一种生物质成型燃料高温裂解制造天然气的设备的制作方法

1.本发明属于生物质热裂解技术领域，特别是涉及一种生物质成型燃料高温裂解制造天然气的设备。


背景技术：

2.生物质热裂解通常是指在厌氧环境下，将生物质原料加热升温因其分子分解，从而使较高分子量的尤其碳氢化合物链发生裂解，变成分子量较低的能源物质；在常规生物质热裂解过程中，产物通常包括co、h2、ch4、co2、水蒸气、焦油和碳，其中的co、h2、ch4往往作为直接能源物质天然气参与能源转化和再生工作；但其余的产物如co2、水蒸气、焦油和碳无法直接利用，在传统的裂解炉工作时，均作为裂解残渣直接排放，造成大量的能源损失；同时对于焦油这种产物，无论直接排放还是储存都会对环境存在一定的危害；另外，现有的裂解炉产出天然气时一般都是直接将其储存，在高温工作环境下存在较大的安全隐患；对此，我们为解决上述的各种问题，设计了一种生物质成型燃料高温裂解制造天然气的设备。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种生物质成型燃料高温裂解制造天然气的设备，解决现有的裂解设备工作效率低导致能源浪费和产物储存不便、存在安全隐患的问题。
4.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
5.本发明为一种生物质成型燃料高温裂解制造天然气的设备，包括物料处理炉、燃气锅炉和综合驱动电机，所述物料处理炉一表面与综合驱动电机栓接固定，综合驱动电机一表面安装有负压风机，且综合驱动电机与负压风机之间轴联动；所述负压风机表面安装有引风管，引风管相对两端分别连接连通至物料处理炉和燃气锅炉内部；其中综合驱动电机通过轴联动带动负压风机将物料处理炉中生物质高温热裂解产生的ch4、co、h2等可燃气体抽送至燃气锅炉燃烧，产生蒸汽、热水等能源；
6.所述物料处理炉内壁设置有若干加热电极，同时物料处理炉内部嵌套有加热套组，包括干燥套、裂解套、还原套和氧化套，四者之间相互绝缘，且均与加热电极电性连接；其中干燥套、裂解套、还原套和氧化套中各自对应的螺旋线圈的圈数存在差异，因而实际工作功率也存在区别，所述物料处理炉内部从上至下依次设置有干燥区、裂解区、还原区和氧化区，且分别依次对应干燥套、裂解套、还原套和氧化套，与上述加热套组内部区别结合，干燥区工作温度为100～250℃，裂解区工作温度为500～800℃，还原区工作温度为900℃，氧化区工作温度为1200℃；
7.为确保生物质原料在各工作区内部得到充分反应后顺利输送至下一工作区，所述物料处理炉顶端轴承连接有振筛轴，振筛轴下端延伸至物料处理炉的内部，且其周侧面焊接有若干载料炉架；所述振筛轴上端延伸至物料处理炉外部，同时其上端焊接有复振齿轮；所述物料处理炉上表面旋转轴接有两个从动齿轮，两个从动齿轮相互啮合；所述从动齿轮上表面焊接有若干复振齿，复振齿与复振齿轮啮合；所述复振齿在从动齿轮上沿圆周均匀
阵列，且阵列区域小于从动齿轮的一半圆周；两所述从动齿轮的复振齿与复振齿轮交替啮合，即其中一从动齿轮的复振齿与复振齿轮脱离啮合，另一从动齿轮的复振齿紧密衔接，与复振齿轮反向啮合，确保复振齿轮带动振筛轴往复摆动旋转；振筛轴往复摆动旋转时，能够带动载料炉架往复旋转振筛，在承接生物质原料的同时，将对应工作区完成反应的残渣筛落至下一工作区；
8.为了保证上述振筛效果，所述综合驱动电机的输出轴上端固定连接有驱动轴，驱动轴上端焊接有驱动齿轮，且驱动齿轮与从动齿轮啮合。
9.进一步地，若干所述载料炉架分别设置于干燥套、裂解套、还原套和氧化套的内部；若干所述载料炉架均为金属网架结构，且若干载料炉架的网孔孔径从上至下依次减小。
10.进一步地，所述物料处理炉顶部焊接有送料管道，送料管道与干燥区相互连通。
11.进一步地，所述物料处理炉下端焊接有排渣管和储渣箱，两者相互连通，其中储渣箱箱壁一侧开设有供氧口，且与外部连通；一方面储渣箱能够将完全裂解后的生物质原料灰分残渣收集，另一方面可通过供氧口向氧化区二次供氧，使氧化反应更加完全。
12.本发明具有以下有益效果：
13.本发明通过将物料处理炉和燃气锅炉结合，并利用负压风机连通二者，能够将物料处理炉中裂解产生的燃气直接抽送至燃气锅炉参与燃烧，从而产生能源，避免储存燃气时的安全隐患，提高了能源利用率；另一方面，通过在物料处理炉中设置还原区和氧化区，通过控制不同工作区的工作温度，实现对生物质原料不同程度的裂解反应，从而使生物质原料裂解更充分，燃气产量也更高；其中通过设置振筛轴和载料炉架，能够利用振筛作用在输送物料的同时确保原料在各工作区都能够充分反应；在充分考虑现有气化炉技术基础上，增加了反应过程强度，使生物质气化速度更快、更稳定，加速了焦油和水分的裂解反应，提高了原料热能利用率，在二次科学合理给氧的条件实现生物质天然气充分高效率燃烧，根本上解决了焦油对燃烧设备和锅炉的影响。
14.当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明的一种生物质成型燃料高温裂解制造天然气的设备的组装结构图；
