阅读说明：本技术 一种生物质高效清洁炭和气的多联产装置 (Poly-generation device for efficiently cleaning carbon and gas by biomass ) 是由 马培勇 雷阳阳 祁风雷 邢献军 夏永昭 仰科 孙海韵 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种生物质高效清洁炭和气的多联产装置,包括炉体,炉体的底部设有出灰口,炉体内设有炉排,炉排下方设有导热板；炉排的上方设为气化室,炉排与导热板之间设为炭化室,导热板的下方设为燃烧室；燃烧室的侧壁上设有进料绞龙、进气口,炭化室中靠近导热板的上方设有自动出炭装置；另气化室的顶部设有出气口,侧壁上设有第一物料进料口；本发明采用热量分级利用原理,燃烧室燃烧产生的高热量会先将炉排底部的生物质炭化,同时剩余的热量会将上层进入气化室的物料发生氧化还原反应,从而产生生物质燃气；从而突破了现有的固定床上、下吸式气化炉只生产生物质燃气或炭的缺陷,实现了生物质气和炭的联产,大大提高了生物质的利用率。(The invention relates to a poly-generation device for efficiently cleaning charcoal and gas by biomass, which comprises a furnace body, wherein the bottom of the furnace body is provided with an ash outlet, a fire grate is arranged in the furnace body, and a heat-conducting plate is arranged below the fire grate; a gasification chamber is arranged above the fire grate, a carbonization chamber is arranged between the fire grate and the heat conducting plate, and a combustion chamber is arranged below the heat conducting plate; the side wall of the combustion chamber is provided with a feeding auger and an air inlet, and an automatic carbon discharging device is arranged in the carbonization chamber above the heat conducting plate; the top of the gasification chamber is provided with an air outlet, and the side wall of the gasification chamber is provided with a first material inlet; according to the biomass fuel gas gasification furnace, the heat grading utilization principle is adopted, biomass at the bottom of the grate can be carbonized firstly by high heat generated by combustion in the combustion chamber, and simultaneously, materials entering the gasification chamber from the upper layer can be subjected to oxidation-reduction reaction by the residual heat, so that biomass fuel gas is generated; therefore, the defect that the existing fixed bed up-draft and down-draft gasification furnaces only produce biomass gas or charcoal is overcome, the co-production of the biomass gas and the charcoal is realized, and the utilization rate of biomass is greatly improved.)

一种生物质高效清洁炭和气的多联产装置

技术领域

本发明属于生物质能利用技术领域，尤其涉及采用生物质制备燃气和炭领域。

背景技术

能源和环境问题已成为全球关注的焦点，随着我国能源消耗的迅速增长，化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染和生态破坏，煤、石油、天然气作为现阶段的主要能源，同时也是宝贵的有机化工的原料，资源量日益减少，我国普遍用作燃料的方式造成了很大的浪费，开发洁净的可再生能源成为了可持续发展的迫切需要，与此同时，生物质能在可再生能源中，是地球上唯一能够储存和可运输的清洁能源，资源量大，分布广，开发潜力巨大；生物质气化是生物质能利用技术之一，其中，固定床气化炉因其具有结构简单、制造简便、造价低廉、操作容易、适用于块状及大颗粒原料等优点，适合我国农村使用；该类型的气化炉分为上吸式气化炉和下吸式气化炉，由于结构问题，其上吸式气化炉生产的燃气热值偏低，不会生产炭，而且密封困难，添料不方便等问题，下吸式气化炉存在灰分大，从高温区带走的热量多，气化不充分等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种生物质高效清洁炭和气的多联产装置，包括炉体，所述炉体的底部设有出灰口，所述炉体内设有炉排，炉排下方设有导热板；所述炉排的上方设为气化室，所述炉排与导热板之间设为炭化室，所述导热板的下方设为燃烧室；所述燃烧室的侧壁上设有进料绞龙、进气口，所述炭化室中靠近导热板的上方设有自动出炭装置；另所述气化室的顶部设有出气口，侧壁上设有第一物料进料口。

作为本发明的进一步优化方案，所述炉体的外部还设有物料干燥装置，物料干燥装置的内部设有物料干燥室，顶部设有第二物料进料口，底部设有物料出料口；所述物料干燥室内贯穿设有干燥管，所述干燥管的一端与出气口连通，另一端设有引风机；所述物料出料口与第一物料进料口之间设有螺旋进料装置；炉体内产生的高温燃气会通过生物质物料干燥室中的干燥管，利用燃气自身的热量来干燥生物质物料，减少物料中的水分，有效利用了燃气携带的余热，降低了能耗，并可实现燃气的安全、方便输送。

