一种下吸式气化炉

文档序号:149273 发布日期:2021-10-26 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种下吸式气化炉 (Downdraft gasifier ) 是由 胡红萍 于 2021-07-29 设计创作,主要内容包括:本发明涉及生物质气化炉技术领域,且公开了一种下吸式气化炉,包括炉体,所述炉体内部设有氧化区,所述氧化区的下方设有还原区,所述还原区的内部固定安装有下整板,所述氧化区的内部固定安装有上整板,所述氧化区的两侧设有进气管。本发明通过在氧化区以及还原区设置上下整板,将来自裂解区的物料均匀的分布在规整腔内部,然后在规整腔的外侧设置用于气流流动的腔体,利用腔体上的气孔,从炭块的顶部以及周侧开始多角度均匀布风,以确保整板内部的氧化还原反应均匀彻底地进行,避免供风不均带来的反应不彻底,均匀了排出气体的温度,避免了温度不均带来的干燥区干燥不均的情况,同时稳定了排出气体的成分,提高了燃气质量。(The invention relates to the technical field of biomass gasification furnaces, and discloses a downdraft gasification furnace which comprises a furnace body, wherein an oxidation region is arranged in the furnace body, a reduction region is arranged below the oxidation region, a lower whole plate is fixedly arranged in the reduction region, an upper whole plate is fixedly arranged in the oxidation region, and air inlet pipes are arranged on two sides of the oxidation region. According to the invention, the upper and lower whole plates are arranged in the oxidation area and the reduction area, so that materials from the cracking area are uniformly distributed in the regular cavity, then the cavity for airflow flowing is arranged on the outer side of the regular cavity, and air is uniformly distributed from the top and the peripheral side of the carbon block at multiple angles by using the air holes on the cavity, so that the redox reaction in the whole plate is uniformly and thoroughly carried out, the incomplete reaction caused by uneven air supply is avoided, the temperature of the discharged gas is uniform, the condition of uneven drying in the drying area caused by uneven temperature is avoided, the components of the discharged gas are stabilized, and the quality of fuel gas is improved.)

一种下吸式气化炉

技术领域

本发明涉及生物质气化炉技术领域,具体为一种下吸式气化炉。

背景技术

下吸式气化炉的空气从气化炉的侧壁的空气喷嘴吹入,产出气的;流动 方向与物料下落方向相同,因此也称为顺流式气化炉,吹入的空气与物料在 氧化区混合燃烧,产生的热量用于热解区物料裂解以及还原反应区还原反应 的发生,还原反应位于氧化反应的下方,氧化反应产生的炭、二氧化碳和水 蒸气在这一区域进行反应,还原区产生的热气流还会经过热解区以及干燥区, 通过导热翅片进行热交换,用于裂解以及干燥。

现有的下吸式气化炉因为供风手段不佳,供风的流量容易受到物料的间 隙,出风口和进风口的位置、形状的影响,而出现供风不均匀,导致氧化、 还原反应不均匀,造成部分区域高温或者部分区域燃烧不完全情况的发生, 使得各处排出的温度出现偏差,温度不均会导致干燥区干燥效果不均匀。

发明内容

针对背景技术中提出的现有下吸式气化炉在使用过程中存在的不足,本 发明提供了一种下吸式气化炉,具备均匀供风、排气温度均匀、干燥均匀的 优点,解决了上述背景技术中提出关于供风不均带来的反应不均以及排气温 度均的问题。

本发明提供如下技术方案:一种下吸式气化炉,包括炉体,所述炉体内 部设有氧化区,所述氧化区的下方设有还原区,所述还原区的内部固定安装 有下整板,所述氧化区的内部固定安装有上整板,所述氧化区的两侧设有进 气管,所述进气管延伸至上整板的内部顶端;

所述下整板包括下壳体,所述下壳体的内部填充有下规整腔,所述下规 整腔为正六边形,所述下规整腔内部中空且上下端开口,所述下规整腔的中 心与下壳体的圆心在同一点,所述下规整腔的外侧与下壳体之前通过外环固 定连接,所述下规整腔相连的侧壁顶部安装有上顶伞,所述下规整腔的侧壁 之间开设有通气腔,所述上顶伞位于相邻两个通气腔顶部的中心线上,所述 上顶伞底部与通气腔的上表面之间存有间隙,所述上顶伞的形状与蘑菇相同, 所述通气腔的上端开口,且通气腔下端封闭,所述通气腔靠近下规整腔中心线的一侧开设有通气孔,所述外环的内部中空,且外环的上端开口,所述外 环的上端未设有上顶伞,所述外环靠近下规整腔中心线的一侧设有通气孔。

