[發明專利]沼氣發生裝置與煤炭秸稈氣化裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201810227694.0
• 申請日: 2018-03-06
• 公開（公告）號: CN108410722B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張英華
• 申請（專利權）人: 張英華
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/36;C12M1/34;C12M1/107;C12M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種沼氣發生裝置與煤炭秸稈氣化裝置，其特征在于：沼氣發生裝置主要由沼氣池(1)、回轉式沼氣發生器、前隔離墻(2)、螺旋抽槳機(11)、后隔離墻(3)、電動機(6)、主動錐形齒輪(7)、從動錐形齒輪(8)、螺旋加料機(9)、密封夾(10)、泥漿泵(12)或者螺旋抽泥機、離心甩干機(13)和加熱管(14)組成；沼氣池(1)底部前高后低向下傾斜，沼氣池(1)由保溫的密封材料制成，回轉式沼氣發生器前高后低傾斜地裝在前隔離墻(2)和后隔離墻(3)上，回轉式沼氣發生器內部有回轉骨架，回轉骨架由環形鋼筋和橫向鋼筋條組成，橫向鋼筋條上裝有肋板，回轉式沼氣發生器的回轉骨架上從前到后依次裝有前環形軌道、不銹鋼回轉網(4)、前不銹鋼環、空白段、后不銹鋼環、從動錐形齒輪、玻璃鋼回轉管(5)和后環形軌道，回轉式沼氣發生器的前端出口裝有不銹鋼網，不銹鋼網的中心位置有一個大圓孔，前隔離墻(2)的圓孔套在回轉式沼氣發生器前端，前隔離墻(2)的圓孔內裝有回轉式沼氣發生器的海綿密封圈和與回轉式沼氣發生器的前環形軌道配合的多個滾輪，密封夾(10)將螺旋加料機(9)的前段和回轉式沼氣發生器的前不銹鋼環、空白段、后不銹鋼環包裹，螺旋加料機(9)傾斜地裝在沼氣池(1)的蓋板上，螺旋加料機(9)的上段是秸稈料斗；電動機(6)通過主動錐形齒輪(7)帶動回轉式沼氣發生器上的環形從動錐形齒輪(8)轉動，從而帶動回轉式沼氣發生器轉動；后隔離墻(3)的圓孔套在回轉式沼氣發生器后端，后隔離墻(3)的圓孔內裝有與回轉式沼氣發生器的后環形軌道配合的多個滾輪；螺旋抽槳機(11)的前段傾斜地放入前隔離墻(2)前面的沼氣池(1)里，螺旋抽槳機(11)的后段固定在沼氣池(1)的蓋板上，將螺旋抽槳機(11)的輸出管接到螺旋加料機(9)的秸稈料斗上；泥漿泵(12)沉入后隔離墻(3)后面的沼氣池(1)的泥漿坑里，將泥漿泵(12)的輸出管接到離心甩干機(13)上，或者將螺旋抽泥機的前段傾斜地放入后隔離墻(3)后面的沼氣池的泥漿坑里，螺旋抽泥機的后段固定在沼氣池(1)的蓋板上，螺旋抽泥機的輸出管接到離心甩干機(13)上，從離心甩干機(13)甩出來的水從后隔離墻(3)后面的沼氣池(1)蓋板的孔流到沼氣池(11)里，兩組加熱管(14)從沼氣池(1)的前隔離墻(2)前面的沼氣池(1)蓋板進入沼氣池(1)，然后兩組加熱管(14)從回轉式沼氣發生器管兩側穿過前隔離墻(2)和后隔離墻(3)穿過，穿過后隔離墻(3)的兩組加熱管(14)再穿過沼氣池的后隔離墻(3)后面的沼氣池(