作为本发明的进一步优化方案，所述干燥管内靠近出气口的一侧设有催化剂网；通过催化剂网可以将燃气中含有的焦油等杂质转化成可燃气体，从而提高了生物质气的热值。

作为本发明的进一步优化方案，所述自动出炭装置的外部设有水冷装置；当生物质炭排出时含有很高的热量，水冷系统将热量吸收，这样一方面降低了生物质炭的温度，方便运输，同时也便于有效利用生物质炭携带的余热。

作为本发明的进一步优化方案，所述水冷装置上还连接设有制冷机。

本发明的有益效果在于：

1)本发明中采用热量分级利用原理，燃烧室燃烧产生的高热量会先将炉排底部的生物质炭化，产生的生物炭掉落到炭化室的自动出炭装置上；同时剩余的热量会将上层进入气化室的物料发生氧化还原反应，从而产生生物质燃气；从而突破了现有的固定床上、下吸式气化炉只生产生物质燃气或炭，且热效率低的缺陷，实现了生物质气和炭的联产，大大提高了生物质的利用率；

2)产生的燃气热值高、焦油和其它杂质含量低，可同时产生生物质燃气和生物质炭，燃烧的热量等到了最大化利用；

3)并且充分利用余热，减少能量的损耗。

附图说明

图1是本发明的结构原理剖视示意图；

图中：1、炉体；11、出灰口；12、炉排；13、导热板；2、气化室；21、出气口；22、第一物料进料口；3、炭化室；31、自动出炭装置；4、燃烧室；41、进料绞龙；42、进气口；5、物料干燥装置；51、物料干燥室；52、第二物料进料口；53、物料出料口；6、干燥管；61、引风机；62、催化剂网；7、螺旋进料装置；8、水冷装置；9、制冷机。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

如图1所示一种生物质高效清洁炭和气的多联产装置,包括炉体1，所述炉体1的底部设有出灰口11，所述炉体1内设有炉排12，炉排12下方设有导热板13；

其中，将所述炉排12的上方设为气化室2，所述炉排12与导热板13之间设为炭化室3，所述导热板13的下方设为燃烧室4；

在燃烧室4的侧壁上设有进料绞龙41、进气口42，所述炭化室3中靠近导热板13的上方设有自动出炭装置31；

另所述气化室2的顶部设有出气口21，侧壁上设有第一物料进料口22；

使用时，通过进料绞龙向燃烧室内供料，同时通过进料绞龙的下方设有的空气进口向燃烧室内提供空气，并保证燃烧室的空气充足；燃烧室燃烧产生的高温烟气会通过导热板将热量传递到炭化室中，将炉排上的生物质物料进行炭化，炭化后的生物质炭灰掉落到炭化室中设置的自动出炭装置上，并由自动出炭装置排出炉体外；炉排上方的生物质会发生不完全燃烧，由此产生的生物质燃气会经过出气口排出；

进一步的，在炉体1的外部还设有物料干燥装置5，物料干燥装置5的内部设有物料干燥室51，顶部设有第二物料进料口52，底部设有物料出料口53；所述物料干燥室51内贯穿设有干燥管6，所述干燥管6的一端与出气口21连通，另一端设有引风机61；所述物料出料口53与第一物料进料口22之间设有螺旋进料装置7；干燥管6内靠近出气口21的一侧设有催化剂网62；

由于产生的生物质燃气温度高，且含有焦油等杂质，将生物质燃气会经过出气口排出后，通入干燥管，经过干燥管内设置的催化剂网将焦油等杂质转化成可燃气体，从而提高了生物质气的热值；同时干燥管会通过物料干燥室，占用高温的燃气在经过物料干燥室部分的干燥管时，利用自身的热量来干燥生物质物料，干燥后的物料通过螺旋进料装置直接运输到气化室中，继续进行炭化；

更进一步的，所述自动出炭装置31的外部设有水冷装置8，水冷装置8上还连接设有制冷机9；当生物质炭在排出时含有很高的热量，水冷装置会将将热量吸收，同时生成的热水经过制冷机产生制冷的效果，这样一方面降低了生物质炭的温度，方便运输，同时也便于有效利用生物质炭携带的余热；

本发明生物质高效清洁炭和气的多联产装置具备自预热、自保温、自冷却、能耗低、转化率高、产生的燃气热值高、焦油含量低，可同时产生生物质燃气和生物质炭的优点，将燃烧的热量尽可能得到最大化的利用，可用于玉米秸秆、小麦秸秆、稻壳、花生壳等各种生物质生产燃气。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。