CN104266229A - 一种高效生物炭气化炉 - Google Patents
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Abstract
一种高效生物炭气化炉，涉及一种节能炉具，属于一种环保节能型生物质气化炉；包括高温分解气化炉（200）、电动鼓风机（300）、长方体壳体（100）、燃气灶（400）；能将生物质及热解过程中所产生的生物炭和焦油都同时转化成可燃气燃烧的家居炊用气化炉，从而实现特别节能特别环保的农村家庭高效利用生物质燃料的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种节能炉具，属于一种环保节能型生物质气化炉。
背景技术
生物能源是未来社会的主导能源之一，是可再生的绿色能源。生物质热解燃气是重要的生物能源。生物质气化炉又是生物质热解燃气重要的生产设备。生物质技术的高低关系到生物能源开发的规模和进程。生物质的热解过程必然会产生焦油和生物炭，焦油和生物炭本是很好的化工原料和燃料，但要经过收集加工才能变成有用的资源。如若分散的广大农村特别是边远山区农村都推广使用技术较低的户用型秸杆气化炉，如果没有人专门收集加工焦油和炭粉，用户又无法处理，就必然会造成污染环境，而分散的农村用户很难做到收集加工。所以要大规模的开发生物能源，要广泛的推广使用生物质气化产品就必须提高生物质热解技术，研制出能彻底处理焦油和炭粉（炉灰）的新产品投入市场方能实现。而且目前市场现有的户用型气化炉产品都未能彻底解决焦油和炉灰问题。
发明内容
本发明提供一种高效生物炭气化炉，能将生物质及热解过程中所产生的生物炭和焦油都同时转化成可燃气燃烧的家居炊用气化炉，从而实现特别节能特别环保的农村家庭高效利用生物质燃料的目的。
为了实现以上目的，本发明提供以下技术方案：一种高效生物炭气化炉，高温分层气化炉200、电动鼓风机300置于一个长方体壳体100内，燃气灶400安装在壳体100的台面上，高温分层气化炉200炉体内部是一个密封的空心圆柱体，炉体通过底部的支脚203固定在壳体100内，炉壁夹层为保温材料制成的隔热层201，炉壁底部外侧设有用活动密封盖封住的出灰口 202，燃气连通管205的一端从炉体高度的1/2-2/3处接入炉体内，另一端延伸到壳体100外并在末端设置活动堵头A 206，从燃气连通管205上引一段带有控制阀门A 209的燃气支管A连接燃气灶400的进气口，在靠近燃气连通管205末端的位置上接一根带有控制阀门B 208的排烟管207延伸到壳体100外，所述高温分层气化炉200炉体的顶端设为活动口盖212，活动口盖212上设有可旋转的万字形搅料杆211，炉体正上方的壳体100台面设置为活动盖板102；所述电动鼓风机300置于高温分层气化炉200一侧，连接出风口的通风管301横置于高温分层气化炉200的底部，通风管301末端延伸到壳体100外并设置有活动堵头B 303，位于高温分层气化炉200底部中心位置接一根通风支管A 204伸入炉体内，风支管A 204的末端设置一个圆柱形喷头，喷头侧壁上设置多排喷气孔，喷头顶端用直径大于喷头半径1.5-2cm的薄片封闭；通风管301上还接一根通风支管B 302连接到控制阀门A 209与燃气灶进气口之间的燃气支管A上，所述通风支管上设置有控制阀门C 210。
进一步：所述燃气灶400包括灶壳401和灶芯，灶芯的中心为多孔灶芯403，该多孔灶芯403是一个无上下底的薄壁圆柱体，中部开有小孔的圆形薄片封在距顶部边沿5-10mm的侧壁上；灶芯内环404是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，灶芯内环404罩在多孔灶芯403外，其半径比多孔灶芯403大6-8mm，高度大于多孔灶芯403；灶芯外环405是一个无上下底的薄壁圆柱体，灶芯外环405罩在灶芯内环404外，半径比灶芯内环404大6-8mm，高度与多孔灶芯403相等，灶芯外环405上口套上支锅架402；所述灶壳401与灶芯外环405之间用保温隔热材料填充；所述燃气灶进气口的管道直接伸入孔灶芯403内。
进一步：所述壳体100的正面或侧面安装活动门，底部安装滚轮103，壳体100的侧面上端安装推拉扶手101。
有益技术效果：原料范围广，能将所有可燃固态物转化成可燃气体，既能单用细碎原料又能粗细原料混用，草原牧区可用畜粪作为原料，平原农村可用秸秆作为原料，山区农村用木柴作为原料；能将上述生物质热解过程中所产生的生物炭和焦油又都同时转化成可燃气燃烧的家居炊用气化炉，从而实现节能、环保的农村家庭高效利用生物质燃料的目的，设备易于操作、使用成本低、节能环保。
