采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备制造技术

本实用新型专利技术所公开的是一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，它包括反应炉、料仓、水汽发生器和引风装置，以其所述水汽发生器布置在反应室内且与炉篦保持距离；和用来吸取燃气的引风装置的引风机与反应生成物收贮室管路连接为主要特征，本实用新型专利技术还具有自控装置。具有结构合理，制气效果和气化效率高等特点，是特别适用于山区就地取料制备燃气的一种理想设备。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种燃气和活性炭的制取设备，具体涉及一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，属于可燃气体人工制取装备技术。
技术介绍
可燃气体是一种清洁能源。尤其是采用非矿物燃料或称生物质燃料制备的可燃气体，更是经济型清洁能源。本技术所称非矿物燃料，是指包括农作物秸秆、灌木、竹子和木材加工废料在内的非矿物燃料。而采用所述的非矿物燃料制备可燃气体，不但可以废物利用，而且非常有利于环境保护，尤其是为丘陵山区大面积丛生的灌木和小竹条等，提供了“变废为宝”的良好机遇，同时也为山区居民通过可燃气体的使用，有效地提高生活质量。可燃气体已有的人工制备技术，目前成熟的有以下三种，一是干馏制取煤气技术，它主要用于对矿物燃料煤炭通过干馏而制取人工煤气；二是油制取煤气技术，它主要用于矿物燃料石油制取人工煤气；三是高温气化制取煤气技术，它主要用于矿物燃料煤炭，通过在高温下与气化剂反应，而制取人工煤气。它的化学反应式是：C+H2O（＞800℃以上水汽）→CO+H2（包括部分炭氢化合物）。由于所述高温气化制取煤气技术的设备相对比较简单，工业化生产投资比较小，制取CO的工艺方法也比较简单易行，而在近几年来，已有诸如中国专利公告号101270303名称为“布气及水蒸气一体式煤气发生炉”的已有技术问世，它采用所述高温气化剂制取煤气技术，用所述的非矿物燃料通过高温气化而制取可燃气体（包括CO、H2和CH化合物），并且在商业上取得了初步成功。然而，这一所述已有技术在实践中，仍然暴露出由于结构性不足，所造成的诸如炉膛内气化反应不一致、不全面，所述燃料容易板结搭桥，气化效率低和缺乏自动化控制、生产效率低下等不足，而严重制约了这一已有技术的推广应用。
技术实现思路
本技术旨在提供一种结构合理，气化反应好的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，以提高气化效率，满足经济社会的需要。本技术实现其目的的技术方案，是针对上述已有技术的结构性不足进行改进，将水汽发生器悬挂在反应炉的反应室内；将引风装置与反应生成物收贮室管路连接，由原有的上吸式吸气改为下吸式吸气，从而有效提高气化效率，实现本技术的目的。其具体的主旨技术方案是：一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，包括反应炉、设有进料口的料仓、水汽发生器和用来吸取燃气的引风装置，且所述反应炉由炉篦分隔构成位于炉篦上部的反应室，和位于炉篦下部的反应生成物收贮室，而所述收贮室设有具有可启闭密封盖的反应生成物排出口；所述料仓与反应炉的顶端通过支架同中心固定连接，且料仓的出料口与反应炉的反应室相贯通：a，所述水汽发生器包括呈锥台形筒状结构的外罩，和设在外罩内腔的水汽蒸发盘，而水汽蒸发盘与锥台状内筒体的小直径端连接，而锥台状内筒体的大直径端与外罩的大直径端连接；所述外罩的小直径端与进水进气管连接，且进水进气管穿过料仓而与料仓顶端轴孔动配合且伸露在料仓的顶端外部；而在外罩的侧壁上有若干个布气通孔；工况下，由进水进气管导入的水滴入水汽蒸发盘产生的水汽，与进水进气管进入的空气混合后，通过所述外罩侧壁上的布气通孔进入反应室，参与与非矿物燃料的化学反应；而所述水汽发生器布置在反应室内且与炉篦保持距离；b，所述引风装置的引风机与所述反应生成物收贮室的出气口管路连接。