專利名稱:家用生物質(zhì)制氣爐焦油高溫裂解方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到家用生物質(zhì)制氣爐焦油高溫裂解方法及裝置。
背景技術(shù)：
家用生物質(zhì)制氣爐是利用生物質(zhì)(如秸稈、稻殼、樹枝、雜草等農(nóng)作物廢棄物或生活垃圾等)在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行燃燒，使大部分可燃燒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w，經(jīng)冷卻凈化后供炊事、取暖等使用。常見的家用制氣爐包括上吸式固定床制氣爐和下吸式固定床制氣爐。但是，不管何種形式的家用制氣爐，由于其爐體結(jié)構(gòu)、制造成本和使用條件等方面的限制，使得燃?xì)庵械慕褂秃枯^高，使得燃?xì)獠焕趦?chǔ)存和輸送，燃?xì)鉄嶂递^低，甚至于造成輸氣管道阻塞，形成二次污染等等。因此，怎樣減少家用制氣爐燃?xì)庵械慕褂秃砍蔀槠渫茝V使用的重要課題。
目前，為解決家用制氣爐燃?xì)庵械慕褂秃枯^高的問題已經(jīng)有較多的方法。如在燃?xì)廨斔瓦^程中設(shè)置一冷卻裝置，使燃?xì)庵械慕褂屠鋮s后沉積，此種方法存在環(huán)境污染嚴(yán)重、燃?xì)庵薪褂统ヂ瘦^低等弊端。又如設(shè)置催化反應(yīng)床，采用催化劑使焦油裂解反應(yīng)更為充分，但此種方法存在成本增加，催化劑老化需要更換等問題。再如在制氣爐附近設(shè)一個(gè)生物質(zhì)干餾爐，在干餾爐中放置有樹枝等一類生物質(zhì)，在兩個(gè)爐體之間通過管道連接，使制氣爐產(chǎn)生的燃?xì)馔ㄟ^管道進(jìn)入干餾爐，通過干餾爐內(nèi)的樹枝等一類生物質(zhì)吸附燃?xì)庵械慕褂停鸬絻艋細(xì)獾淖饔?，此種方法仍然存在焦油去除效率較低，干餾爐中生物質(zhì)需要替換且污染較為嚴(yán)重等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明焦油高溫裂解方法采用在制氣爐高溫段設(shè)置裂解管道，通過傳輸管道將制氣爐生成的含有焦油的燃?xì)馑腿肓呀夤艿?，使上述燃?xì)庠诹呀夤艿乐辛鲃?dòng)，裂解管道連同在管道中流動(dòng)的燃?xì)獗患訜岬礁邷兀沟萌細(xì)庵械慕褂驮诟邷叵铝呀?，達(dá)到減少或消除燃?xì)庵薪褂偷哪康?。?shí)驗(yàn)證明，不論是上吸式固定床制氣爐還是下吸式固定床制氣爐在燃燒氣化的過程中，爐體中均會(huì)存在一個(gè)高溫區(qū)，其溫度可達(dá)到1000℃以上。而燃?xì)庵械慕褂驮?00℃時(shí)就會(huì)開始熱裂解，到達(dá)900℃時(shí)就可裂解60％以上。因此，采用本發(fā)明焦油高溫裂解方法可以有效的降低生物質(zhì)制氣爐燃?xì)庵械慕褂秃浚€可以提高燃?xì)鉄嶂?，并減少環(huán)境污染。
本發(fā)明焦油高溫裂解裝置包括設(shè)置于制氣爐高溫段的裂解管道，由于目前制氣爐的爐膛形狀從俯視角度看多為園形的，故設(shè)置于制氣爐高溫段的裂解管道實(shí)際上是一個(gè)由中空導(dǎo)管彎曲成的圓圈形管道，裂解管道的兩端分別有燃?xì)膺M(jìn)口和出口。從制氣爐燃?xì)馐占魇占娜細(xì)馔ㄟ^輸送管道送入設(shè)置于高溫段的裂解管道的進(jìn)口，燃?xì)庠诹呀夤艿纼?nèi)流動(dòng)一周，然后，從裂解管道的出口輸出被傳輸?shù)饺紵魅紵?通常還需通過冷凝器、過濾器等與燃燒器相連接)。由于裂解管道處于制氣爐的高溫段，因此，裂解管道連通里面流動(dòng)的燃?xì)獗患訜岬捷^高的溫度(可達(dá)1000℃以上)，燃?xì)庵械慕褂捅涣呀獬梢谎趸己吞細(xì)浠衔镆活惖目扇紵镔|(zhì)。