优选的,所述上整板包括上壳体,所述上壳体的内部填充有上规整腔, 所述上规整腔的形状、尺寸以及分布方式与下规整腔相同,所述上规整腔与 相邻上规整腔之间通过内布气腔固定,所述内布气腔的内部中空且上端开口, 所述内布气腔正对上规整腔的侧壁上开设有出气孔,所述上规整腔的外侧固 定安装有外出气腔,所述外出气腔的另一侧与上壳体的内侧固定安装,所述 外出气腔靠近上规整腔的一侧开设有进气孔,所述外出气腔的下端开口,所 述外出气腔以及内布气腔的上端顶部固定安装有上进气腔,所述上进气腔的两侧与进气管连通,所述上进气腔的内部中空,且上进气腔的下端与内布气 腔内部连通。

优选的,所述上规整腔的下端对准下规整腔的上端,所述外出气腔的底 端与外环的顶部正对且紧密接触。

优选的,所述外出气腔的长度要大于上规整腔和内布气腔的长度,使得 上规整腔、内布气腔与下规整腔、通气腔之间的连接处存在有一定间隙。

优选的,所述下规整腔、上规整腔的面积大于80mm*80mm。

本发明具备以下有益效果:

1、本发明通过在氧化区以及还原区设置上下整板,将来自裂解区的物料 均匀的分布在规整腔内部,然后在规整腔的外侧设置用于气流流动的腔体, 利用腔体上的气孔,从炭块的顶部以及周侧开始多角度均匀布风,以确保整 板内部的氧化还原反应均匀彻底地进行,避免供风不均带来的反应不彻底, 均匀了排出气体的温度,避免了温度不均带来的干燥区干燥不均的情况,同 时稳定了排出气体的成分,提高了燃气质量。

2、本发明通过将上下整板规整腔位置对齐,来保证物料放置均匀,在下 下整板之间设置连接间隙,来保证气流的正常流通,由于氧化区与还原区的 炭块燃烧程度不同带来的尺寸有偏差,使得氧化区的炭块间隙大于还原区, 可燃气体下落速度受阻力影响,连接间隙的存在为可燃气体的流动提供了通 道,减小了空气压力,提高了气体下落速度。

附图说明

图1为本发明结构示意图;

图2为本发明下整板横剖结构示意图;

图3为本发明下整板纵剖结构示意图;

图4为本发明图3中A处结构示意图;

图5为本发明上整板纵剖结构示意图。

图中:1、炉体;2、氧化区;3、还原区;4、下整板;41、下壳体;42、 下规整腔;43、外环;44、上顶伞;45、通气腔;46、通气孔;5、上整板; 51、上壳体;52、上规整腔;53、内布气腔;54、外出气腔;55、上进气腔; 6、进气管。

具体实施方式

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,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5,一种下吸式气化炉,包括炉体1,炉体1内部设有氧化区 2,氧化区2的下方设有还原区3,还原区3的内部固定安装有下整板4,氧 化区2的内部固定安装有上整板5,氧化区2的两侧设有进气管6,进气管6 延伸至上整板5的内部顶端;

下整板4包括下壳体41,下壳体41的内部填充有下规整腔42,下规整 腔42为正六边形,下规整腔42内部中空且上下端开口,下规整腔42的中心 与下壳体41的圆心在同一点,下规整腔42的外侧与下壳体41之前通过外环 43固定连接,下规整腔42相连的侧壁顶部安装有上顶伞44,下规整腔42的 侧壁之间开设有通气腔45,上顶伞44位于相邻两个通气腔45顶部的中心线 上,上顶伞44底部与通气腔45的上表面之间存有间隙,上顶伞44的形状与蘑菇相同,通气腔45的上端开口,且通气腔45下端封闭,通气腔45靠近下 规整腔42中心线的一侧开设有通气孔46,外环43的内部中空,且外环43的 上端开口,外环43的上端未设有上顶伞44,外环43靠近下规整腔42中心线 的一侧设有通气孔46,图中实线箭头方向表示气流方向,虚线箭头表示下规 整腔42内部物料和气流方向,氧化区的炭与热气流下落时,炭会掉落在下规 整腔42区域,下落过程中由于具有一定重力落差,此时会有部分炭撞击通气腔45的上表面,为了避免炭块被撞碎进入到通气腔45内部,在通气腔45的 顶部设置上顶伞44,当炭块掉落在上顶伞44上时,在上顶伞44表面的弧面 驱使下,向两侧的下规整腔42内部掉落,而气体会从外环43以及上顶伞44 与通气腔45之间的间隙处向通气腔45内部流动,下规整腔42内部布满炭块, 热气流会从通气孔46从炭块的顶端以及侧边向炭块内部流动,最后起来使得 单块的炭块与热气流接触的面积增加,同时提高了还原层物料与热气流反应 效率,减少了不完全燃烧的产物的产生,加快了还原反应的发生,使得气化 炉内的温度稳定效应加快,能够快速的完成温度的稳定,同时通过均匀供风 实现各种还原反应均匀发生,避免出气处温度不均情况的发生,提高了干燥 区干燥效率。

