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一种模块化组合式固定床气化炉的制作方法

2022-05-11 23:29:50 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型属于生物质气化技术领域,具体涉及一种模块化组合式固定床气化炉。


背景技术:

2.生物质气化炉炉型包括固定床、流化床、气流床,其中固定床结构简单,投资造价较低,应用广泛,同时固定床,最高可适用于约40%含水率的生物质,生物质燃气灰分较低,气化炉热效率较高,使得卧式上吸式固定床成为一种非常重要的生物质气化炉型。
3.现有的固定床气化炉在使用中,存在以下缺点:固定床气化炉运行不连续,不稳定,产气组成波动较大,产气量波动较大;当对生物质气化炉的产气出力要求较大时,采用横截面积较大的固定床,生物质料在炉内分布的均匀性较差;固定床气化炉负荷跟随、调节能力难以满足生产实际要求;事故状况下,当前气化炉的安全装置及措施不足的问题,为此我们提出一种模块化组合式固定床气化炉。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于提供一种模块化组合式固定床气化炉,以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种模块化组合式固定床气化炉,包括模块化气化炉本体和生物质料仓,所述生物质料仓位于模块化气化炉本体的顶部,且模块化气化炉本体和生物质料仓之间设置有气动布料合页,所述生物质料仓的顶部设置有料仓气动插板阀,所述模块化气化炉本体的内部底端设置有筛孔板,所述筛孔板的底部设置有布风室,所述布风室的侧部设置有进风口,所述布风室的底端设置有第一灰渣刮板机,所述模块化气化炉本体的底部一侧设置有螺旋输送机,且螺旋输送机的一端设置有第二灰渣刮板机,所述模块化气化炉本体的内部分别设置有料位计和温度计,所述模块化气化炉本体的顶部一侧连接有燃气输出管道。
6.优选的,所述筛孔板上装设有水冷炉排,且水冷炉排呈倾斜角度设置在模块化气化炉本体的内部。
7.优选的,所述进风口上连接有进气三通阀门,所述料位计为三个,且三个料位计位于模块化气化炉本体上呈直线竖直阵列。
8.优选的,所述螺旋输送机由驱动电机和螺旋输送杆组成,所述所述驱动电机的输出端连接有传动杆,所述传动杆的外壁套接有外筒,所述外筒的内部设置有第一传动块,所述第一传动块的一端设置有弹簧,所述弹簧位于外筒的内部,所述第一传动块的另一端设置有第二传动块,所述第二传动块固定在螺旋输送杆端部。
9.优选的,所述传动杆的外壁两侧均开设有条形凹槽,所述条形凹槽的内部设置有同步块,所述同步块固定在第一传动块的内部。
10.优选的,所述第一传动块和第二传动块的纵截面均为直角梯形结构,所述第二传
动块的端面开设有圆形凹槽,所述传动杆的一端延伸至圆形凹槽内部。
11.优选的,所述第一传动块的中心轴线与传动杆的中心轴线相互重合,所述第一传动块和传动杆之间通过间隙配合。
12.与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
13.(1)本实用新型通过采用模块化、组合式的固定床气化炉,因单个模块气化炉较小,更容易实现生物料的均布,更容易实现精细化控制,从而在满足大规模的生物质气化的需求的基础上,减小工程“放大效应”的不良影响;多个单元模块,错时进料、排渣,互相配合,消除产气成分及产气量的波动,保证整个气化装置产气的平稳性和连续性;通过氮气置换空气,实现单个模块单元气化炉的热备用,每个模块单元可以便捷的切出和接入整个系统,整套装置负荷调节更快速、精准;多个单元模块,互为备用,提高整个系统的可靠性;气化风设置氮气接入系统,在需要的时候,可以快速将气化反应停止,最大程度保护整套装置的安全。
14.(2)通过设计的第一传动块、第二传动块、弹簧和传动杆,将第一传动块活动套装在传动杆上,两个传动块的斜面相互接触,实现动力传动,待其螺旋输送杆受到卡塞,导致转动负载加大时,此时转动扭力作用在两个传动块上,且传动块的挤压作用力大于弹簧的弹力,从而使第一传动块和第二传动块相互分离,停止驱动电机进行动力传输,保证驱动电机进行空转,有效的避免电机负载过大而损坏,通过设计的同步块,同步块卡在条形凹槽内,保证第一传动块在传动杆上进行滑移时保持同步转动。
附图说明
15.图1为本实用新型的主视图;
16.图2为本实用新型的左视图;
17.图3为本实用新型的右视图;
18.图4为本实用新型两个单元模块组成固定床气化炉的结构示意图;
19.图5为本实用新型图3中的c处放大图;
20.图6为本实用新型c处局部结构剖视图。
21.图中:1、生物质料仓;2、料仓气动插板阀;3、气动布料合页;4、模块化气化炉本体;5、水冷炉排;6、筛孔板;7、布风室;8、进气三通阀门;9、第一灰渣刮板机;10、螺旋输送机;11、第二灰渣刮板机;12、温度计;13、料位计;14、燃气输出管道;15、传动杆;16、外筒;17、第一传动块;18、第二传动块;19、弹簧;20、同步块;21、条形凹槽。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
23.实施例1
24.请参阅图1至图4,本实用新型提供一种技术方案:一种模块化组合式固定床气化炉,包括模块化气化炉本体4和生物质料仓1,生物质料仓1位于模块化气化炉本体4的顶部,
且模块化气化炉本体4和生物质料仓1之间设置有气动布料合页3,生物质料仓1的顶部设置有料仓气动插板阀2,通过设计的料仓气动插板阀2和气动布料合页3,料仓气动插板阀2与气动布料合页3错开开关,防止过多空气泄漏进入模块化气化炉本体4,模块化气化炉本体4的内部底端设置有筛孔板6,筛孔板6的底部设置有布风室7,通过设计的筛孔板6和布风室7,筛孔板6位于布风室7的上方,气化风通过筛板孔6鼓入模块化气化炉本体4内,因筛孔板6带有一定的倾斜角度,因此进入模块化气化炉本体4的气化风,一方面会沿着气化炉的轴向进入模块化气化炉本体4,另外也会有一部分气化风沿着气化炉的径向方向进入灰渣螺旋输送机10的上方,使得整个料层都能和气化风充分接触,布风室7的侧部设置有进风口,布风室7的底端设置有第一灰渣刮板机9,模块化气化炉本体4的底部一侧设置有螺旋输送机10,且螺旋输送机10的一端设置有第二灰渣刮板机11,模块化气化炉本体4的内部分别设置有料位计13和温度计12,通过设计的温度计12,温度计12总共设置四排,用于对炉内生物质床层温度进行系统的监测和指示,用于调节气化炉的进料、排渣、进风等运行调节,模块化气化炉本体4的顶部一侧连接有燃气输出管道14,筛孔板6上装设有水冷炉排5,通过设计的水冷炉排5、螺旋输送机10和第二灰渣刮板机11,水冷炉排5布置在多孔的筛孔板6上,生物质反应后产生的灰渣,经过水冷炉排5的冷却,沿着倾斜的坡度,下落到设置在气化炉底部一侧的螺旋输送10上,螺旋输送机10将灰渣排出模块化气化炉本体4,落入第二灰渣刮板机11,第二灰渣刮板机11将灰渣输送到后端冷却及收集系统,实现灰渣的冷却、排出、收集及综合利用,且水冷炉排5呈倾斜角度设置在模块化气化炉本体4的内部,进风口上连接有进气三通阀门8,通过设计的进风口上连接有进气三通阀门8,三通自动球阀8可以实现气化风和氮气的切换,正常运行工况时,空气通过阀门进入模块化气化炉本体4,在需要紧急停止气化反应时,通过布风室进气三通阀门8的快速切换,向模块化气化炉本体4中鼓入足量的氮气,避免浪费生物质燃料、气化炉本体降温慢和气化反应不能快速切断的弊端,料位计13为三个,通过设计的料位计13,三个料位计13位于模块化气化炉本体4内分为低料位计、中料位计和高料位计,对其料位进行检测,保证正常运行过程中,料位保持在低料位与高料位之间,气化炉为低料位或者燃气温度低于设定温度时,必须立即进料,达到高料位或燃气温度达到设定温度时,必须停止进料,且三个料位计13位于模块化气化炉本体4上呈直线竖直阵列。