至于將制氣爐產(chǎn)生的焦油的燃?xì)廨斔偷搅呀夤艿赖膫鬏敼芸梢栽O(shè)置在制氣爐內(nèi)，也可以設(shè)置在制氣爐外。
為了避免制氣爐處于悶火狀態(tài)時(shí)，制氣爐余熱產(chǎn)生的少量燃?xì)夂退魵獾仍斐伤蚪褂驮趥鬏敼芎土呀夤艿纼?nèi)的沉積，在制氣爐燃?xì)鈧鬏敼艿老到y(tǒng)中增加了三通閥門和排空管。當(dāng)制氣爐處于正常工作狀態(tài)時(shí)，三通閥門被置于通往裂解管道的傳輸管開啟，排氣管關(guān)閉的位置，以保證燃?xì)獗粋鬏敼芩腿肓呀夤艿?。?dāng)制氣爐處于悶火狀態(tài)時(shí)，三通閥門被置于傳輸管關(guān)閉，排空管打開的位置，使制氣爐余熱產(chǎn)生的少量燃?xì)夂退魵獾葟呐趴展?排除，以免造成水或焦油在傳輸管和裂解管道內(nèi)的沉積。
附圖1是本發(fā)明制氣爐內(nèi)傳輸式裂解裝置示意圖附圖2是本發(fā)明制氣爐外傳輸式裂解裝置示意圖附圖3是本發(fā)明裂解裝置的裂解管示意圖，圖中上部為俯視圖，下部為主視圖附圖4是本發(fā)明裂解裝置的“螺旋型”裂解管示意圖附圖5是本發(fā)明裂解裝置的“往復(fù)型”裂解管展開示意圖附圖6是本發(fā)明裂解裝置的“波浪型”裂解管展開示意圖下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
圖1是本發(fā)明制氣爐內(nèi)傳輸式裂解裝置示意圖，圖中1是設(shè)置于制氣爐高溫段的裂解管，2是燃?xì)鈨?nèi)傳輸管，3是三通閥門，4是排空管，5是燃?xì)廨敵龉埽?是制氣爐燃?xì)鈧鬏敼?。由圖可見，制氣爐的燃?xì)馐占⒔?jīng)傳輸管6傳輸?shù)街茪鉅t外后沒有直接送到燃燒器，而是通過三通閥門3傳輸?shù)絻?nèi)傳輸管2，在通過內(nèi)傳輸管2將燃?xì)鈧鬏數(shù)搅呀夤?，氣體在裂解管1內(nèi)沿氣化爐的高溫段流動(dòng)一周，燃?xì)獗患訜岬街茪鉅t高溫段的溫度(通常在1000℃)，燃?xì)庵械慕褂土呀夂螅細(xì)庠購妮敵龉?傳輸?shù)饺紵?通常還需通過冷凝器、過濾器等與燃燒器相連接)。三通閥門3和排空管4的作用是當(dāng)制氣爐處于悶火狀態(tài)時(shí)，將三通閥門3旋置于內(nèi)傳輸管2關(guān)閉，排空管4打開的位置，使制氣爐余熱產(chǎn)生的少量燃?xì)夂退魵獾葟呐趴展?排除，以免造成水或焦油在內(nèi)傳輸管2和裂解管1內(nèi)的沉積。
圖2是本發(fā)明制氣爐外傳輸式裂解裝置示意圖，與內(nèi)傳輸式裂解裝置不同的相比，除了向裂解管輸送燃?xì)獾膫鬏敼?設(shè)置在制氣爐的爐體外部外，其工作原理以及各個(gè)部件的作用與內(nèi)傳輸式裂解裝置完全相同。
圖3本發(fā)明焦油高溫裂解裝置裂解管的示意圖，圖中上部為俯視圖，下部為主視圖。由圖可見，裂解管實(shí)際上是一個(gè)封閉的內(nèi)空導(dǎo)管，整體按照制氣爐高溫段的結(jié)構(gòu)和形狀被折彎成一個(gè)圓圈形，其圓圈形的外徑與制氣爐高溫段的內(nèi)經(jīng)基本相近，使其能夠連同爐襯一道安置在制氣爐的高溫段。制氣爐內(nèi)的高溫通過熱傳導(dǎo)使得裂解管的溫度同樣達(dá)到了高溫段的溫度(通常在1000℃以上，在裂解管內(nèi)流動(dòng)的燃?xì)庖脖患訜岬礁邷?，燃?xì)庵械慕褂捅涣呀?。