1)蓋板，前隔離墻(2)與螺旋加料機(9)之間的沼氣池(1)的蓋板裝有沼氣輸出管(15)；煤炭秸稈氣化裝置結構如下：爐體從外到內依次是外殼(16)、回轉窯(17)、隔層回轉網(18)和內層回轉網(19)，爐體前高后低地安裝在第一個支撐架(20)和第二個支撐架(20)上，回轉窯(17)的前環形軌道壓在第一個支撐架(20)上的兩個滾輪上，回轉窯(17)的后環形軌道壓在第二個支撐架(20)上的兩個滾輪上，回轉窯(17)由泡沫合金制成，內層回轉網(19)是錐形回轉網，回轉窯(17)、隔層回轉網(18)和內層回轉網(19)的后端裝有環形金屬網+環形金屬板，環形金屬網的網孔較大，環形金屬網將煤粉和秸稈燒剩下的灰渣漏下去、漏到外殼(16)末端裝有的灰渣管里，灰渣管里裝有上灰渣電動旋轉碟閥(38)和下灰渣電動旋轉碟閥(39)；環形金屬板在環形金屬網的中心孔內，環形金屬網與環形金屬板連成一片，空心轉軸(35)穿過環形金屬板的中心孔，環形金屬板固定在所述空心轉軸(35)上，空心轉軸(35)后段穿過外殼(16)后端的軸承，空心轉軸(35)后段裝有從動齒輪(36)，從動齒輪(36)與齒輪減速電機(37)轉軸上裝有的主動齒輪嚙合，齒輪減速電機(37).固定在第三個支撐架(20)上，空心轉軸(35)后端通過有機硅密封圈與助燃風管(40)活動連接，回轉窯(17)的前環形軌道后面與外殼(16)之間裝有陶瓷纖維毛氈密封圈，回轉窯(17)的中段與外殼(16)之間裝有陶瓷纖維毛氈密封圈，回轉窯(17)的后環形軌道前面與外殼(16)之間裝有陶瓷纖維毛氈密封圈，外殼(16)前段頂部裝有煙氣管，外殼(16)后段頂部裝有燃氣管，燃氣管旁的外殼(16)內裝有溫度傳感器，燃氣管上依次裝有煙氣加熱器(43)、鍋爐(47)和空氣加熱器(51)，燃氣依次穿過煙氣加熱器(43)的熱通道、鍋爐(47)的熱通道和空氣加熱器(51)的熱通道，煙氣吸風機(41)將回轉窯(17)前段產生的煙氣從煙氣管抽出后經過煙氣電動調節閥(42)再穿過煙氣加熱器(43)的冷通道，然后進入助燃風管(40)中心位置裝有的噴煙管，噴入空心轉軸(35)中，清水泵(45)從水箱(44)抽從水后經過電動調節水閥(46)進入鍋爐(47)的冷通道，鍋爐(47)產生的水蒸汽進入儲汽罐(48)，儲汽罐(48)上裝有壓力傳感器，從儲汽罐(48)出來的水蒸汽經過電動調節汽閥(49)進入助燃風管(40)，鼓風機(50)吹出的風穿過空氣加熱器(51)的冷通道再經過電動調節風閥(52)進入助燃風管(40)，外殼(16)后端裝有沼氣燃燒器(34)和柴油噴嘴(33)；外殼(16)前端裝有旋轉布料器，旋轉布料器的布料電機(30)的輸出齒輪與布料圓板(29)的邊緣的布料齒輪嚙合，布料圓桶(28)下面的布料圓板(29)上有數個圓孔與布料圓桶(28)底部的數個圓孔配對，旋轉布料器的布料圓桶(28)內裝有煤粉，煤粉通過煤粉漏斗(25)下面的煤炭電動旋轉閥(26)漏到煤炭鏈條輸送機(27)的鐵槽里，煤炭鏈條輸送機(27)將煤粉輸送到旋轉布料器的布料圓桶(28)里，外彎頭(32)上端與布料圓板(29)活動連接，外彎頭(32)的下端通過陶瓷纖維毛氈密封圈與回轉窯(17)前端活動連接，外彎頭(32)上端固定在外殼(16)前端，旋轉布料器的布料圓桶(28)和布料圓板(29)