由以上所给出的本技术主旨技术方案可知，由于其水汽发生器悬挂在反应炉的反应室内，而由其生成的高温水汽能够均匀地充斥反应室，再加上下吸式吸气，使得所述燃料与水汽全面积密切接触，从而有效地提高了本技术的气化效率，实现了本技术的初衷。本技术所述非矿物燃料，是包括农作物秸秆、灌木、竹子和木材加工废料等在内的生物质燃料，经粉碎压制成的块状或条干状的非矿物燃料。而所述块状燃料，本技术优选的是长方体和圆球体燃料，而其大小，分别优选的是15×20×150mm和Φ20~50mm；而所述条干状燃料，本技术优选的是圆柱体燃料，其大小优选的是Φ15~50mm×100~150mm。当然，本技术并不排除其他尺寸大小的燃料。事实上，其它尺寸大小的燃料，即使是木屑、稻壳（砻糠）和边角料等非矿物燃料，均可以作为本技术的燃料，但还过其制气效果和气化效率都会受到一定影响。为了切实保障制气效果和气化效率，本技术特别主张采用同一形状，同一规格尺寸的同一种燃料，作为其制气原料。出于有效避免反应炉的反应室内燃料在高温条件形成板结搭桥，而直接影响所述燃料的下行补给，和进一步提高制气效果和气化效率的考虑，本技术还主张包括用来驱动水汽发生器旋转的驱动装置，所述驱动装置是以下两种结构方式中的一种结构方式：第一种驱动装置的结构方式是齿轮驱动装置，它包括与支架连接的电机，与电机动力输出轴同轴连接的主动齿轮，和与水汽发生器的进水进气管轴孔静连接的具有空心轮辐而能够让所述燃料下行通过的从动齿轮、至少2个与支架连接的定位齿轮组件和至少3个与反应炉连接的托持轮组件；而至少2个定位齿轮组件和主动齿轮均匀分布在从动齿轮的外围，并分别与从动齿轮啮合；至少3个托持轮组件均匀分布在从动齿轮的下方的同一水平面上，且位于从动齿轮的轮辋部位并与轮辋底面相抵持；且所述齿轮驱动装置布置在反应炉与料仓之间；工况下，驱动电机通过主动齿轮和从动齿轮驱动水汽发生器旋转；第二种驱动装置的结构方式是电机直接驱动装置，它包括变速电机和与进水管管路连接的旋转管接头，而所述旋转管接头的一端与水汽发生器的进气进水管固定连接，而变速电机的动力输出轴，与旋转管接头的另一端同轴固定连接；工况下，驱动变速电机直接驱动水汽发生器旋转，而与所述旋转管接头连接的进水管则定置不动。鉴于本技术能够在制备燃气的同时制备活性炭，而在其实际制备过程中，可以根据经营者的实际追求，选择是主要制备燃气还是主要制备活性炭，且分别通过以下所述的改变炉篦的相邻炉排之间的距离之技术策略来实现：所述设在反应炉内的炉篦的相邻两根炉排之间的距离是以下两种距离中的一种距离：第一种是相邻两根炉排之间的距离，小于所述非矿物燃料的块度或条干大小，以其主要制备燃气，同时制备少量的细颗粒活性炭；第二种是相邻两根炉排之间的距离，大于或接近所述非矿物燃料的块度或条干大小，以其主要制备活性炭，同时制备少量的燃气。本技术还主张，位于反应炉的炉篦以上部位的炉壁上，沿圆周方向还设有至少2个具有封口件的点火口。这里应当说明的是，在不具备点火口的条件下，可以通过其反应炉的反应生成物收贮室实施点火操作。本技术还主张，在水汽发生器的外罩自由端，还设有用来翻动所述燃料的搅拌。为了进一步提高生产效率和现场管理水平，进而进一步提高气化效率和气化效果，本技术还主张，还包括自控装置，所述自控装置，包括可编程序控制器PLC，和分别与可编程序控制器PLC电连接的设在反应炉的反应室内的温度传感器和设在出气口内的一氧化碳浓度传感器；所述可编程序控制器，分别控制与进水进气管的进水管管路连接的进水泵、以及引风装置的引风机的电机；工况下，给可编程序控制器输入工艺软件后，通过对进水量、引风量和反应室温度的监控调节，实施对反应炉的反应室的燃气和活性炭制备的自动控制。