[實用新型]一種木質纖維素類生物質無焦油氣化爐灶

有效

• 申請號: 201420742660.2
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN204438214U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: 劉玉環;王允圃;朱譜琪;阮榕生;鄭洪立;巫小丹;萬益琴
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: F24C3/00
• 分類號: F24C3/00;C10J3/20;C10J3/84
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本實用新型涉及生物質能源技術領域，具體涉及一種氣化爐灶。

背景技術

木質纖維素類生物質（以下簡稱生物質）氣化的目標是得到盡可能多的可燃氣體產物，但在現有的生物質氣化過程中，焦油似乎是不可避免的副產物。市場常見的生物質氣化爐灶煙熏火燎的現狀比較常見，其中原因主要是缺乏對生物質裂解氣中焦油的分離、以及缺少促進焦油二次裂解的有效手段。由于焦油在高溫時呈氣態，與可燃氣體完全混合，而在低溫時（如低于200℃）凝結為液態，容易和水、灰分等結合在一起，堵塞裂解氣通道，使生物質氣化設備運行發生困難。另外，焦油的存在對氣化還有其他的不利影響，首先它降低了氣化效率；其次焦油成分中含有含量很高的PAH（稠環芳香烴類物質），PAH具有致癌的危險性且難于治理，會對環境造成長久污染，危害人體健康，必須盡量減少其發生。

傳統的氣化爐大部分存在燃氣中焦油含量高或焦油處理效率低的問題。中國專利CN?1664066A公開了一種復合式生物質氣化爐及熱解裝置，其技術方案要點是：由兩座生物質氣化爐和四套U形催化器組成。盡管該設計方案的焦油裂解率較好，但結構復雜、成本較高、體系龐大、設備占用空間大，不適合農村家庭使用。

白云石是目前為止研究得最多和最成功的焦油二次裂解催化劑，一般當白云石中CaCO₃/MgCO₃在1~1.5時效果較好。白云石作為焦油裂解催化劑的主要優點是催化效率高，低成本，所以具有很好的實用價值。

影響白云石催化焦油裂解效果的最重要因素是溫度和接觸時間。在800℃以上即有很高的裂解率，而在900℃左右即可得到理想的效果，而這一溫度和生物質氣化的溫度相近。接觸時間是由氣相停留時間和催化劑的比表面積決定的，所以氣相停留時間與白云石的顆粒大小成為催化裂解的重要工藝條件。例如在800℃，氣相停留時間在0.5s左右時，對d≈2.00mm的白云石，其催化效率達到95%。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種木質纖維素類生物質無焦油高效氣化爐灶。

本實用新型是通過以下技術方案實現的。

本實用新型包括灶頭1、水箱2、燃氣導入器3、水箱出水口4、裂解氣出口5、倒U形裂解氣阻流罩6、隔熱保溫層7、不銹鋼絲網8、白云石9、固定栓10、半開式爐柵11、水箱注水口12、燃氣導氣孔13、水封槽14、進料口15、獨立爐芯16、調節閥17、輸氣管18、活動栓19、風機20、灰室21。分為上部的空氣-燃氣混合器24和下部的氣化爐25兩部分。

本實用新型上部為空氣-燃氣混合器，其頂部設有灶頭1，并有水箱2環繞，水箱2設有進水口12和出水口4供隨時添加冷水和放出熱水。空氣-燃氣混合器的主體是錐形集氣筒，?由其內部向外突出的螺旋形上升褶皺是燃氣導入器3，燃氣導入器3的外壁兼作空氣上升的導氣板，導氣板上鉆有一排排燃氣導氣孔13，錐形集氣筒與下部的氣化爐的燃氣出口緊密對接。

本實用新型裝置的下部為氣化爐，其核心部位是獨立爐芯16。獨立爐芯16外周的中下部由白云石9環繞并用不銹鋼絲網8固定；獨立爐芯16的中上部用倒U形裂解氣阻流罩6罩蓋，在獨立爐芯上設有進料口15；獨立爐芯16上端設有裂解氣出口5，它與裂解氣-燃氣通道相通。所述的裂解氣-燃氣通道由三段通道組成：第一段是由白云石9和不銹鋼絲網8構成的焦油二次裂解催化層與倒U形裂解氣阻流罩6之間形成的夾縫；第二段是由倒U形裂解氣阻流罩6與隔熱保溫層7之間形成的夾縫；第三段是由隔熱保溫層7與空氣-燃氣混合器的錐形集氣筒銜接所構成的通道構成。獨立爐芯16的下端與灰室21連接；灰室21與風機20連接；灰室21內設半開式爐柵11，其一端用活動栓19固定于灰室的頂端一側，其另一端在設備正常運行時固定在固定栓10上；設備正常運行時，爐柵緊貼獨立爐芯底部，連帶灰室門22封閉；停機時松開固定栓，使半開式爐柵11成半開狀態，灰室門22開啟，從灰室21底部掏灰和收集未反應完全的炭塊；水封槽14位于氣化爐隔熱保溫層7的頂端。

本實用新型的空氣-燃氣混合器上部24與氣化爐下部25還通過水封槽14和風機20的上行的輸氣管18連接。輸氣管18上設有上行氣體流量調節閥17。