裂解管的兩個(gè)開口，一個(gè)與制氣爐燃?xì)馐占鞯妮敵龉芟噙B接，使得燃?xì)饬魅肓呀夤埽硪粋€(gè)與燃燒器(通常還需通過冷凝器、過濾器等)相連接，使得經(jīng)過裂解處理的燃?xì)饽軌騻鬏數(shù)饺紵鳌?br> 顯然，含有焦油的燃?xì)庠诹呀夤軆?nèi)駐留的時(shí)間直接影響燃?xì)庵薪褂偷牧呀庑Ч?。為了使未?jīng)裂解處理的燃?xì)庠诹呀夤軆?nèi)駐留足夠長(zhǎng)的時(shí)間，可以對(duì)裂解管的結(jié)構(gòu)和形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)。
圖4是“螺旋型”裂解管的示意圖。由圖可知，裂解管在制氣爐高溫段盤旋了兩圈，與圖3相比，燃?xì)庠诹呀夤軆?nèi)的流動(dòng)路程增加了一倍，其駐留時(shí)間也增加了一倍。當(dāng)然，只要制氣爐高溫段的結(jié)構(gòu)和形狀允許，裂解管還可以在制氣爐高溫段盤旋一圈或一圈以上，保證其裂解效果。
圖5是本發(fā)明裂解裝置的“往復(fù)型”裂解管展開示意圖，所謂展開示意圖，是指裂解管從折彎成一個(gè)圓圈的工作狀態(tài)展開成一條直線的示意圖，目的是為了更清楚的表述“往復(fù)”的含義。此結(jié)構(gòu)的裂解管實(shí)際上是兩根并排的中空導(dǎo)管，其中的一端通過一個(gè)半圓弧形的中空導(dǎo)管而相互聯(lián)通，另一端則形成兩個(gè)開口，一個(gè)用于未經(jīng)裂解的含有焦油的燃?xì)膺M(jìn)入，一個(gè)用于經(jīng)裂解后的燃?xì)馀懦?。此種結(jié)構(gòu)和形狀的裂解管也能夠使燃?xì)庠诹呀夤苤旭v留較長(zhǎng)時(shí)間。與圖3所示的裂解管一樣，兩根并排的中空導(dǎo)管也將折彎成一個(gè)圓圈形，其圓圈形的外徑與制氣爐高溫段的內(nèi)經(jīng)基本相近，使其能夠連同爐襯一道安置在制氣爐的高溫段。顯然，往復(fù)型裂解管道可以往復(fù)一次或一次以上。
圖6本發(fā)明裂解裝置的“波浪型”裂解管展開示意圖，如同圖5一樣也是裂解管從折彎成一個(gè)圓圈的工作狀態(tài)展開成一條直線的示意圖。從圖中可以看出，被裂解燃?xì)馔ㄟ^的導(dǎo)管被彎曲成“波浪型”，使得燃?xì)庠诹呀夤苤辛鲃?dòng)的路程加長(zhǎng)，駐留較長(zhǎng)的時(shí)間，保證裂解完全。同樣，波浪型的裂解管同樣要折彎成一個(gè)圓圈形，且“波浪型”凸起的方向平行于制氣爐的爐壁，使裂解管在制氣爐高溫段的爐壁上形成“波浪型”，而裂解管折彎成圓圈形的外徑與制氣爐高溫段的內(nèi)經(jīng)基本相近，使其能夠連同爐襯一道安置在制氣爐的高溫段。
本發(fā)明還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明設(shè)計(jì)方法的精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員當(dāng)可相據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)方法作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變或變形均屬于本發(fā)明設(shè)計(jì)方法的權(quán)利要求