的中央位置有秸稈螺旋擠壓輸送機(24)穿過，秸稈螺旋擠壓輸送機(24)的下半部與內彎頭(31)的上端固定連接，秸稈螺旋擠壓輸送機(24)的上半部分是秸稈圓桶，秸稈通過秸稈漏斗(21)的漏斗管上裝有秸稈電動旋轉閥(22)漏到秸稈鏈條輸送機(23)鐵槽里，秸稈鏈條輸送機(23)將秸稈輸送到秸稈螺旋擠壓輸送機(24)的秸稈圓桶里，內彎頭(31)的下端接通過陶瓷纖維毛氈密封圈與隔層回轉網(18)前端活動連接；燃氣從空氣加熱器(51)的熱通道出來后從沼氣發生裝置的前隔離墻(2)前面沼氣池(1)蓋板上的兩組加熱管(14)的入口進入兩組加熱管(14)，加熱沼氣池(1)里面的水，燃氣從沼氣發生裝置的后隔離墻(3)后面的沼氣池(1)蓋板上的兩組加熱管(14)出來后匯集在一條管上，然后經過燃氣吸風機(53)進入傾斜脫硫器，傾斜脫硫器的結構如下：傾斜脫硫器由傾斜石灰水管(54)、傾斜生石灰粉管(58)、生石灰粉漏斗(59)、電動旋轉蝶閥(60)、石灰水泵(56)和石灰水池(55)組成，傾斜石灰水管(54)與傾斜生石灰粉管(58)連接在一起形成一條傾斜向上的管子，石灰水泵(56)把石灰水池(55)里的石灰水抽出后從傾斜石灰水管(54)末端上方進入傾斜石灰水管(54)，從傾斜石灰水管(54)前端的出水管(57)出來的石灰水流到石灰水池(55)里；傾斜生石灰粉管(58)后端上方裝有生石灰粉漏斗(59)，生石灰粉漏斗(59)的漏斗管上裝有電動旋轉蝶閥(60)，生石灰粉漏斗(59)的漏斗管下端與傾斜生石灰粉管(58)后端連通；燃氣從傾斜石灰水管(54)的前端進入傾斜石灰水管(54)，穿過有石灰水流動的傾斜石灰水管(54)時將大部分二氧化硫脫除，再穿過裝有生石灰粉的斜生石灰粉管(58)的后將水份和剩余的二氧化硫脫除；或者燃氣經過燃氣吸風機(53)進入螺旋脫硫器，傾斜脫硫器的結構如下：螺旋脫硫器由螺旋石灰水管(54’)、傾斜生石灰粉管(58)、生石灰粉漏斗(59)、電動旋轉蝶閥(60)、石灰水泵(56)和石灰水池(55)組成，螺旋石灰水管(54’)是一條螺旋向上的管子，傾斜生石灰粉管(58)是一條傾斜向上的管子，螺旋石灰水管(54’)的后端與傾斜生石灰粉管(58)的前端連接在一起，石灰水泵(56)把石灰水池(55)里的石灰水抽出后從螺旋石灰水管(54’)末端上方進入螺旋石灰水管(54’)，從螺旋石灰水管(54’)前端的出水管(57)出來的石灰水流到石灰水池(55)里；傾斜生石灰粉管(58)后端上方裝有生石灰粉漏斗(59)，生石灰粉漏斗(59)的漏斗管上裝有電動旋轉蝶閥(60)，生石灰粉漏斗(59)的漏斗管下端與傾斜生石灰粉管(58)后端連通；燃氣從螺旋石灰水管(54’)的前端進入螺旋石灰水管(54’)，穿過有石灰水流動的螺旋石灰水管(54’)時將大部分二氧化硫脫除，再穿過裝有生石灰粉的斜生石灰粉管(58)的后將水份和剩余的二氧化硫脫除。