由于所述非矿物燃料的燃烧（气化反应）特性（包括燃点温度、所述气化剂高温水汽用量和氧化反应速度等）各不相同，而人们可以根据不同所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，包括反应炉（1）、设有进料口的料仓（2）、水汽发生器（3）和用来吸取燃气的引风装置（4），且所述反应炉（1）由炉篦（1‑1）分隔构成位于炉篦（1‑1）上部的反应室（1‑2），和位于炉篦（1‑1）下部的反应生成物收贮室（1‑3），而所述收贮室（1‑3）设有具有可启闭密封盖的反应生成物排出口（1‑4）；所述料仓（2）与反应炉（1）的顶端通过支架（6）同中心固定连接，且料仓（2）的出料口与反应炉（1）的反应室（1‑2）相贯通，其特征在于：a，所述水汽发生器（3）包括呈锥台形筒状结构的外罩（3‑1），和设在外罩（3‑1）内腔的水汽蒸发盘（3‑2），而水汽蒸发盘（3‑2）与锥台状内筒体（3‑3）的小直径端连接，而锥台状内筒体（3‑3）的大直径端与外罩（3‑1）的大直径端连接；所述外罩（3‑1）的小直径端与进水进气管（3‑4）连接，且进水进气管（3‑4）穿过料仓（2）而与料仓（2）顶端轴孔动配合且伸露在料仓（2）的顶端外部；而在外罩（3‑1）的侧壁上有若干个布气通孔（3‑5）；工况下，由进水进气管（3‑4）导入的水滴入水汽蒸发盘（3‑2）产生的水汽，与进水进气管（3‑4）进入的空气混合后，通过所述外罩（3‑1）侧壁上的布气通孔（3‑5）进入反应室（1‑2），参与与非矿物燃料的化学反应；而所述水汽发生器（3）布置在反应室（1‑2）内且与炉篦（1‑1）保持距离；b，所述引风装置（4）的引风机（4‑1）与所述反应生成物收贮室（1‑3）的出气口（1‑6）管路连接。...

【技术特征摘要】
1.一种采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，包括反应炉（1）、设有进料口的料仓（2）、水汽发生器（3）和用来吸取燃气的引风装置（4），且所述反应炉（1）由炉篦（1-1）分隔构成位于炉篦（1-1）上部的反应室（1-2），和位于炉篦（1-1）下部的反应生成物收贮室（1-3），而所述收贮室（1-3）设有具有可启闭密封盖的反应生成物排出口（1-4）；所述料仓（2）与反应炉（1）的顶端通过支架（6）同中心固定连接，且料仓（2）的出料口与反应炉（1）的反应室（1-2）相贯通，其特征在于：a，所述水汽发生器（3）包括呈锥台形筒状结构的外罩（3-1），和设在外罩（3-1）内腔的水汽蒸发盘（3-2），而水汽蒸发盘（3-2）与锥台状内筒体（3-3）的小直径端连接，而锥台状内筒体（3-3）的大直径端与外罩（3-1）的大直径端连接；所述外罩（3-1）的小直径端与进水进气管（3-4）连接，且进水进气管（3-4）穿过料仓（2）而与料仓（2）顶端轴孔动配合且伸露在料仓（2）的顶端外部；而在外罩（3-1）的侧壁上有若干个布气通孔（3-5）；工况下，由进水进气管（3-4）导入的水滴入水汽蒸发盘（3-2）产生的水汽，与进水进气管（3-4）进入的空气混合后，通过所述外罩（3-1）侧壁上的布气通孔（3-5）进入反应室（1-2），参与与非矿物燃料的化学反应；而所述水汽发生器（3）布置在反应室（1-2）内且与炉篦（1-1）保持距离；b，所述引风装置（4）的引风机（4-1）与所述反应生成物收贮室（1-3）的出气口（1-6）管路连接。2.根据权利要求1所述的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其特征在于，所述的非矿物燃料，是包括农作物秸秆、灌木、竹子和木材加工废料在内的生物质燃料，经粉碎压制成的块状或条干状的非矿物燃料。3.根据权利要求1所述的采用非矿物燃料制备燃气和活性炭的设备，其特征在于，还包括用来驱动水汽发生器（3）旋转的驱动装置（5），所述驱动装置（5）是以下两种结构方式中的一种结构方式：第一种驱动装置（5）的结构方式是齿轮驱动装置（5-1），它包括与支架（6）连接的电机（5-1-1），与电机（5-1-1）动力输出轴同轴连接的主动齿轮（5-1-2），和与水汽发生器（3）的进水进气管（3-4）轴孔静连接的具有空心轮辐而能够让所述燃料下行通过的从动齿轮（5-1-3）、至少2个与支架（6）连接的定位齿轮组件（5-1-4）和至少3个与反应炉（1）连接的托持轮组件（5-1-5）；而至少2个定位齿轮组件（5-1-4）和主动齿轮（5-1-2）均匀分开布置在从动齿轮（5-1-3）的外围...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志平，
申请(专利权)人：常州市博爱能生物质能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32