專利名稱：一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種生物質廢棄資源的熱解轉化設備，具體的說是一種以農作物秸稈為主的反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備。
背景技術：
我國是一個農業(yè)大國，在農業(yè)生產(chǎn)和農產(chǎn)品加工中產(chǎn)生了大量的農作物秸稈、糠渣等生物質資源。傳統(tǒng)的利用方式主要用作家庭能源、飼料、肥料、工業(yè)原料和建筑材料。 隨著農業(yè)技術現(xiàn)代化和農業(yè)經(jīng)濟的快速發(fā)展，農村生活水平大幅的提高和生活生產(chǎn)方式的突變，農村家庭選擇商品能源的比例在不斷提高，將農作物秸稈用作能源的數(shù)量不斷下降， 商品能源(如煤、液化氣等)已成為主要炊事用能。養(yǎng)殖所用以生物質秸稈，野草飼料被商品飼料替代，農業(yè)生產(chǎn)所需的生物質有機肥料被無機化肥替代，農民生活和農業(yè)生產(chǎn)所用秸稈急劇下降。同時，農作物秸稈產(chǎn)量隨農作物，特別是糧食作物產(chǎn)量的增加而急速增加。農作物秸稈的供過于求導致秸稈被棄于田間地頭、房屋院落，甚至在田間被直接焚燒。遺棄在房屋院落和田間的秸稈會影響環(huán)境和引發(fā)火災，導致水源污染。在露天焚燒秸稈會污染空氣，危害人民健康，特別在機場、公路附近燃燒會影響交通安全，造成飛機停飛，高速公路汽車追尾相撞，行道樹被燒毀等不良后果。目前，盡管各地政府都出臺了禁止秸稈露天焚燒的法規(guī)，但是露天焚燒農作物秸稈仍然屢禁不止，環(huán)境造成嚴重污染，給社會造成巨大經(jīng)濟損失。在秸稈等生物質資源被浪費的同時，我國工農業(yè)生產(chǎn)中使用的燃氣、燃油、熱能、 煤炭、石油等目前的主要石化能源正在日益減少，嚴重缺乏，能源危機已經(jīng)成為社會發(fā)展的瓶頸問題，是目前迫切需要解決的問題。我國人多地少、特別是農業(yè)的可耕地已接近紅線。在農業(yè)生產(chǎn)中由于大量的農藥、 無機化肥被長期使用，以達到防治病蟲害、提高糧食產(chǎn)量之目的。由于農藥、無機化肥的長期使用，利用率低，導致在土壤和農作物中的殘留。造成土壤、水源、糧食、蔬菜、水果污染。 糧食、蔬菜、水果中的農藥殘留已經(jīng)危害到了人身健康安全，影響著農村生活水平和質量的提尚。隨著社會的快速發(fā)展，人們對于節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境保護越來越加重視，不斷尋求使用新的能源，治理大氣污染，節(jié)能減排，減少溫室效應。以農作物秸稈、糞便、糠渣等生物質廢棄資源綜合轉化為可利用資源的技術已引起政府各級部門的高度關注。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，采用反式燃燒、熱解氣化技術，使生物質廢棄資源在欠氧條件下熱解氣化，轉化成生物可燃氣體、生物炭粉、生物焦油、生物醋酸和熱水，并實現(xiàn)自動補料。本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，包括反燒式炭氣化爐、高溫生物混合氣體分離器、蓄水緩沖罐和鍋爐，反燒式炭氣化爐的煙筒與高溫生物混合氣體分離器連接，反燒式炭氣化爐中設有熱交換室，高溫生物混合氣體分離器中設有換熱室，換熱室的熱交換水出口與熱交換室的進水口連接，熱交換室的出水口依次通過水泵、蓄水緩沖罐、鍋爐和用戶暖氣設備連通至換熱室熱交換水進口 ；所述的蓄水緩沖罐上設有保溫材料層。反燒式炭氣化爐的爐體內設有一個豎直的料倉，在料倉與爐體的內壁之間設有熱交換室，熱交換室上部設有氣流緩沖室，煙筒設置在氣流緩沖室的頂部，料倉的頂部設有料倉蓋，料倉的底部與爐體底部的燃燒室之間設有爐篦，熱交換室的底部與燃燒室之間設有點火通道，在熱交換室與燃燒室之間的爐體壁上設有點火口和出炭口，點火口與點火通道連通，出炭口通過導管與料倉的下部連通，在熱交換室內設有熱交換管，熱交換管的一端與氣流緩沖室連通，另一端穿過點火通道與燃燒室連通。所述的高溫生物混合氣體分離器設有殼體，殼體內設有換熱室和靜置分離室，換熱室設置在靜置分離室上方，在換熱室內設有蛇形或螺旋形或直線形的換熱管，換熱室的頂部設有生物燃氣出口，底部設有生物混合液出口，換熱管的兩端分別與生物燃氣出口和生物混合液出口連通，換熱管的底端通過殼體側壁上設置的高溫生物混合氣體進口與反燒式炭氣化爐的煙筒連通，換熱室的生物混合液出口與靜置分離室的頂部的生物混合液進口連通，在靜置分離室內設有隔板，隔板將靜置分離室分隔為左右兩個腔室，兩個腔室的下部連通，生物混合液進口位于其中一個腔室上方，在設有生物混合液進口的腔室側壁上方設有生物輕焦油出口，另一個腔室的側壁上方設有生物醋酸出口，在靜置分離室的底部設有生物重焦油出口。所述的進水口設置在熱交換室的側壁下部，出水口設置在熱交換室的側壁上部。所述的爐體下部設有與燃燒室連通的出灰口。所述的殼體上設有保溫層。所述換熱室的生物混合液出口通過導通管連通至靜置分離室頂部的生物混合液進口，高溫生物混合氣體進口與導通管連通。所述的高溫生物混合氣體進口連接有除塵裝置。所述的生物輕焦油出口的設置位置高于生物醋酸出口。所述的殼體頂部設有上蓋，底部設有下蓋，生物燃氣出口和生物重焦油出口分別設置在上蓋和下蓋上。所述的蓄水緩沖罐設有溫度顯示器和水位控制器。本發(fā)明的有益效果是利用反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，將農業(yè)廢棄物轉化為生物可燃氣體、生物炭粉、生物焦油、生物醋酸和熱水。生物可燃氣體和熱水用于居民炊事、洗浴、采暖；生物醋酸和生物炭粉用于制生物有機肥料、生物飼料添加劑、生物殺蟲(菌)劑；生物焦油用于制生物殺蟲(菌)劑或生物氣(柴)油。用于農村居民生活和生產(chǎn)。解決秸稈焚燒、化肥長期使用、集約化養(yǎng)殖的糞便導致的污染問題，改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境； 解決農村居民生活用能，改變生活方式；減少農業(yè)生產(chǎn)化肥使用量改良土壤結構，提高農產(chǎn)品品質。反燒式生物質廢棄資源熱解氣化設備，在燃燒過程中燃料逐漸減少形成空穴，料倉內的燃料在自身重力作用下向下移動，自動填補空穴，實施自動補料減少勞動強度。結構簡單、功能齊全、設備維護費用和制造成本低，從而可以大幅降低運行成本，提高經(jīng)濟效益，在使用的實用性及成本效益上，符合當今農業(yè)結構和農村經(jīng)濟發(fā)展所需，相當具有產(chǎn)業(yè)發(fā)展和推廣應用價值。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是反燒式炭氣化爐的結構示意圖。圖3是反燒式炭氣化爐中熱交換室的設置方式示意圖。圖4是高溫生物混合氣體分離器的結構示意圖。圖中標記1、反燒式炭氣化爐，101、爐體，1011、出灰口，1012、出碳口，102、料倉， 1021、料倉蓋，103、熱交換室，1031、進水口，1032、出水口，104、氣流緩沖室，105、煙筒，106、 燃燒室，107、爐篦，108、點火通道，1081、點火口，109、熱交換管，2、高溫生物混合氣體分離器，201、殼體，2011、高溫生物混合氣體進口，2012、上蓋，2013、下蓋，202、換熱室，2021、熱交換水進口，2022、熱交換水出口，203、靜置分離室，2031、生物混合液進口，2032、生物輕焦油出口，2033、生物醋酸出口，2034、生物重焦油出口，204、換熱管，205、生物燃氣出口，206、 生物混合液出口，207、隔板，208、保溫層，209、導通管，3、蓄水緩沖罐，4、鍋爐，5、用戶暖氣設備。
具體實施例方式為更進一步闡述本發(fā)明為達成預定目的所采取的技術手段，以下結合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的技術方案進行詳細說明。一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，包括反燒式炭氣化爐1、高溫生物混合氣體分離器2、蓄水緩沖罐3和鍋爐4，反燒式炭氣化爐1的煙筒105與高溫生物混合氣體分離器2連接，反燒式炭氣化爐中設有熱交換室103，高溫生物混合氣體分離器2中設有換熱室202，換熱室202的熱交換水出口 2022與熱交換室103的進水口 1031連接，熱交換室103的出水口 1032依次通過水泵、蓄水緩沖罐3、鍋爐4和用戶暖氣設備連通至換熱室202熱交換水進口 2021 ；所述的蓄水緩沖罐3上設有保溫材料層。反燒式炭氣化爐的爐體101內設有一個豎直的料倉102，在料倉102與爐體101 的內壁之間設有熱交換室103，熱交換室103上部設有氣流緩沖室104，煙筒105設置在氣流緩沖室104的頂部。生物質廢棄資源在反燒式炭氣化爐內高溫熱解產(chǎn)生的混有生物可燃氣、生物焦油、生物醋酸的高溫混合氣體通過煙筒105進入高溫生物混合氣體分離器2。料倉102的頂部設有料倉蓋1021，料倉102的底部與爐體101底部的燃燒室106之間設有爐篦107，熱交換室103的底部與燃燒室106之間設有點火通道108，在熱交換室103與燃燒室106之間的爐體101壁上設有點火口 1081和出炭口 1012，點火口 1081與點火通道108 連通，出炭口 1012通過導管與料倉102的下部連通，在熱交換室103內設有熱交換管109， 熱交換管109的一端與氣流緩沖室104連通，另一端穿過點火通道108與燃燒室106連通。所述的高溫生物混合氣體分離器2設有殼體201，殼體201內設有換熱室202和靜置分離室203，換熱室202設置在靜置分離室203上方，在換熱室202內設有蛇形或螺旋形或直線形的換熱管204，換熱室202的頂部設有生物燃氣出口 205，底部設有生物混合液出口 206，換熱管204的兩端分別與生物燃氣出口 205和生物混合液出口 206連通，換熱管 204的底端通過殼體201側壁上設置的高溫生物混合氣體進口 2011與反燒式炭氣化爐的煙筒105連通，換熱室202的生物混合液出口 206與靜置分離室203的頂部的生物混合液進口 2031連通，在靜置分離室203內設有隔板207，隔板207將靜置分離室203分隔為左右兩個腔室，兩個腔室的下部連通，生物混合液進口 2031位于其中一個腔室上方(圖中為左腔室)， 在設有生物混合液進口 2031的腔室側壁上方設有生物輕焦油出口 2032，另一個腔室的側壁上方設有生物醋酸出口 2033，在靜置分離室203的底部設有生物重焦油出口 2034。將所述的進水口 1031設置在熱交換室103的側壁下部，出水口 1032設置在熱交換室103的側壁上部。能夠始終保持熱交換室103內充滿換熱用水，提高換熱效率，并防止熱交換管109外部及熱交換室103內部接觸空氣而被腐蝕。換熱室202的熱交換水進口 2021和熱交換水出口 2022可以按同樣方法設置。所述的爐體101下部設有與燃燒室106連通的出灰口 1011。所述的殼體201上設有保溫層208。保溫層208可以設置在殼體201內側，也可以設置在外側，或者設置在殼體的夾層內。保溫層208可以減少熱量損失，提高熱量的回收利用率。所述換熱室202的生物混合液出口 206通過導通管209連通至靜置分離室203頂部的生物混合液進口 2031，高溫生物混合氣體進口 2011與導通管209連通。所述的高溫生物混合氣體進口 2011連接有固體、氣體分離器，固體、氣體分離器可以是陶瓷過濾器、旋風分離設備或其它除塵設備。所述的生物輕焦油出口 2032的設置位置高于生物醋酸出口 2033。所述的殼體201頂部設有上蓋2012，底部設有下蓋2013，生物燃氣出口 205和生物重焦油出口 2034分別設置在上蓋2012和下蓋2013上。所述的生物輕焦油出口 2032、生物醋酸出口 2033和生物重焦油出口 2034分別設
有閥門。所述的蓄水緩沖罐3設有溫度顯示器和水位控制器。所述靜置分離室203中的兩個腔室，可以通過隔板207與靜置分離室203底部之間預留的開口連通，也可以通過隔板207下端設置的一個或多個通孔連通，或者是通過隔板207下端設置的連通管連通。隔板207可以垂直設置，也可以傾斜設置，或者是多塊隔板組合的形式。在高溫生物混合氣體分離器2的生物燃氣出口 205連接氣動力設備或者設置煙囪，使高溫生物混合氣體分離器2的換熱管204以及反燒式炭氣化爐1的熱交換管109內產(chǎn)生負壓，使產(chǎn)生的高溫混合氣體在氣動力作用下流動。反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備使用時將反燒式炭氣化爐的煙筒 105與高溫生物混合氣體分離器連接；高溫生物混合氣體分離器的生物燃氣出口 205與氣體動力設備連接；打開料倉蓋1021，將料倉102的2/3加入生物質燃料(原料)；通過進水口 1031給熱交換室103加滿水；封閉點火口 1081、出炭口 1012和出灰口 1011 ；啟動氣體動力設備，從料倉102上端口放入引火燃料并點燃，含氧空氣在氣動力作用下通過料倉102上端口進入料倉102和燃燒室106，并引燃上層燃料；上層燃料完全點燃后，從料倉102上端口迅速加料至料倉102上端口一定距離，含氧空氣在氣動力作用下從料倉口進入料倉102 內的燃燒層，部分燃料氧化，釋放熱量、形成高溫區(qū)，料倉102內其余燃料在高溫狀態(tài)下，進行熱解炭化反應形成高溫混合氣體及高溫生物炭；高溫混合氣體經(jīng)過熱交換管109，并與熱交換室103內的水實施熱交換，水溫升高、高溫氣體降溫；混合氣體通過氣流緩沖室104 的煙筒105進入高溫生物混合氣體分離器；混合氣體進入高溫生物混合氣體分離器的換熱管204與換熱室202內的水進一步熱交換，可凝結成分冷凝后進入靜置分離室203，靜置分層后獲得生物醋酸和生物焦油；混合氣體中分離出的生物可燃氣從生物燃氣出口 205流出，獲得生物可燃氣。生物炭從出炭口排出。燃料在熱解、燃燒過程中逐漸減少形成空穴， 料倉102內的燃料在自身重力作用下向下移動，自動填補空穴，實施自動補料。熱交換室 103內的熱水在管道泵作用下，從出水口 1032流出的熱水依次流過管道泵、蓄水緩沖罐、鍋爐、用戶暖氣設備、熱交換水進口 2021、熱交換水出口 2022、進水口 1031流回熱交換室103 形成水循環(huán)；用戶暖氣設備內的水降溫，其周圍空氣升溫，實施供暖。生物可燃氣體和熱水用于居民炊事、洗浴、供暖；生物炭粉、生物醋酸用于制生物有機肥料、生物飼料添加劑、生物殺蟲(菌)劑；生物焦油用于制生物殺蟲(菌)劑或生物氣(柴)油。用于農村居民生活和生產(chǎn)。
權利要求
1.一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，包括反燒式炭氣化爐(1)、高溫生物混合氣體分離器(2)、蓄水緩沖罐(3)和鍋爐(4)，其特征在于反燒式炭氣化爐(1)的煙筒(105)與高溫生物混合氣體分離器(2)連接，反燒式炭氣化爐中設有熱交換室(103)， 高溫生物混合氣體分離器(2)中設有換熱室(202)，換熱室(202)的熱交換水出口(2022)與熱交換室(103)的進水口( 1031)連接，熱交換室(103)的出水口( 1032)依次通過水泵、蓄水緩沖罐(3)、鍋爐(4)和用戶暖氣設備連通至換熱室(202)熱交換水進口(2021)；所述的蓄水緩沖罐(3)上設有保溫材料層；反燒式炭氣化爐的爐體(101)內設有一個豎直的料倉(102)，在料倉(102)與爐體 (101)的內壁之間設有熱交換室(103)，熱交換室(103)上部設有氣流緩沖室(104)，煙筒 (105)設置在氣流緩沖室(104)的頂部，料倉(102)的頂部設有料倉蓋(1021 )，料倉(102) 的底部與爐體(101)底部的燃燒室(106)之間設有爐篦(107)，熱交換室(103)的底部與燃燒室(106)之間設有點火通道(108)，在熱交換室(103)與燃燒室(106)之間的爐體(101) 壁上設有點火口(1081)和出炭口(1012)，點火口(1081)與點火通道(108)連通，出炭口 (1012)通過導管與料倉(102)的下部連通，在熱交換室(103)內設有熱交換管(109)，熱交換管(109)的一端與氣流緩沖室(104)連通，另一端穿過點火通道(108)與燃燒室(106)連通；所述的高溫生物混合氣體分離器(2)設有殼體(201)，殼體(201)內設有換熱室(202) 和靜置分離室(203)，換熱室(202)設置在靜置分離室(203)上方，在換熱室(202)內設有蛇形或螺旋形或直線形的換熱管(204)，換熱室(202)的頂部設有生物燃氣出口(205)，底部設有生物混合液出口(206)，換熱管(204)的兩端分別與生物燃氣出口(205)和生物混合液出口(206)連通，換熱管(204)的底端通過殼體(201)側壁上設置的高溫生物混合氣體進口(2011)與反燒式炭氣化爐的煙筒(105)連通，換熱室(202)的生物混合液出口(206)與靜置分離室(203)的頂部的生物混合液進口(2031)連通，在靜置分離室(203)內設有隔板 (207)，隔板(207)將靜置分離室(203)分隔為左右兩個腔室，兩個腔室的下部連通，生物混合液進口(2031)位于其中一個腔室上方，在設有生物混合液進口(2031)的腔室側壁上方設有生物輕焦油出口(2032)，另一個腔室的側壁上方設有生物醋酸出口(2033)，在靜置分離室(203)的底部設有生物重焦油出口(2034)。
2.如權利要求1所述的一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，其特征在于所述的進水口(1031)設置在熱交換室(103)的側壁下部，出水口(1032)設置在熱交換室(103)的側壁上部。
3.如權利要求1所述的一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，其特征在于所述的爐體(101)下部設有與燃燒室(106)連通的出灰口(1011)。
4.如權利要求1所述的一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，其特征在于所述的殼體(201)上設有保溫層(208)。
5.如權利要求1所述的一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，其特征在于所述換熱室(202)的生物混合液出口( 206)通過導通管(209)連通至靜置分離室(203) 頂部的生物混合液進口(2031)，高溫生物混合氣體進口(2011)與導通管(209)連通。
6.如權利要求1所述的一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，其特征在于所述的高溫生物混合氣體進口(2011)連接有除塵裝置。
7.如權利要求1所述的一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，其特征在于所述的生物輕焦油出口(2032)的設置位置高于生物醋酸出口(2033)。
8.如權利要求1所述的一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，其特征在于所述的殼體(201)頂部設有上蓋(2012)，底部設有下蓋(2013)，生物燃氣出口(205)和生物重焦油出口(2034)分別設置在上蓋(2012)和下蓋(2013)上。
9.如權利要求1所述的一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，其特征在于所述的蓄水緩沖罐(3)設有溫度顯示器和水位控制器。
全文摘要
一種反燒式生物質廢棄資源熱解炭氣化供暖設備，反燒式炭氣化爐與高溫生物混合氣體分離器連接，反燒式炭氣化爐設有熱交換室，高溫生物混合氣體分離器設有換熱室，換熱室的熱交換水出口與熱交換室進水口連接，熱交換室出水口依次通過水泵、蓄水緩沖罐、鍋爐和用戶暖氣設備連通至換熱室熱交換水進口；反燒式炭氣化爐設有出炭口；高溫生物混合氣體分離器中隔板將靜置分離室分隔為左右兩個下部連通的腔室，兩個腔室側壁上分別設有生物輕焦油出口和生物醋酸出口，靜置分離室底部設有生物重焦油出口。將農業(yè)廢棄物轉化為生物可燃氣體、生物炭粉、生物焦油、生物醋酸和熱水，用于農村居民生活和生產(chǎn)；并解決轉化過程中的二次污染和二次轉化資源的浪費。
文檔編號F24D3/00GK102424762SQ20111042042
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權日2011年12月15日
發(fā)明者周仁福, 周強, 王東風, 陶然 申請人:周強, 洛陽駿騰能源科技有限公司