阅读说明：本技术 一种下吸式生物质气化炉 (Downdraft biomass gasification furnace ) 是由 曾志伟 茹斌 宛政 郭泗勇 程文丰 崔洁 孙立 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种下吸式生物质气化炉,包括：气化炉炉体；炉篦,所述炉篦设于所述气化炉炉体内；支撑组件,所述支撑组件设于所述气化炉炉体内下部,且所述支撑组件与所述炉篦固定连接并用于支撑所述炉篦；驱动机构,用于驱动所述支撑组件与所述炉篦旋转。本发明采用可连续运行的旋转炉篦结构设计,有效解决炉篦间断式排灰造成的系统周期性波动问题,提高系统运行的连续性和稳定性,增加系统整体效率。(The invention discloses a downdraft biomass gasification furnace, which comprises: a gasification furnace body; the fire grate is arranged in the gasification furnace body; the support assembly is arranged at the lower part in the gasification furnace body and is fixedly connected with the fire grate and used for supporting the fire grate; and the driving mechanism is used for driving the support component and the grate to rotate. The invention adopts the structural design of the rotary fire grate which can continuously operate, effectively solves the problem of periodic fluctuation of the system caused by intermittent ash discharge of the fire grate, improves the continuity and stability of the operation of the system and increases the overall efficiency of the system.)

一种下吸式生物质气化炉

技术领域

本发明涉及生物质能源技术领域，特别涉及一种下吸式生物质气化炉。

背景技术

生物质是一种清洁、资源丰富、且唯一含碳的可再生能源，能够很好的解决能源短缺、环境污染的世界难题，日益受到广泛关注。生物质热化学利用是在高温条件下对生物质进行燃烧、热解、气化等处理得到热、电或可燃气等产品，其中生物质气化技术因具有反应迅速、转化效率高、终端产品灵活以及易于工业化等优点，已成为世界研究重点。生物质气化技术主要包括流化床气化和固定床气化。常用的固定床气化炉分为上吸式、下吸式、开心式等，相较于上吸式等气化技术，下吸式固定床气化炉焦油含量相对较低，但较难满足终端发电的需求，需要进一步改善。

现有技术中，例如专利文献(CN206304704U)公开了一种新型生物质气化炉，其中的炉篦采用传统往复式炉篦系统，连杆通过摇臂与承灰杆/承灰板连接，所有承灰杆/承灰板共同组成炉篦，驱动机构驱动连杆往复运动，连杆通过摇臂带动承灰杆/承灰板往复转动，从而排灰。这种结构方式导致往复式炉篦系统只能间断式运动，无法连续运动，从而导致系统工况不稳定，产物不稳定，影响系统运行连续性。

专利文献(CN104178220B)公开了一种塔式生物质气化炉，其中气化炉采用塔型炉篦，采用水封方式密封，湿式排灰，仍存在燃气中焦油含量高的问题。塔型炉篦伸入炉体内且与炉体侧壁存在间隙，该结构多用于上吸式气化炉，产气从炉顶处排出，对炉篦密封要求不高。若将该结构应用于下吸式气化炉，气化炉中的气流仅能沿着炉篦与气化炉之间的空隙流动，不利于气流均匀地从碳层经过，需要解决炉篦处气体密封、水汽过多、高温传动等问题，不适用于实际生产。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本领域亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种下吸式生物质气化炉，包括：

气化炉炉体；

炉篦，所述炉篦设于所述气化炉炉体内；

支撑组件，所述支撑组件设于所述气化炉炉体内下部，且所述支撑组件与所述炉篦固定连接并用于支撑所述炉篦；

驱动机构，用于驱动所述支撑组件与所述炉篦旋转。

较佳地，下吸式生物质气化炉还可以包括扰动肋片，所述炉篦为多层，呈塔状结构，各层炉篦间设有间隙且各层炉篦间通过所述扰动肋片连接。

进一步较佳地，所述扰动肋片呈梯形，且所述扰动肋片靠近所述炉篦中心处的高度沿顺时针方向逐渐增大或减小，所述扰动肋片靠近所述炉篦边沿的高度沿顺时针方向逐渐减小或增大。