2.沼氣發生裝置與煤炭秸稈氣化裝置的控制方法，其特征在于：往沼氣池(1)里注水，沼氣池(1)里的水達到設定水位后停止注水，將秸稈放入螺旋加料機(9)的秸稈料斗里，啟動螺旋加料機(9)將秸稈料斗里秸稈壓入回轉式沼氣發生器，啟動電動機(6)，主動錐形齒輪(7)帶動從動錐形齒輪(8)轉動，從而帶動回轉式沼氣發生器轉動；回轉式沼氣發生器里的秸稈泡在水里、在厭氧菌的作用下秸稈發酵產生沼氣、并產生熱量加熱沼氣池(1)里的水，沼氣池的水溫在33℃和50℃這兩個溫度值附近時，沼氣發生裝置產生沼氣的速度最快，秸稈進入回轉式沼氣發生器后，回轉式沼氣發生器緩慢地轉動讓回轉骨架的橫向鋼筋條上裝有的肋板攪拌回轉式沼氣發生器的不銹鋼回轉網(4)里的秸稈，使回轉式沼氣發生器的不銹鋼回轉網(4)里的秸稈緩慢地向前向上移動，回轉式沼氣發生器的不銹鋼回轉網(4)里的秸稈厭氧發酵產生的沼氣穿過回轉式沼氣發生器的不銹鋼回轉網(4)的網孔到達沼氣池頂部的沼氣室，然后進入沼氣管(15)；秸稈在回轉式沼氣發生器的不銹鋼回轉網(4)里厭氧發酵產生的沼氣，回轉式沼氣發生器緩慢地轉動讓秸稈厭氧發酵剩下較輕物質在回轉骨架的橫向鋼筋條上裝有的肋板攪拌下質緩慢地向前向上移動，最后從回轉式沼氣發生器的前端的不銹鋼網的中心孔出來，漂浮在前隔離墻(2)前面的沼氣池(1)水面上被螺旋抽槳機(11)抽到螺旋加料機(9)的秸稈料斗里；回轉式沼氣發生器緩慢地轉動、回轉骨架的橫向鋼筋條上裝有的肋板攪拌下秸稈上的泥土沉到回轉式沼氣發生器的玻璃鋼回轉管(5)里，順著回轉式沼氣發生器的玻璃鋼回轉管(5)向下向后緩慢地移動，最后從回轉式沼氣發生器的后端出來，流入后隔離墻(3)后面的沼氣池(1)的泥漿坑里，被泥漿泵(12)抽到離心甩干機(13)里，或者被螺旋抽泥機抽到離心甩干機(13)里，離心甩干機(13)將泥漿里的水甩出，從離心甩干機(13)甩出來的水從后隔離墻(3)后面的沼氣池(1)蓋板上的小孔流到沼氣池(1)里；煤粉通過煤粉漏斗(25)下面的煤炭電動旋轉閥(26)漏到煤炭鏈條輸送機(27)的鐵槽里，煤炭鏈條輸送機(27)將煤粉輸送到旋轉布料器的布料圓桶(28)里，旋轉布料器的布料電機(30)的輸出齒輪帶動布料圓板(29)邊緣的布料齒輪轉動，從而帶動布料圓板(29)轉動，當布料圓桶(28)下面的布料圓板(29)上有數個圓孔與布料圓桶(28)底部的數個圓孔對正時，煤粉穿過布料圓桶(28)底部的數個圓孔和布料圓板(29)上的數個圓孔流到外彎頭(32)與內彎頭(31)的夾層里，然后流到回轉窯(17)與隔層回轉網(18)的夾層里；秸稈通過秸稈漏斗(21)的漏斗管上裝有秸稈電動旋轉閥(22)漏到秸稈鏈條輸送機(23)鐵槽里，秸稈鏈條輸送機(23)將秸稈輸送到秸稈螺旋擠壓輸送機(24)的秸稈圓桶里，秸稈螺旋擠壓輸送機(24)將秸稈圓桶里的秸稈經過內彎頭(31)送入隔層回轉網(18)與內層回轉網(19)的夾層里；隔層回轉網(18)與內層回轉(19)網的夾層里填滿秸稈后，外殼(16)后端裝有的柴油噴嘴(33)噴出柴油、噴到隔層回轉網(18)與內層回轉網(19)的夾層里的秸稈上；外殼(16)后端裝有的沼氣燃燒器(34)點火，沼氣燃燒器(34)的火焰點燃噴有柴油的隔層回轉網(18)與內層回轉網(19)的夾層里的秸稈；啟動齒輪減速電機(37)，齒輪減速電機(37)轉軸上裝有的主動齒輪帶動空心轉軸(35)上裝有的從動齒輪(36)轉動，從而帶動回轉窯(17)、隔層回轉網(18)和內層回轉網(19)轉動：鼓風機(50)吹出的風依次穿過空氣加熱器(51)的冷通道和電動調節風閥(52)進入助燃風管(40)，然后穿過空心轉軸(35)進入內層回轉網(19)，再穿過內層回轉網(19)支持隔