專利名稱：新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種秸桿直接氣化工藝，具體說是一種直接利用無須切斷、粉碎的秸桿新型氣化多聯產秸桿氣、秸桿炭、秸桿提取液的制備工藝。
背景技術：
近年來，國內外關于農作物秸稈再生循環利用的技術方法很多，如直接燃燒、氣化、液化、壓縮成型、生物化學轉化或制造人造板材等，但是由于種種原因或條件的限制，投資較少、技術成熟、經濟可行、應用便捷的方法還不多，加上我國地域遼闊、自然條件差異大、秸稈資源種類眾多等實際問題，受農作物秸稈轉化渠道不暢、轉化率低、經濟效益差等因素的影響，各級政府盡管采取了諸多措施，但每年到收割季節，各地秸稈焚燒現象屢禁不止，秸稈焚燒既是資源的浪費，更嚴重污染環境，甚至影響道路和民航的交通安全。因此從多方面研究秸稈高效、無公害、資源化利用技術與方法十分必要，眾多秸稈綜合利用技術相比之下，氣化利用效率較高，但傳統的秸稈氣化爐因其設計上的缺陷或結構上的原因，氣化效果、運行的經濟性、可靠性、安全性、實用性均不盡人意。
發明內容
為了解決現有技術中秸稈氣化爐氣化效果差、秸桿利用率低、運行成本高、可靠性差、安全性能低、實用性差等不足，本發明提供了一種可靠性高、安全性能好、實用性強的新型秸桿直接氣化多聯產工藝，其工藝簡單、氣化效果好、秸桿利用率高、運行成本低。本發明采用的技術方案是一種新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，其技術特點是由氣化爐、上料裝置、推料裝置、壓料裝置、勻料裝置、出炭裝置、水洗裝置、風機、水封濾清裝置、儲氣柜和控制柜組成的秸桿直接氣化裝置；所述上料裝置包括上料軌道、料斗和上料電機，料斗連接上料電機設置于上料軌道上呈沿上料軌道上、下升降狀態；所述推料裝置包括推料軌道、推料器和推料電機，推料軌道一端連接至氣化爐爐口上方，推料軌道另一端設置推料器，推料器連接推料電機設置于推料軌道上呈沿推料軌道前、后推進狀態，上料裝置的上料軌道頂端連接至推料軌道上；所述壓料裝置包括壓料軌道、壓料器和壓料電機，壓料裝置設置于氣化爐爐口上方，壓料器連接壓料電機設置于壓料軌道上呈上、下升降狀態； 所述勻料裝置包括米字型勻料器和勻料電機，米字型勻料器連接勻料電機設置于壓料裝置的壓料器下方呈水平旋轉狀態；所述出炭裝置設置于氣化爐底部；所述氣化爐下部設有出氣口，出氣口依次連通水洗裝置、風機、水封濾清裝置和儲氣柜；所述上料電機、推料電機、 壓料電機、勻料電機、出炭裝置和風機均連接控制柜；
秸桿直接氣化裝置多聯產制備工藝步驟為
(1)將無須切斷粉碎的秸桿直接裝入約1/3料斗，料斗順上料軌道提升至推料軌道面， 由推料軌道上的推料器將料斗內的秸桿推送至秸桿氣化爐爐口上方，秸桿掉入秸桿氣化爐內；
(2)點火后，啟動產氣管路的風機抽氣；(3)將秸桿裝滿料斗，料斗順上料軌道提升至推料軌道面，由推料軌道上的推料器將料斗內的秸桿推送至秸桿氣化爐爐口上方；
(4)由壓料器將秸桿氣化爐爐口上方的秸桿壓入秸桿氣化爐爐內，壓料器感應秸桿下壓壓力，根據秸桿不同種類，壓料器在達到對應下壓壓力時啟動勻料裝置將秸桿壓勻；
(5)秸桿氣化爐內缺氧燃燒產氣，氣體經多級迷宮式噴淋水洗裝置后冷卻至30°C以下，再經水封、濾清后由風機抽出送入儲氣柜；
(6)控制秸桿氣化爐內缺氧燃燒層厚度，在燃燒層厚度不足時，壓料器上升退出秸桿氣化爐，重復步驟3-5實現持續產氣；
(7)秸桿氣化爐連續運轉時，壓料器上升，刮炭機構工作，秸桿氣化爐底部同步排出秸桿炭，多級迷宮式噴淋水洗裝置同步排出秸桿提取液。所述推料裝置還包括推料擋板，推料擋板設置于推料軌道一端的氣化爐爐口側邊上方，推料擋板和推料器形狀吻合成氣化爐爐口形狀。所述推料器包括推料板、齒條和齒輪，推料板連接在齒條上，推料電機連接齒輪， 齒條嚙合齒輪呈沿推料軌道方向前、后移動狀態。所述壓料器包括壓料蓋、齒條、齒輪和壓力傳感器，壓料蓋連接在齒條下方，壓料電機連接齒輪，齒條嚙合齒輪呈沿壓料軌道方向上、下升降狀態狀態，壓力傳感器連接控制柜。所述米字型勻料器為米字型凸出面，米字型凸出面設置于壓料器底面，米字型凸出面的每條米字邊呈倒三角形狀。所述出炭裝置包括集炭池、出水管、泥漿泵、出炭池、無紡布過濾袋、隔網支架和回水管，集炭池設置于氣化爐爐體內爐排下方，爐排下方的爐體上設有出氣口和回水口，集炭池低于出氣口，集炭池呈底部帶出水口的漏斗狀；出炭池設置于爐體外，出炭池內經隔網支架支撐有無紡布過濾袋，隔網支架下方的出炭池經回水管連接至回水口，集炭池出水口經出水管連通至無紡布過濾袋，出水管上設有連接于控制柜的泥漿泵。所述爐排包括刮炭架、多根刮炭軸、多個驅動齒輪和驅動電機，刮炭架設置于氣化爐爐體內，多根刮炭軸水平間隔滾動支承于刮炭架上，多根刮炭軸的一端分別連接多個驅動齒輪，多個驅動齒輪相互嚙合，任一驅動齒輪連接驅動電機，驅動電機連接控制柜；多根刮炭軸位于刮炭架內的軸上均設有沿刮炭軸軸向設置的刮炭翼，刮炭翼分布于刮炭軸單邊或刮炭軸兩邊，相鄰兩根刮炭軸上的刮炭翼不處于同一水平面上呈90°夾角，刮炭軸為中空水冷管，刮炭翼由多根中空水冷管沿刮炭軸軸向焊接在刮炭軸上組成。采用以上技術方案，本發明達到的有益效果是
1、采用上料裝置配合推料裝置實現秸桿進料輸送，進料輸送便捷；配合壓料裝置壓料配合勻料裝置勻料，壓料后進入氣化爐的秸桿原料密實度均勻，氣腔容量控制合理，透氣性能好，進氣適量，勻料后確保了爐內各處的秸桿原料均勻性，便于控制爐內控制最佳的燃燒室溫度，減少焦油產生，以及小量產生的焦油裂解成可燃氣，增加了所產秸稈可燃氣的熱值和資源利用率，提高了氣化爐氣化效率，無焦油排出解決了管道和設備的堵塞問題，確保設備長期穩定運行；能直接使用各種農作物秸稈作原料，無須切斷、粉碎或壓塊操作，提高工作效率，降低生產成本，適合各種軟硬、長短、粗細、疏密不一的秸稈使用，適用范圍廣；推料軌道可設于水平地面上，料斗和氣化爐的設置低于水平地面，方便直接向料斗內直接進料，以及觀察氣化爐內燃燒使用情況，省時省力；
2、秸桿炭由氣化爐內掉落在刮炭架上，多根刮炭軸經驅動齒輪由驅動電機驅動旋轉， 刮炭軸上的刮炭翼能及時、有效地將堆積在其上的秸桿炭刮下，出炭效果好、效率高，同時刮炭翼能將大塊的秸桿炭刮下，避免堵塞造成氣化爐使用性能下降；刮炭軸、刮炭翼采用中空水冷管通水冷卻，避免高溫過熱變形損壞，延長了使用壽命；秸桿炭由刮炭裝置刮下后掉入爐體底部的集炭池內，由泥漿泵將集炭池內帶有秸桿炭的水體抽出送入出炭池無紡布過濾袋進行過濾，過濾后的水體由出炭池經回水管連通至集炭池實現水體循環，無紡布過濾袋內過濾下來的炭灰定期排出即可；利用爐體底部的集炭池內水體收集炭灰并在爐外過濾帶有秸桿炭的水體實現秸桿炭的排出，既確保了秸桿氣化爐出灰/出炭時的氣密性，有利于提高產生的燃氣可燃性，出炭性能穩定，產出的秸桿炭可以制成工業和民用燃料，替代石油、煤炭及天然氣等，節約能源；秸桿炭富含作物生長必須的氮、磷、鉀等多種營養元素，秸稈炭與有機質、微生物混合，經短期發酵作用，制備出秸稈炭有機復合肥，有效提高土壤肥力，對水和肥料有長效緩釋作用，長期施用可以改善土壤理化性質、增加土壤的含水量、透氣性，對已有的重金屬污染、退化的土壤起改良、修復作用；秸稈炭還可用作鋼鐵工業的保溫材料；
3、秸稈氣化爐產氣采用迷宮式噴淋水洗裝置水洗，既能充分凈化可燃氣，又能成功阻止火星流到氣化爐氣腔及出氣管路，防止發生爆燃事故，使用安全、可靠；迷宮式噴淋水洗裝置水洗后氣液分離，秸桿氣由水封濾清裝置過濾后送入儲氣柜；迷宮式噴淋水洗裝置水洗液排出即為秸桿提取液，秸稈提取液是含有酸類、酯類、醛類、酚類等八大類一百多種有機化學成分的酸性液體，可用于制作消毒液、除臭劑、農藥助劑、生物農藥以及各種肥料，進一步提高秸桿利用率。本發明通過上料、推料、壓料和勻料裝置將無須加工的秸稈直接送入氣化爐內氣化，有效控制秸桿聯產秸桿炭和秸桿氣，配合刮炭爐排和出炭裝置收集秸桿炭、迷宮式噴淋水洗水洗分離秸桿氣和秸桿提取液、水封濾清裝置過濾收集秸桿氣，裝置可靠性高、安全性能好、實用性強，氣化工藝簡單、氣化效果好、秸桿利用率高、運行成本低。
圖1為本發明采用的秸桿直接氣化裝置結構示意圖； 圖2為本發明爐排結構示意圖。圖中料斗1，上料軌道2，上料電機3，推料軌道4，推料板5，推料電機6，推料齒輪 7，推料齒條8，推料擋板9，壓料軌道10，壓料電機11，壓料齒輪12，壓料齒條13，壓料蓋14， 壓力感應器15，勻料電機16，米字型勻料器17，氣化爐18，爐排19，刮炭架20，刮炭軸21，驅動齒輪22，驅動電機23，刮炭翼M，出氣口 25，回水口 26，集炭池27，出水管觀，泥漿泵四， 出炭池30，無紡布過濾袋31，隔網支架32，回水管33，出氣管34，迷宮式噴淋水洗裝置35， 風機36，水封濾清裝置37，儲氣柜38，控制柜39。
具體實施例方式以下結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。圖1-2所示，新型秸桿直接氣化多聯產裝置包括料斗1、上料軌道2、上料電機3、推料軌道4、推料板5、推料電機6、推料齒輪7、推料齒條8、推料擋板9、壓料軌道10、壓料電機11、壓料齒輪12、壓料齒條13、壓料蓋14、壓力感應器15、勻料電機16、米字型勻料器 17、氣化爐18、爐排19、集炭池27、出水管觀、泥漿泵29、出炭池30、無紡布過濾袋31、隔網支架32、回水管33、出氣管34、迷宮式噴淋水洗裝置35、風機36、水封濾清裝置37、儲氣柜 38和控制柜39。料斗1設置于上料軌道2內，料斗設置低于水平地面，上料電機3控制料斗1呈沿上料軌道2上、下升降狀態；上料軌道2頂端連接至推料軌道4上，推料軌道設于水平地面上，推料軌道4 一端連接至氣化爐18爐口上方，推料軌道4另一端設置推料板5， 推料板5連接在推料齒條8上，推料電機6連接推料齒輪7，推料齒條8嚙合推料齒輪7呈沿推料軌道4方向前、后移動狀態，推料板5與設置于推料軌道4 一端的氣化爐18爐口側邊上方的推料擋板9形狀吻合成氣化爐爐口形狀；氣化爐18設置低于水平地面，氣化爐18 爐口上方設置壓料軌道10，壓料電機11連接于壓料軌道10上，壓料電機11連接壓料齒輪 12，壓料齒條13嚙合壓料齒輪12呈沿壓料軌道10方向上、下升降狀態，壓料蓋14連接在壓料齒條13下方，壓力傳感器15設置于壓料蓋14下方；壓料蓋14底面設置呈米字型凸出面的米字型勻料器17，米字型凸出面的每條米字邊呈倒三角形狀，倒三角底角可為銳角或直角或鈍角，鈍角勻料效果最佳，米字型勻料器17由勻料電機16經齒輪組嚙合傳動呈旋轉狀態；氣化爐18下方設有爐排19，爐排19包括刮炭架20、多根刮炭軸21、多個驅動齒輪22 和驅動電機23，刮炭架20設置于氣化爐18爐體內，多根刮炭軸21水平間隔滾動支承于刮炭架20上，多根刮炭軸21的一端分別連接多個驅動齒輪22，多個驅動齒輪22相互嚙合， 任一驅動齒輪22連接驅動電機23，多根刮炭軸21位于刮炭架20內的軸上均設有沿刮炭軸軸向設置的刮炭翼對，刮炭翼分布于刮炭軸單邊或刮炭軸兩邊，相鄰兩根刮炭軸上的刮炭翼不處于同一水平面上呈90°夾角，刮炭軸為中空水冷管，刮炭翼由多根中空水冷管沿刮炭軸軸向焊接在刮炭軸上組成；集炭池27設置于氣化爐18爐體內爐排19下方，爐排下方的爐體上設有出氣口 25和回水口 26，集炭池27低于出氣口 25，集炭池27呈底部帶出水口的漏斗狀，氣化爐18爐體外設置有出炭池30，出炭池30內經隔網支架32支撐有無紡布過濾袋31，隔網支架下方的出炭池經回水管33連接至回水口 26，集炭池27出水口經出水管 28連通至無紡布過濾袋31，出水管上設有泥漿泵四；氣化爐出氣口 25經出氣管34依次連通迷宮式噴淋水洗裝置35、風機36、水封濾清裝置37和儲氣柜38 ；上料電機、推料電機、壓料電機、勻料電機、驅動電機、泥漿泵和風機均連接控制柜39 ；無紡布過濾袋31過濾出秸桿炭，迷宮式噴淋水洗裝置35中水洗液排出即為秸桿提取液，秸桿氣由風機抽至儲氣柜38。
本發明新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，步驟如下
(1)將無須切斷粉碎的秸桿直接裝入約1/3料斗，啟動控制柜，上料電機帶動料斗順上料軌道提升至推料軌道面，推料電機秸經推料齒輪嚙合傳動推料齒條，推料齒條帶動推料板將料斗內的秸桿推送至秸桿氣化爐爐口上方，秸桿掉入氣化爐內，料斗和推料板同時復位；
(2)點火后，啟動風機抽氣；
(3)向料斗中裝滿秸桿，啟動控制柜，上料電機帶動料斗順上料軌道提升至推料軌道面，推料電機秸經推料齒輪嚙合傳動推料齒條，推料齒條帶動推料板將料斗內的秸桿推送至秸桿氣化爐爐口上方，秸桿掉入氣化爐內，料斗和推料板同時復位；
(4)控制柜控制壓料電機經嚙合傳動的壓料齒輪和壓料齒條帶動壓料蓋將秸桿氣化爐爐口的秸桿壓入氣化爐爐內，壓料蓋下方的壓力感應器感應秸桿下壓壓力，根據不同秸桿種類由控制柜設定對應下壓壓力，當壓力感應器感應到設定壓力時啟動勻料電機，勻料電機帶動壓料蓋下方的米字型勻料器旋轉，對壓料蓋下方氣化爐內秸桿進行勻料；
(5)秸桿在氣化爐內缺氧燃燒產出秸桿氣，秸桿氣經迷宮式噴淋水洗裝置后冷卻至 30°C以下，再經水封、濾清后由風機抽出送入儲氣柜；
(6)根據不同秸桿種類，設定秸桿氣化爐內缺氧燃燒層厚度，由控制柜在燃燒層厚度不足時，控制壓料蓋上升退出秸桿氣化爐，重復步驟3-5實現持續產氣；
(7)氣化爐在持續運轉時，壓料蓋上升，驅動電機經驅動齒輪驅動多根刮炭軸旋轉，刮炭軸上的刮炭翼將堆積在其上的秸桿炭刮下，秸桿炭掉入氣化爐爐體底部的集炭池內，由泥漿泵將集炭池內帶有秸桿炭的水體抽出送入出炭池無紡布過濾袋進行過濾，過濾后的水體由出炭池經回水管連通至集炭池實現水體循環，無紡布過濾袋內過濾后為秸桿炭定期排出即可；多級迷宮式噴淋水洗裝置的水洗液由其底部同步排出為秸桿提取液。
權利要求
1.一種新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，其特征在于由氣化爐、上料裝置、推料裝置、壓料裝置、勻料裝置、出炭裝置、水洗裝置、風機、水封濾清裝置、儲氣柜和控制柜組成的秸桿直接氣化裝置；所述上料裝置包括上料軌道、料斗和上料電機，料斗連接上料電機設置于上料軌道上呈沿上料軌道上、下升降狀態；所述推料裝置包括推料軌道、推料器和推料電機，推料軌道一端連接至氣化爐爐口上方，推料軌道另一端設置推料器，推料器連接推料電機設置于推料軌道上呈沿推料軌道前、后推進狀態，上料裝置的上料軌道頂端連接至推料軌道上；所述壓料裝置包括壓料軌道、壓料器和壓料電機，壓料裝置設置于氣化爐爐口上方，壓料器連接壓料電機設置于壓料軌道上呈上、下升降狀態；所述勻料裝置包括米字型勻料器和勻料電機，米字型勻料器連接勻料電機設置于壓料裝置的壓料器下方呈水平旋轉狀態；所述出炭裝置設置于氣化爐底部；所述氣化爐下部設有出氣口，出氣口依次連通水洗裝置、風機、水封濾清裝置和儲氣柜；所述上料電機、推料電機、壓料電機、勻料電機、出炭裝置和風機均連接控制柜；秸桿直接氣化裝置多聯產制備工藝步驟為(1)將無須切斷粉碎的秸桿直接裝入約1/3料斗，料斗順上料軌道提升至推料軌道面， 由推料軌道上的推料器將料斗內的秸桿推送至秸桿氣化爐爐口上方，秸桿掉入秸桿氣化爐內；(2)點火后，啟動產氣管路的風機抽氣；(3)將秸桿裝滿料斗，料斗順上料軌道提升至推料軌道面，由推料軌道上的推料器將料斗內的秸桿推送至秸桿氣化爐爐口上方；(4)由壓料器將秸桿氣化爐爐口上方的秸桿壓入秸桿氣化爐爐內，壓料器感應秸桿下壓壓力，根據秸桿不同種類，壓料器在達到對應下壓壓力時啟動勻料裝置將秸桿壓勻；(5)秸桿氣化爐內缺氧燃燒產氣，氣體經多級迷宮式噴淋水洗裝置后冷卻至30°C以下，再經水封、濾清后由風機抽出送入儲氣柜；(6)控制秸桿氣化爐內缺氧燃燒層厚度，在燃燒層厚度不足時，壓料器上升退出秸桿氣化爐，重復步驟3-5實現持續產氣；(7)秸桿氣化爐連續運轉時，壓料器上升，刮炭機構工作，秸桿氣化爐底部同步排出秸桿炭，多級迷宮式噴淋水洗裝置同步排出秸桿提取液。
2.根據權利要求1所述的新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，其特征是所述推料裝置還包括推料擋板，推料擋板設置于推料軌道一端的氣化爐爐口側邊上方，推料擋板和推料器形狀吻合成氣化爐爐口形狀。
3.根據權利要求1或2所述的新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，其特征是所述推料器包括推料板、齒條和齒輪，推料板連接在齒條上，推料電機連接齒輪，齒條嚙合齒輪呈沿推料軌道方向前、后移動狀態。
4.根據權利要求1所述的新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，其特征是所述壓料器包括壓料蓋、齒條、齒輪和壓力傳感器，壓料蓋連接在齒條下方，壓料電機連接齒輪，齒條嚙合齒輪呈沿壓料軌道方向上、下升降狀態狀態，壓力傳感器連接控制柜。
5.根據權利要求1所述的新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，其特征是所述米字型勻料器為米字型凸出面，米字型凸出面設置于壓料器底面，米字型凸出面的每條米字邊呈倒三角形狀。
6.根據權利要求1所述的新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，其特征是所述出炭裝置包括集炭池、出水管、泥漿泵、出炭池、無紡布過濾袋、隔網支架和回水管，集炭池設置于氣化爐爐體內爐排下方，爐排下方的爐體上設有出氣口和回水口，集炭池低于出氣口，集炭池呈底部帶出水口的漏斗狀；出炭池設置于爐體外，出炭池內經隔網支架支撐有無紡布過濾袋，隔網支架下方的出炭池經回水管連接至回水口，集炭池出水口經出水管連通至無紡布過濾袋，出水管上設有連接于控制柜的泥漿泵。
7.根據權利要求6所述的新型秸桿直接氣化多聯產制備工藝，其特征是所述爐排包括刮炭架、多根刮炭軸、多個驅動齒輪和驅動電機，刮炭架設置于氣化爐爐體內，多根刮炭軸水平間隔滾動支承于刮炭架上，多根刮炭軸的一端分別連接多個驅動齒輪，多個驅動齒輪相互嚙合，任一驅動齒輪連接驅動電機，驅動電機連接控制柜；多根刮炭軸位于刮炭架內的軸上均設有沿刮炭軸軸向設置的刮炭翼，刮炭翼分布于刮炭軸單邊或刮炭軸兩邊，相鄰兩根刮炭軸上的刮炭翼不處于同一水平面上呈90°夾角，刮炭軸為中空水冷管，刮炭翼由多根中空水冷管沿刮炭軸軸向焊接在刮炭軸上組成。
全文摘要
本發明涉及一種新型秸桿直接氣化多聯產裝置制備工藝，包括氣化爐、上料裝置、推料裝置、壓料裝置、勻料裝置、出炭裝置、水洗裝置、風機、水封濾清裝置、儲氣柜和控制柜；通過上料、推料、壓料和勻料裝置將無須加工的秸稈直接送入氣化爐內氣化，有效控制秸桿聯產秸桿炭和秸桿氣，配合刮炭爐排和出炭裝置收集秸桿炭、迷宮式噴淋水洗水洗分離秸桿氣和秸桿提取液、水封濾清裝置過濾收集秸桿氣，裝置可靠性高、安全性能好、實用性強，氣化工藝簡單、氣化效果好、秸桿利用率高、運行成本低。
文檔編號C10J3/34GK102329649SQ20111020676
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者顧云江 申請人:顧云江