较佳地，所述驱动机构包括一对设于气化炉炉体内的相互啮合的齿轮组,以及设于所述气化炉炉体外的电机，其中，所述齿轮组的第一齿轮由电机驱动，从而使所述齿轮组的第二齿轮带动所述支撑组件与所述炉篦旋转。

进一步较佳地，所述第一齿轮与所述电机间通过传动轴连接。

较佳地，所述支撑组件包括上支撑体与下支撑体，所述上支撑体设于所述第二齿轮的上方，用于支撑所述炉篦；所述下支撑体设于所述第二齿轮的下方，用于支撑所述第二齿轮。

进一步较佳地，所述下支撑体包括支撑体本体与支撑杆，所述支撑体本体与所述第二齿轮连接，用于支撑所述第二齿轮；所述支撑杆连接于所述支撑体本体下方，用于支撑所述支撑体本体。

较佳地，下吸式生物质气化炉还包括承灰台,所述承灰台固定设置于所述气化炉炉体的内壁上,靠近所述炉篦边沿的下方。

进一步较佳地，下吸式生物质气化炉还包括刮灰刀，所述刮灰刀设于所述支撑组件上且位于所述炉篦与所述承灰台中间，用于刮去所述承灰台上的灰渣。

本发明采用的旋转炉篦结构设计，使炉篦可连续排灰运行，能够有效解决传统炉篦因间断式排灰而造成生物质气化系统整体周期性波动的问题，提高了系统整体运行的连续性和稳定性，增加系统整体效率。炉篦采用分层结构设计，能够在原料层上增加气化气介质的径向流通通道，改善气化介质在原料层流通的均匀性，降低生物质气化系统短路及局部反应恶化风险，提高气化反应效率。此外，炉篦表面布置的不规则扰动肋片，能够强化炉篦对原料层的扰动和搅拌作用，优化原料层均匀布料及气固均匀反应。

附图说明

包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了符合本发明的装置和方法的实施方案，并与详细描述一起用于解释符合本发明的优点和原理。在附图中：

图1是本发明实施例提供的下吸式生物质气化炉剖面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的下吸式生物质气化炉中另一种多层炉篦侧视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的下吸式生物质气化炉中扰动肋片结构示意图；

图4是本发明实施例提供的下吸式生物质气化炉中多层炉篦俯视结构示意图。

附图标记说明

1-气化炉炉体；

2-原料层；

3-刮灰刀；

4-上支撑体；

5-第一齿轮；

6-传动轴；

7-电机；

8-扰动肋片；

9-炉篦；

10-承灰台；

11-出气口；

12-第二齿轮；

13-支撑体本体；

14-支撑杆；

15-出灰口；

16-灰仓。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。然而，本发明并不局限于以下描述的实施方式。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，且本发明的技术理念可以与其他公知技术或与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

参照图1所示，本实施例提供了一种下吸式生物质气化炉，包括：

气化炉炉体1；

炉篦9，所述炉篦9设于所述气化炉炉体1内；

支撑组件，所述支撑组件设于所述气化炉炉体内下部，且所述支撑组件与所述炉篦9固定连接并用于支撑所述炉篦；

驱动机构，用于驱动所述支撑组件与所述炉篦旋转。

本实施例中，生物质原料与气化介质从气化炉顶部一起通入气化炉内，其中，生物质原料可以为颗粒状生物质原料，气化介质可以为空气等。生物质原料落在炉篦上形成稳定原料层2，气化介质均匀通过原料层2并与其进行氧化还原反应生成气化气。反应后生成的气化气通过炉篦9间隙和炉篦9与气化炉炉体1间隙穿过炉篦9，并通过炉篦9下部的出气口11排出炉外。通过旋转炉篦9能够将反应剩余的生物质灰排入灰仓16，最终经灰仓16底部出灰口15排出气化炉炉体1外。

参照图1-图2所示，本实施方式提供的下吸式生物质气化炉中，炉篦9可以为多层，例如可以为图1所示的两层炉篦，也可以为图2所示的三层炉篦，各层炉篦的高度可以相同，多层炉篦9呈塔状结构，各层炉篦间设有间隙且各层炉篦间通过扰动肋片8连接，各层炉篦间的间隙高度可以相同。反应后生成的气化气能够通过各层炉篦间的间隙穿过炉篦9，并通过炉篦下部的出气口11排出气化炉炉体外。