層回轉網(18)與內層回轉網(19)的夾層里的秸稈燃燒；隔層回轉網(18)與內層回轉網(19)的夾層里秸稈燃燒的火焰點燃回轉窯(17)與隔層回轉網(18)的夾層里的煤粉；煙氣吸風機(41)將回轉窯(17)前段產生的含有大量水蒸汽和煤焦油煙氣從煙氣管抽出后經過煙氣電動調節閥(42)再穿過煙氣加熱器(43)的冷通道被加熱，然后進入助燃風管(40)中心位置裝有的噴煙管，噴入空心轉軸(35)中；清水泵(45)從水箱(44)抽從水后經過電動調節水閥(46)進入鍋爐(47)的冷通道，鍋爐(47)產生的水蒸汽進入儲氣罐(48)，從儲氣罐(48)出來的水蒸汽經過電動調節汽閥(49)進入助燃風管(40)，電腦控制儀根據燃氣管旁的外殼(16)內裝有的溫度傳感器設定的溫度值調節電動調節汽閥(49)的大小，電腦控制儀根據儲汽罐(48)上裝有的壓力傳感器設定的壓力值調節電動調節水閥(46)的大小；煤粉和秸稈燒剩下的灰渣從環形金屬網漏下去、漏到外殼(16)末端裝有的灰渣管里，灰渣管里裝有的上灰渣電動旋轉碟閥(38)將灰渣截留在上灰渣電動旋轉碟閥(38)上面的灰渣管里，上灰渣電動旋轉碟閥(38)上面的灰渣管里的灰渣達到一定數量時，灰渣管里裝有的上灰渣電動旋轉碟閥(38)打開將灰渣放到上灰渣電動旋轉碟閥(38)與下灰渣電動旋轉碟閥(39)之間的灰渣管里，然后上灰渣電動旋轉碟閥(38)關閉，之后輪到下灰渣電動旋轉碟閥(39)打開將上灰渣電動旋轉碟閥(38)與下灰渣電動旋轉碟閥(39)之間的灰渣放出，然后關閉下灰渣電動旋轉碟閥(39)；燃氣從空氣加熱器(51)的熱通道出來后進入沼氣發生裝置的前隔離墻(2)前面沼氣池(1)蓋板上的兩組加熱管(14)的入口進入兩組加熱管(14)，加熱沼氣池(1)里面的水，燃氣從沼氣發生裝置的后隔離墻(3)后面的沼氣池(1)蓋板上的兩組加熱管(14)出來后匯集在一條管上，然后經過燃氣吸風機(53)進入傾斜脫硫器，石灰水泵(56)把石灰水池(55)里的石灰水抽出后從傾斜石灰水管(54)末端上方進入傾斜石灰水管(54)，從傾斜石灰水管(54)前端的出水管(57)出來的石灰水流到石灰水池(55)里；生石灰粉漏斗(59)的漏斗管上裝有的電動旋轉蝶閥(60)轉動，生石灰粉從生石灰粉漏斗(59)的漏斗管下端流到傾斜生石灰粉管(58)后端、然后順坡向下流動；燃氣從傾斜石灰水管(54)的前端進入傾斜石灰水管(54)，穿過有石灰水流動的傾斜石灰水管(54)時將大部分二氧化硫脫除，再穿過裝有生石灰粉的斜生石灰粉管(58)后將水份和剩余的二氧化硫脫除；或者燃氣經過燃氣吸風機(53)進入螺旋脫硫器，石灰水泵(56)把石灰水池(55)里的石灰水抽出后從螺旋石灰水管(54’)末端上方進入螺旋管(54’)，石灰水在螺旋石灰水管(54’)里旋轉向下流動，從螺旋石灰水管(54’)前端的出水管(57)出來的石灰水流到石灰水池(55)里；生石灰粉漏斗(59)的漏斗管上裝有的電動旋轉蝶閥(60)轉動，生石灰粉從生石灰粉漏斗(59)的漏斗管下端流到傾斜生石灰粉管(58)后端、然后順坡向下流動；燃氣從螺旋石灰水管(54’)的前端進入螺旋石灰水管(54’)，穿過有石灰水流動的螺旋石灰水管(54’)時將大部分二氧化硫脫除，再穿過裝有生石灰粉的斜生石灰粉管(58)的后將水份和剩余的二氧化硫脫除。