25.实施例2
26.请参阅图1至图6,本实用新型提供一种技术方案:一种模块化组合式固定床气化炉,包括模块化气化炉本体4和生物质料仓1,生物质料仓1位于模块化气化炉本体4的顶部,且模块化气化炉本体4和生物质料仓1之间设置有气动布料合页3,生物质料仓1的顶部设置有料仓气动插板阀2,通过设计的料仓气动插板阀2和气动布料合页3,料仓气动插板阀2与气动布料合页3错开开关,防止过多空气泄漏进入模块化气化炉本体4,模块化气化炉本体4的内部底端设置有筛孔板6,筛孔板6的底部设置有布风室7,通过设计的筛孔板6和布风室7,筛孔板6位于布风室7的上方,气化风通过筛板孔6鼓入模块化气化炉本体4内,因筛孔板6带有一定的倾斜角度,因此进入模块化气化炉本体4的气化风,一方面会沿着气化炉的轴向进入模块化气化炉本体4,另外也会有一部分气化风沿着气化炉的径向方向进入灰渣螺旋输送机10的上方,使得整个料层都能和气化风充分接触,布风室7的侧部设置有进风口,布风室7的底端设置有第一灰渣刮板机9,模块化气化炉本体4的底部一侧设置有螺旋输送机
10,且螺旋输送机10的一端设置有第二灰渣刮板机11,模块化气化炉本体4的内部分别设置有料位计13和温度计12,通过设计的温度计12,温度计12总共设置四排,用于对炉内生物质床层温度进行系统的监测和指示,用于调节气化炉的进料、排渣、进风等运行调节,模块化气化炉本体4的顶部一侧连接有燃气输出管道14,筛孔板6上装设有水冷炉排5,通过设计的水冷炉排5、螺旋输送机10和第二灰渣刮板机11,水冷炉排5布置在多孔的筛孔板6上,生物质反应后产生的灰渣,经过水冷炉排5的冷却,沿着倾斜的坡度,下落到设置在气化炉底部一侧的螺旋输送10上,螺旋输送机10将灰渣排出模块化气化炉本体4,落入第二灰渣刮板机11,第二灰渣刮板机11将灰渣输送到后端冷却及收集系统,实现灰渣的冷却、排出、收集及综合利用,且水冷炉排5呈倾斜角度设置在模块化气化炉本体4的内部,进风口上连接有进气三通阀门8,通过设计的进风口上连接有进气三通阀门8,三通自动球阀8可以实现气化风和氮气的切换,正常运行工况时,空气通过阀门进入模块化气化炉本体4,在需要紧急停止气化反应时,通过布风室进气三通阀门8的快速切换,向模块化气化炉本体4中鼓入足量的氮气,避免浪费生物质燃料、气化炉本体降温慢和气化反应不能快速切断的弊端,料位计13为三个,通过设计的料位计13,三个料位计13位于模块化气化炉本体4内分为低料位计、中料位计和高料位计,对其料位进行检测,保证正常运行过程中,料位保持在低料位与高料位之间,气化炉为低料位或者燃气温度低于设定温度时,必须立即进料,达到高料位或燃气温度达到设定温度时,必须停止进料,且三个料位计13位于模块化气化炉本体4上呈直线竖直阵列。
27.本实施例中,优选的,螺旋输送机10由驱动电机和螺旋输送杆组成,驱动电机的输出端连接有传动杆15,传动杆15的外壁套接有外筒16,外筒16的内部设置有第一传动块17,第一传动块17的一端设置有弹簧19,弹簧19位于外筒16的内部,第一传动块17的另一端设置有第二传动块18,通过设计的第一传动块17、第二传动块18、弹簧19和传动杆15,将第一传动块17活动套装在传动杆15上,两个传动块的斜面相互接触,实现动力传动,待其螺旋输送杆受到卡塞,导致转动负载加大时,此时转动扭力作用在两个传动块上,且传动块的挤压作用力大于弹簧19的弹力,从而使第一传动块17和第二传动块18相互分离,停止驱动电机进行动力传输,保证驱动电机进行空转,有效的避免电机负载过大而损坏,第二传动块18固定在螺旋输送杆端部,传动杆15的外壁两侧均开设有条形凹槽21,条形凹槽21的内部设置有同步块20,通过设计的同步块20,同步块20卡在条形凹槽21内,保证第一传动块17在传动杆15上进行滑移时保持同步转动,同步块20固定在第一传动块17的内部,第一传动块17和第二传动块18的纵截面均为直角梯形结构,第二传动块18的端面开设有圆形凹槽,传动杆15的一端延伸至圆形凹槽内部,第一传动块17的中心轴线与传动杆15的中心轴线相互重合,第一传动块17和传动杆15之间通过间隙配合。