保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種家用生物質(zhì)制氣爐焦油高溫裂解方法，其特征在于采用在制氣爐高溫段設(shè)置裂解管道，通過傳輸管道將制氣爐生成的含有焦油的燃?xì)馑腿肓呀夤艿?，使上述燃?xì)庠诹呀夤艿乐辛鲃?dòng)，裂解管道連同在管道中流動(dòng)的燃?xì)獗患訜岬礁邷?，使得燃?xì)庵械慕褂驮诟邷叵铝呀狻?br>2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述接入方法，其特征在于將制氣爐產(chǎn)生的含有焦油的燃?xì)廨斔偷搅呀夤艿赖膫鬏敼芸梢栽O(shè)置在制氣爐內(nèi)，也可以設(shè)置在制氣爐外。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述接入方法，其特征在于制氣爐燃?xì)鈧鬏敼艿老到y(tǒng)中增加了三通閥門和排空管。
4.一種家用生物質(zhì)制氣爐焦油高溫裂解裝置，其特征在于包含有裂解管道、燃?xì)鈧鬏敼?、三通閥門和排空管等零部件，其中設(shè)置于制氣爐高溫段的裂解管(1)的進(jìn)口與燃?xì)鈧鬏敼?2)的一端相連接，燃?xì)鈧鬏敼?2)的另一端與三通閥門(3)的一個(gè)出口相連接，排空管(4)與三通閥門(3)的另一個(gè)出口相連接，制氣爐燃?xì)鈧鬏敼?6)與三通閥門(3)的進(jìn)口相連接，燃?xì)廨敵龉?5)與裂解管道(1)的出口相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述家用生物質(zhì)制氣爐焦油高溫裂解裝置，其特征在于將含有焦油的燃?xì)廨斔偷搅呀夤艿?1)的傳輸管(2)可以設(shè)置在氣化爐內(nèi)，也可以設(shè)置在氣化爐外。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述家用生物質(zhì)制氣爐焦油高溫裂解裝置，其特征在于裂解管道(1)可以采用直線形、螺旋型、往復(fù)型或波浪型。
7.根據(jù)權(quán)利要求
4所述家用生物質(zhì)制氣爐焦油高溫裂解裝置，其特征在于螺旋型裂解管道(1)可以盤旋一圈或一圈以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求
4所述家用生物質(zhì)制氣爐焦油高溫裂解裝置，其特征在于往復(fù)型裂解管道(1)可以往復(fù)一次或一次以上。
專利摘要
本發(fā)明焦油高溫裂解方法采用在制氣爐高溫段設(shè)置裂解管道，通過傳輸管道將制氣爐生成的含有焦油的燃?xì)馑腿肓呀夤艿?，使上述燃?xì)庠诹呀夤艿乐辛鲃?dòng)，裂解管道連同在管道中流動(dòng)的燃?xì)獗患拥礁邷?，使得燃?xì)庵械慕褂驮诟邷亓呀庀铝呀猓_(dá)到減少或消除燃?xì)庵薪褂偷哪康?，?shí)驗(yàn)證明，不論上吸式固定床制氣爐還是下吸式固定床制氣爐在燃燒氣化的過程中，爐體中均會(huì)存在一個(gè)高溫區(qū)，其溫度可達(dá)1000℃以上。而燃?xì)庵械慕褂驮?00℃時(shí)就會(huì)開始熱裂解，到達(dá)900℃時(shí)就可裂解60％以上。因此，采用本發(fā)明焦油高溫裂解方法可以有效的降低生物質(zhì)制氣爐中燃?xì)庵械慕褂秃浚€可以提高燃?xì)鉄嶂?，并減少環(huán)境污染。
文檔編號(hào)C10B53/02GK1995827SQ200710078101
公開日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2007年1月4日
發(fā)明者馬良奇 申請(qǐng)人:馬良奇導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan