一種生物質碎料密實氣化裝置及方法與流程

本發明涉及一種生物質碎料密實氣化裝置及方法，屬生物質氣化技術領域。

背景技術：

目前，市場現有的生物質氣化方法，有固定床氣化爐分上吸式、下吸式，不能大型化，只適應生物質顆粒料和玉米芯，氣化成本高，不適應大量的秸稈，由于秸稈物料輕飄，在密封情況下，交替加料時，料難以落下，經常出現彭料現象，即使加入氣化爐內料間空隙太大，形不成氣化的工藝層次，在爐內直接燃燒無法實現氣化目的；流化床氣化爐只適應粒徑均勻的稻殼，且氣化效率較低40％以下，也不能適應大量秸稈；至今在市場上沒有規模性、連續性的秸稈氣化裝置在運行，導致農村秸稈無法消化，就地焚燒污染環境。

技術實現要素：

本發明針對上述不足，提供一種生物質碎料密實氣化裝置及方法，適應所有農作物秸稈物料，氣化效率高，氣化工藝簡潔，運行成本低。

本發明的技術方案：一種生物質碎料密實氣化裝置，包括由主體內殼和主體外殼連接構成的主體，其中，主體內殼和主體外殼之間形成水夾套，水夾套內盛有介質水；在主體內殼內的上部吊掛安裝有密實螺旋桿，密實螺旋桿由密實螺旋軸和密實螺旋葉連接構成，所述密實螺旋軸通過軸套定位安裝在主體上蓋上，所述密實螺旋軸與密實減速機組件傳動連接；在主體上部的一側設有入料口，入料口的末端延伸進入到主體內殼的內部；在主體上部的一側還設有煤氣出口，煤氣出口與主體內殼的內部連通；在主體的下部設有點火孔組件，點火孔組件伸入到主體內殼的內部；在主體內殼內底部安裝有交錯爐排，交錯爐排的下方設有風箱，所述風箱通過氣化劑管與鼓風機連接，所述氣化劑管通過蒸汽管及汽包與水夾套連通。

在所述入料口處安裝有螺旋密封加料機構，所述螺旋密封加料機構具體結構為，給料機殼內設有給料螺旋桿，給料螺旋桿與給料減速機傳動連接，給料機殼的前端通過密封椎體入口與主體內殼連通；所述給料機殼的上面與料倉連通，料倉內設有撥料槳，所述撥料槳通過轉軸與從動皮帶輪傳動連接，所述從動皮帶輪通過皮帶及主動皮帶輪與給料減速機傳動連接。

在密實螺旋軸與主體上蓋的連接處設有水封槽機構，所述水封槽機構具體結構為，由焊接在主體上蓋上的水封槽內套、水封槽外套形成的水封槽，所述水封槽內裝滿水，在密實螺旋軸的軸上焊接有水封隔板鐘罩，水封隔板鐘罩的立桶浸在水中。

在鼓風機與氣化劑管之間設有閥體，閥體上設有自然通風閥和止回閥板。

所述交錯爐排采用兩扇，其中一扇固定在支撐工字鋼上作為固定爐排，另一扇落在固定爐排的上方作為活動爐排，活動爐排與固定爐排的交錯放置，所述活動爐排通過兩側的定位軌道、定位滑塊和活動爐排滑道限位滑動，且所述活動爐排通過傳動組件與油缸驅動連接。

所述密實螺旋軸和密實螺旋葉之間連接設有支撐板。

所述主體內殼的底部呈倒錐狀。

一種生物質碎料密實氣化方法，采用了所述的生物質碎料密實氣化裝置，包括以下步驟：

(1)通過入料口不斷地向主體內添加秸稈碎料，并通過驅動密實螺旋軸及密實螺旋葉旋轉使秸稈碎料向下輸送，使秸稈碎料壓實在固定爐排和活動爐排上，從而形成滿足氣化工藝要求的料層；

(2)當主體內加滿秸稈碎料后，通過點火孔組件將秸稈碎料點燃，此時需要打開放散管排放煙氣，同時打開自然通風閥，待煤氣質量合格時關閉放散管與自然通風閥，并用點火孔蓋將點火孔封死；

(3)啟動鼓風機吹起止回閥板，空氣與蒸汽在氣化劑管中混合后進入主體底部椎體風箱中作為氣化劑；

(4)產生的煤氣在主體內，通過間隙上行，最終經過出氣口送至用戶。

本發明的技術效果：

1、本發明提供的一種生物質碎料密實氣化裝置，將從農田收集的秸稈，用鍘草機鍘成段，就能直接用于氣化；

2、不用粉的很碎，減少了粉碎的耗能，不用打包，只要秸稈含水率30％以下，就可以直接用于氣化，大量的節約秸稈預處理成本，與生物質顆粒氣化相比成本減少50％以上；

3、單機產能可大型化；

4、可實現連續加料連續產氣可實現全自動控制；

5、煤氣熱值高，可達5600kj/m³以上；

6、工藝簡潔，運行安全可靠。

附圖說明

圖1為一種生物質碎料氣化裝置主視剖視示意圖。

圖2為A-A剖視爐排俯視圖示意圖。

圖3為I的局部放大示意圖。

圖4為B-B局部剖視示意圖。

按圖中序號順序說明：1、除灰機，2、風箱，3、支撐工字鋼，4、固定爐排，5、傳動組件，6、油缸，7、活動爐排，8、角鋼，9、主體外殼，10、主體內殼，11、水夾套，12、密實螺旋葉，13、密實螺旋葉支撐板，14、密實螺旋軸，15、煤氣出口，16、支架，17、水封槽外套，18、放散管，19、水封槽內套，20、鐘罩，21、密實螺旋減速機組件，22、上軸套，23、下軸套，24、水，25、汽包，26、主體上蓋，27、撥料漿，28、料倉，29、從動皮帶輪，30、給料螺旋桿，31、主動皮帶輪，32、給料減速機，33、密封椎體入口，34、點火孔組件，35、氣化劑管，36、自然通風閥，37、閥體，38、止回閥板，39、鼓風機，40、蒸汽管，41、定位軌道，42、定位滑塊，43、活動爐排滑道，44、連接板。

具體實施方式

如圖1至圖4所示的一種生物質碎料密實氣化裝置，包括由主體內殼10和主體外殼9連接構成的主體，其中，主體內殼10和主體外殼9之間形成水夾套11，水夾套11內盛有介質水；在主體內殼10內的上部吊掛安裝有密實螺旋桿，密實螺旋桿由密實螺旋軸14和密實螺旋葉12連接構成，所述密實螺旋軸14通過軸套定位安裝在主體上蓋26上，所述密實螺旋軸14與密實減速機組件21傳動連接；在主體上部的一側設有入料口，入料口的末端延伸進入到主體內殼10的內部；在主體上部的一側還設有煤氣出口15，煤氣出口15與主體內殼10的內部連通；在主體32的下部設有點火孔組件34，點火孔組件34伸入到主體內殼10的內部；在主體內殼10內底部安裝有交錯爐排，交錯爐排的下方設有風箱2，所述風箱2通過氣化劑管35與鼓風機39連接，所述氣化劑管35通過蒸汽管40及汽包25與水夾套11連通。

在所述入料口處安裝有螺旋密封加料機構，所述螺旋密封加料機構具體結構為，給料機殼內設有給料螺旋桿30，給料螺旋桿30與給料減速機32傳動連接，給料機殼的前端通過密封椎體入口33與主體內殼10連通；所述給料機殼的上面與料倉28連通，料倉28內設有撥料槳27，所述撥料槳27通過轉軸與從動皮帶輪29傳動連接，所述從動皮帶輪29通過皮帶及主動皮帶輪31與給料減速機32傳動連接。

在密實螺旋軸14與主體上蓋26的連接處設有水封槽機構，所述水封槽機構具體結構為，由焊接在主體上蓋26上的水封槽內套19、水封槽外套17形成的水封槽，所述水封槽內裝滿水11，在密實螺旋軸14的軸上焊接有水封隔板鐘罩20，水封隔板鐘罩20的立桶浸在水11中。

在鼓風機39與氣化劑管35之間設有閥體37，閥體37上設有自然通風閥36和止回閥板38。

所述交錯爐排采用兩扇，其中一扇固定在支撐工字鋼3上作為固定爐排4，另一扇落在固定爐排4的上方作為活動爐排7，活動爐排7與固定爐排4的交錯放置，所述活動爐排7通過兩側的定位軌道41、定位滑塊42和活動爐排滑道43限位滑動，且所述活動爐排7通過傳動組件5與油缸6驅動連接。

所述密實螺旋軸14和密實螺旋葉12之間連接設有支撐板13。

所述主體內殼10的底部呈倒錐狀。

一種生物質碎料密實氣化方法，采用了所述的生物質碎料密實氣化裝置，包括以下步驟：

第一步，將秸稈切成30-50毫米段落或者粉碎，直接進入料倉28，由螺旋給料機30向爐內推入，經過密封錐體入口33，秸稈碎料被壓縮起到了密封爐內煤氣不外泄的作用，螺旋給料桿30連續運轉，將被壓縮的秸稈碎料送入主體內，為了防止料倉膨料，給料減速機32軸的另一端設有主動皮帶輪31，帶動從動皮帶輪29及撥料漿27旋轉，撥動料倉里的料連續下落。

第二步，密實螺旋減速機組件21，通過固定在支架16上的上軸套和固定在主體上蓋26的下軸套23定位，帶動密實螺旋軸14旋轉，螺旋葉12通過螺旋葉支撐板13焊接在密實螺旋軸14上為一體一同旋轉，向下輸送秸稈碎料，主體內殼10底部成倒錐體直徑向下逐漸縮小與密實螺旋葉配合，活動爐排7、固定爐排4作支承壓實秸稈碎料，形成滿足氣化工藝要求的料層。

當密實螺旋軸14與下軸套23相對旋轉是有間隙的，主體內正壓氣化必有泄露，為防止煤氣外泄，由焊接在主體上蓋上的水封槽外套17、水封槽內套19形成水槽內有水24，與焊接在密實螺旋軸上的鐘罩20的立桶部分侵在水24中一體旋轉，起到在旋轉中密封的作用。

第三步，主體內加滿秸稈碎料后，由主體下部設置的均布三個點火孔組件34，均勻把主體內秸稈碎料點燃后，打開出口上設置的放散管18排放煙氣，同時打開自然通風閥36，待煤氣質量好時將放散管18和自然通風閥36關閉，用點火孔蓋將點火孔封死避免漏氣。

第四步，然后啟動鼓風機39吹起在閥體37內設置的止回閥板38，空氣與汽包25連接的蒸汽管40的蒸汽在氣化劑管35混合后，進入主體底部椎體風箱2作為氣化劑，其蒸氣來源于利用主體內秸稈氣化過程的余熱，加熱由主體外殼9和主體內殼10形成的水夾套11產生的蒸氣，在汽包25集聚能量后，經汽包蒸氣管40送到爐底部。

第五步，產生的煤氣在主體內，通過密實螺旋葉12外徑與主體內殼10的間隙和密實螺旋葉12內徑與密實螺旋軸14的間距上行，經過出氣口15送至用戶。

主體內下部設有由角鋼8、連接板44組成的兩扇爐排，一扇固定在支撐工字鋼3上為固定爐排4，一扇落在固定爐排4上的滑板43上的活動爐排7，氣化工作常態時活動爐排7與固定爐排4的角鋼交錯放置，防止自然落灰落料破壞氣化層，同時又能保證氣化劑暢通均勻的通過，進入主體內供氣化用，活動爐排7靠兩側的定位軌道41、定位滑塊42和活動爐排滑道43限位滑動，氣化后的秸稈灰由油缸6及傳動組件5拉動活動爐7排往復動作，將秸稈灰刮下落到風箱2底部，由除灰機1排出。