参照图1、图3、图4所示，本实施例提供的气化炉中，扰动肋片8呈梯形，且所述扰动肋片8靠近所述炉篦9中心处的高度沿顺时针方向逐渐增大或减小，所述扰动肋片8靠近所述炉篦9边沿的高度沿顺时针方向逐渐减小或增大。参照图3所示，扰动肋片8结构整体呈梯形，斜边L3固定连接在炉篦9表面。扰动肋片8靠近所述炉篦9中心处的高度L1沿顺时针方向逐渐增大，扰动肋片8靠近所述炉篦9边沿的高度L2相应逐渐减小，从而形成不规则肋片布置。此外，扰动肋片8可以设有偶数个，参照图4所示，扰动肋片8设有四个，在多层炉篦9上均匀布置。扰动肋片8靠近所述炉篦9中心处的高度L1沿顺时针方向可以为5cm、10cm、15cm、20cm逐渐增大，扰动肋片8靠近所述炉篦9边沿的高度L2相应可以为20cm、15cm、10cm、5cm逐渐减小。

本实施例中，所述驱动机构可以包括一对设于气化炉炉体内的相互啮合的齿轮组,其中，所述齿轮组的第一齿轮5由设于气化炉炉体1外的电机7驱动，从而使所述齿轮组的第二齿轮12带动所述支撑组件与所述炉篦9旋转。进一步地，所述第一齿轮5与所述电机7间通过传动轴6连接，电机7可以通过链条形式连接传动轴6。将电机7设置在气化炉炉体1外能够避免电机7受到气化炉炉体1内高温的影响，有效延长电机的使用寿命。

本实施例中，所述支撑组件可以包括上支撑体4与下支撑体，所述上支撑体4设于所述第二齿轮12的上方，用于支撑所述炉篦9；所述下支撑体设于所述第二齿轮12的下方，用于支撑所述第二齿轮。分体设计的支撑组件能够更有针对性的起到支撑作用，减少所需电机7的驱动力。

进一步地，所述下支撑体包括支撑体本体13与支撑杆14，所述支撑体本体13与所述第二齿轮12连接，用于支撑所述第二齿轮12；所述支撑杆14连接于所述支撑体本体13下方，用于支撑所述支撑体本体13。

进一步地，本实施例提供的下吸式生物质气化炉还可以包括承灰台10,所述承灰台10固定设置于所述气化炉炉体1的内壁上,靠近所述炉篦9边沿的下方。更进一步较佳地，下吸式生物质气化炉还可以包括刮灰刀3，所述刮灰刀3设于所述支撑组件上且位于所述炉篦9与所述承灰台10中间，用于刮去所述承灰台10上的灰渣，刮灰刀3可以通过焊接的方式，焊接在上支撑体4上。生物质原料反应后，反应产生的灰渣沿多层炉篦9边沿落在承灰台10上，通过多层炉篦连续转动，刮灰刀3随之转动，能够将承灰台10上的灰渣刮落至灰仓16，从而实现连续排灰。灰仓16底部设有一出灰口15，采用绞龙形式连续将生物质灰送至炉外。

本实施例运行过程中，多层炉篦连续转动，生物质气化炉系统连续排灰，通过调节炉篦9的转速可以满足气化炉进料及排灰的动态平衡，可以维持约50cm原料层高度，且原料层温度为700℃左右，原料层压差维持在-1000pa左右，保证炉内运行工况稳定。

本发明采用的旋转炉篦结构设计，使炉篦9可连续排灰运行，能够有效解决传统炉篦因间断式排灰而造成生物质气化系统整体周期性波动的问题，提高了系统整体运行的连续性和稳定性，增加系统整体效率。炉篦9采用分层结构设计，能够在原料层上增加气化气介质的径向流通通道，改善气化介质在原料层流通的均匀性，降低生物质气化系统短路及局部反应恶化风险，提高气化反应效率。此外，炉篦9表面布置的不规则扰动肋片8，能够强化炉篦9对原料层2的扰动和搅拌作用，优化原料层2均匀布料及气固均匀反应。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中既可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。

在以上具体实施例的说明中，术语“厚度”、“上”、“下”“垂直”、“平行”、“底”、“角”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。