感器(1251)；所述气压传感器(1251)与PLC控制器电连接。5.根据权利要求1所述的一种生物质转化能源的设备，其特征在于：所述氧化区(123)与还原区(124)从炉壁上从外侧探设有提取气体标本的探针(16)；所述探针(16)外端链接有气体分析仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新敏，韩春辉，
申请(专利权)人：山东嘉柏广源环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：