17.图2为图1中a部分的局部展示图；
18.图3为本发明的一种生物质成型燃料高温裂解制造天然气的设备的俯视图；
19.图4为图3中剖面b-b的结构示意图；
20.图5为图4中剖面d-d的结构示意图；
21.图6为图3中剖面c-c的结构示意图。
22.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
23.1、物料处理炉；2、燃气锅炉；3、综合驱动电机；4、负压风机；5、引风管；6、干燥套；7、裂解套；8、还原套；9、氧化套；101、振筛轴；102、载料炉架；103、复振齿轮；104、从动齿轮；
1041、复振齿；301、驱动轴；302、驱动齿轮；105、送料管道；106、排渣管；107、储渣箱；1071、供氧口。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.实施例1：
27.请参阅图1-图6所示，本发明为一种生物质成型燃料高温裂解制造天然气的设备，包括物料处理炉1、燃气锅炉2和综合驱动电机3，物料处理炉1一表面与综合驱动电机3栓接固定，综合驱动电机3一表面安装有负压风机4，且综合驱动电机3与负压风机4之间轴联动；负压风机4表面安装有引风管5，引风管5相对两端分别连接连通至物料处理炉1和燃气锅炉2内部；其中综合驱动电机3通过轴联动带动负压风机4将物料处理炉1中生物质高温热裂解产生的ch4、co、h2等可燃气体抽送至燃气锅炉2燃烧，产生蒸汽、热水等能源；
28.物料处理炉1内壁设置有若干加热电极，同时物料处理炉1内部嵌套有加热套组，包括干燥套6、裂解套7、还原套8和氧化套9，四者之间相互绝缘，且均与加热电极电性连接；其中干燥套6、裂解套7、还原套8和氧化套9中各自对应的螺旋线圈的圈数存在差异，因而实际工作功率也存在区别，物料处理炉1内部从上至下依次设置有干燥区、裂解区、还原区和氧化区，且分别依次对应干燥套6、裂解套7、还原套8和氧化套9，与上述加热套组内部区别结合，干燥区工作温度为100～250℃，裂解区工作温度为500～800℃，还原区工作温度为900℃，氧化区工作温度为1200℃；
29.为确保生物质原料在各工作区内部得到充分反应后顺利输送至下一工作区，物料处理炉1顶端轴承连接有振筛轴101，振筛轴101下端延伸至物料处理炉1的内部，且其周侧面焊接有若干载料炉架102；振筛轴101上端延伸至物料处理炉1外部，同时其上端焊接有复振齿轮103；物料处理炉1上表面旋转轴接有两个从动齿轮104，两个从动齿轮104相互啮合；从动齿轮104上表面焊接有若干复振齿1041，复振齿1041与复振齿轮103啮合；复振齿1041在从动齿轮104上沿圆周均匀阵列，且阵列区域小于从动齿轮104的一半圆周；两从动齿轮104的复振齿1041与复振齿轮103交替啮合，即其中一从动齿轮104的复振齿1041与复振齿轮103脱离啮合，另一从动齿轮104的复振齿1041紧密衔接，与复振齿轮103反向啮合，确保复振齿轮103带动振筛轴101往复摆动旋转；振筛轴101往复摆动旋转时，能够带动载料炉架102往复旋转振筛，在承接生物质原料的同时，将对应工作区完成反应的残渣筛落至下一工作区；
30.为了保证上述振筛效果，综合驱动电机3的输出轴上端固定连接有驱动轴301，驱动轴301上端焊接有驱动齿轮302，且驱动齿轮302与从动齿轮104啮合。
31.实施例2：
32.若干载料炉架102分别设置于干燥套6、裂解套7、还原套8和氧化套9的内部；若干载料炉架102均为金属网架结构，且若干载料炉架102的网孔孔径从上至下依次减小。
33.优选地，物料处理炉1顶部焊接有送料管道105，送料管道105与干燥区相互连通。
34.优选地，物料处理炉1下端焊接有排渣管106和储渣箱107，两者相互连通，其中储渣箱107箱壁一侧开设有供氧口1071，且与外部连通；一方面储渣箱107能够将完全裂解后的生物质原料灰分残渣收集，另一方面可通过供氧口1071向氧化区二次供氧，使氧化反应更加完全。
35.实施例3：
36.需要进一步补充的是，在物料处理炉1工作时，生物质原料通过送料管道105率先进入干燥区进行干燥，产物为水蒸气；干燥后的物料在载料炉架102振筛作用下碎裂并筛落至裂解区，裂解产物为co、h2、ch4、co2、水蒸气、焦油和碳，筛落至还原区时，产物为co和h2；落至氧化区，产物为碳和h2；其过程中可燃气体产物均在内部热气压作用下上浮，再经过负压风机4抽送至燃气锅炉燃烧；co2和水蒸气经氧化和还原后产生前述可燃气体，焦油在氧化区进行充分氧化反应，分离出最终的灰分残渣碳和可燃气体h2，相较于传统裂解炉，本发明中的物料处理炉1内部的反应更加充分。
37.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
38.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。