其中,上整板5包括上壳体51,上壳体51的内部填充有上规整腔52, 上规整腔52的形状、尺寸以及分布方式与下规整腔42相同,上规整腔52与 相邻上规整腔52之间通过内布气腔53固定,内布气腔53的内部中空且上端 开口,内布气腔53正对上规整腔52的侧壁上开设有出气孔,上规整腔52的 外侧固定安装有外出气腔54,外出气腔54的另一侧与上壳体51的内侧固定 安装,外出气腔54靠近上规整腔52的一侧开设有进气孔,外出气腔54的下 端开口,外出气腔54以及内布气腔53的上端顶部固定安装有上进气腔55, 上进气腔55的两侧与进气管6连通,上进气腔55的内部中空,且上进气腔 55的下端与内布气腔53内部连通,上进气腔55中通过进气管6向内部通入 空气,空气在上进气腔55中聚集后,通过上规整腔52的上端以及内布气腔 53向上规整腔52内部的物料供氧氧化反应所需要的气化剂空气,多角度供氧, 加快氧化反应的发生,由于上规整腔52的形状以及分布具有一定规律性,有 效地均匀了氧气与物料的接触面积,上规整腔52中的物料与氧气反应产生可 燃气体后,燃气的下落路径有两条,一条是通过上规整腔52下端的出口,在 与上规整腔52反应后,气体与物料一起向下掉落,另一条是外出气腔54下 端的出口,最外端的形状由于带有一定残缺性,因此下落后的气体分布存在 一定不均,因此将最外侧的燃气会有一大部分通过外出气腔54处的进气孔收 集到外出气腔54中,然后通过外出气腔54向下流动到外环43中,利用外环 43对燃气均匀布风,使得氧化反应的供氧均匀全面,减少物料间隙对供风以 及反应影响,减少因氧气含量不同带来的温度不均的情况。

其中,上规整腔52的下端对准下规整腔42的上端,外出气腔54的底端 与外环43的顶部正对且紧密接触,使得外出气腔54中的氧化反应产生的气 体直接进入外环43内部,然后通过外环43上的通气孔46布气,同时位置正 对的上规整腔52、下规整腔42也能够有效地将物料完整投放,避免出现投放 错位,导致下规整腔42中的炭块数量不一,造成产气不均。

其中,外出气腔54的长度要大于上规整腔52和内布气腔53的长度,使 得上规整腔52、内布气腔53与下规整腔42、通气腔45之间的连接处存在有 一定间隙,方便上整板5中产出的可燃气体能够从上顶伞44以及通气腔45 之间的连接间隙进入通气腔45内部,同时该连接间隙的存在也有一定的缓压 效果,由于物料的燃烧程度在一定程度上影响了物料的体积大小,氧化区的 物料在进行氧化反应后,体积会在一定程度上减小,使得下规整腔42中炭块 的密集程度增大,物料间隙变小,物料间隙变小后,上整板5中气流向下流 动受到的物料间隙的阻力也会增加,使得上方气流下落受阻,影响气流向下 流动速度,而连接间隙以及通气腔45的存在,为气流的流动提供了多条路径, 有效地减少了空气压力,避免上规整腔52中的气流向下规整腔42中流动时, 在下整板4与上整板5的连接处形成阻力,既提高了气流与炭块的接触面积, 又能够避免物料间隙影响气流下落。

其中,下规整腔42、上规整腔52的面积大于80mm*80mm,物料燃烧的最 佳尺寸在80mm*80mm*80mm以及40mm*40mm*40mm之间,因此为了储存方便可 将单个下规整腔42、上规整腔52的尺寸大于最大尺寸,使得单个下规整腔 42、上规整腔52的横向个数有限,炭块纵向恩不较长,便于通气孔46处的 气体与炭块、物料反应,避免炭块、物料密度过大,导致物料间隙过小,不 便于气流与物料反应,减少不完全燃烧产物的生成,稳定产气成分。

本发明的使用方法如下:

原料从裂解区裂解形成炭,下落到氧化区2中,利用固定在氧化区2内 部的上规整腔52将炭进行规整,使得炭块均匀的分布在上规整腔52内部, 空气通过进气管6向上进气腔55内部排气,从内布气腔53以及上规整腔52 的上端多角度向上规整腔52内部排气,空气和炭块发生氧化反应产生可燃气 体和炭,炭再从上规整腔52掉落在下规整腔42中,可燃气体通过上规整腔 52的下端以及外出气腔54上的进气孔,将可燃气体排到下整板4中,通过下 整板4中的通气腔45以及外环43将可燃气与下规整腔42内部的炭块反应, 发生还原反应,均匀部分,提高还原反应,均匀温度,还原反应产生的气体 与灰渣再通过下规整腔42的下端排到炉体1的底部。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来 将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示 这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、 “包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系 列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明 确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有 的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而 言,可以理解在不脱离本发明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,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

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