28.本实用新型的工作原理及使用流程:本实用新型在工作时,打开料仓气动插板阀2,经过预处理的生物质通过每个模块气化炉的生物质输送皮带,送入生物质料仓1中,然后为了减少漏入气化炉的空气的量,关闭气动插板阀2,气动布料合页3打开,生物质料落入模块化气化炉本体4中,完成反应的生物质转化为灰渣,灰渣落到水冷炉排5上,进行降温,灰渣顺着带有坡度的水冷炉排5落入螺旋输送机10中,然后通过螺旋输送机10,进入第二灰渣刮板机11,再通过第二灰渣刮板机11排出气化炉,气化产生的生物质燃气通过燃气输出管道14输出,进行后端利用,气化反应所需要的气化剂,通过进气三通阀门8的空气阀门通道,
进入布风室7,布风室7的顶部为筛孔板6,空气通过筛孔板6沿着模块气化炉炉体4的轴向、径向进入气化炉,和生物质充分接触,模块气化炉炉体4灰渣层的部分细灰会通过水冷炉排5的间隙,落到布风室7中,落入第一灰渣刮板机9上,然后输送到模块气化炉炉体4外,模块化气化炉炉体4的侧壁不同高度上安装了温度计12及低、中、高料位计13,用于监测模块化气化炉炉体4中的料位高度及温度场,控制气化炉的进料、排渣、进风等运行操作,因为单个模块气化炉截面积较小,使得生物质料在气化炉中分布板更加均匀,更有利于气化反应的稳定连续进行;
29.当多模块组合式固定床气化炉投入使用时,用四个模块气化炉组成的组合式固定床气化炉,来说明模块化、组合式气化炉的实施例,四个单元模块分别命名为a、b、c、d,当生物质气化规模需要由三个模块组成,整套系统会设置四个单元模块,其中有一个为备用模块,正常运行过程中,有三个模块参与运行,各模块出力基本一致,三个模块错时进料、排渣,因为在进料和排渣过程中,生物质气化是不稳定的,三个模块互相配合,消除产生的生物质燃气组成及体积的波动性,保证气化反应的平稳,当需要快速减少较大负荷时,可以快速切出一个模块,通过进气三通阀门8的通道切换,将进入气化炉的空气置换为氮气,同时停止向生物质料仓1中进料,螺旋输送机10紧急加快排渣,同时开启单个模块的燃气紧急排放阀门,通过对模块化气化炉炉体4内的空气进行氮气置换,停止气化反应,同时使该模块处于热备用状态。当经过综合判断需要投入一个模块时,处于备用的模块优先并入系统,采用模块化的组合方式,当有一个模块出现故障时,调整其它几个模块的出力,迅速投入备用的模块气化炉d,避免整个气化炉系统停机,保证满足对生物质燃气的需求,本实用新型采用单元模块化、组合式的固定床气化炉,因单个模块气化炉较小,更容易实现生物料的均布,更容易实现精细化控制,减小工程“放大效应”的不良影响;多个单元模块,错时进料、排渣,互相配合,消除产气成分及产气量的波动性,保证产气的平稳性及连续性;通过氮气置换空气,实现单个模块单元气化炉的热备用,每个模块单元可以便捷的切出和接入整个系统,整套装置负荷调节更快速、精准;多个单元模块,互为备用,提高整个系统的可靠性;气化风设置氮气接入系统,在需要的时候,可以快速将气化反应停止,最大程度保护整套的安全;
30.本实用新型在工作中,当其螺旋输送机10的螺旋输送杆受到卡塞,导致转动负载加大时,此时转动扭力作用在两个传动块上,且传动块的挤压作用力大于弹簧19的弹力,从而使第一传动块17和第二传动块18相互分离,停止驱动电机进行动力传输,保证驱动电机进行空转,有效的避免电机负载过大而损坏。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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