附图说明
图1：本发明内部结构示意图；
图2：本发明外部结构示意图；
图中：100-壳体，101-推拉扶手，102-活动盖板，103-滚轮，200-高温分层气化炉，201-隔热层，202-出灰口，203-支脚，204-通风支管A，205-燃气连通管，206-活动堵头A，207-排烟管，208-控制阀门B，209-控制阀门A，210-控制阀门C，211-万字形搅料杆，212-活动口盖，300-电动鼓风机，301-通风管，302-通风支管B，303-活动堵头B，400-燃气灶，401-灶壳，402-支锅架，403-多孔灶芯，404-灶芯内环，405-灶芯外环。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步说明，以方便技术人员理解。
如图1、2：一种高效生物炭气化炉，高温分层气化炉200、电动鼓风机300置于一个长方体壳体100内，所述壳体100的正面或侧面安装活动门（便于打开清污或检修），底部安装滚轮103，壳体100的侧面上端安装推拉扶手101（设置滚轮103和扶手101是便于整体移动）；燃气灶400安装在壳体100的台面上，高温分层气化炉200炉体内部是一个密封的空心圆柱体，炉体通过底部的支脚203固定在壳体100内，炉壁夹层为保温材料制成的隔热层201，炉壁底部外侧设有用活动密封盖封住的出灰口 202，燃气连通管205的一端从炉体高度的1/2-2/3处接入炉体内，另一端延伸到壳体100外并在末端设置活动堵头A 206（用于清污），从燃气连通管205上引一段带有控制阀门A 209的燃气支管A连接燃气灶400的进气口，所述燃气灶400包括灶壳401和灶芯，灶芯的中心为多孔灶芯403，该多孔灶芯403是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，中部开有小孔的圆形薄片封在距顶部边沿5-10mm的侧壁上；灶芯内环404是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，灶芯内环404罩在多孔灶芯403外，其半径比多孔灶芯403大6-8mm，高度大于多孔灶芯403；灶芯外环405是一个无上下底的薄壁圆柱体，灶芯外环405罩在灶芯内环404外，半径比灶芯内环404大6-8mm，高度与多孔灶芯403相等，灶芯外环405上口套上支锅架402；所述灶壳401与灶芯外环405之间用保温隔热材料填充；所述燃气灶进气口的管道直接伸入孔灶芯403内；在靠近燃气连通管205末端的位置上接一根带有控制阀门B 208的排烟管207延伸到壳体100外，所述高温分层气化炉200炉体的顶端设为活动口盖212（打开可以加入物料），活动口盖212上设有可旋转的万字形搅料杆211（用于搅拌物料），炉体正上方的壳体100台面设置为活动盖板102（打开检修及装入物料）；所述电动鼓风机300置于高温分层气化炉200一侧，连接出风口的通风管301横置于高温分层气化炉200的底部，通风管301末端延伸到壳体100外并设置有活动堵头B 303，位于高温分层气化炉200底部中心位置接一根通风支管A 204伸入炉体内，风支管A 204的末端设置一个圆柱形喷头，喷头侧壁上设置多排喷气孔，喷头顶端用直径大于喷头半径1.5-2cm的薄片封闭（用于补充高温分层气化炉200内的氧气，顶端封闭使得喷射气体的方向是向四周而不是朝上方，薄片的作用是挡住炉灰）；通风管301上还接一根通风支管B 302连接到控制阀门A 209与燃气灶进气口之间的燃气支管A上（补充氧气助燃），所述通风支管上设置有控制阀门C 210。
实施例1：如图1、2：一种高效生物炭气化炉，高温分层气化炉200、电动鼓风机300置于一个长方体壳体100内，所述壳体100的正面或侧面安装活动门，底部安装滚轮103，壳体100的侧面上端安装推拉扶手101；燃气灶400安装在壳体100的台面上，高温分层气化炉200炉体内部是一个密封的空心圆柱体，炉体通过底部的支脚203固定在壳体100内，炉壁夹层为保温材料制成的隔热层201，炉壁底部外侧设有用活动密封盖封住的出灰口 202，燃气连通管205的一端从炉体高度的1/2处接入炉体内，另一端延伸到壳体100外并在末端设置活动堵头A 206，从燃气连通管205上引一段带有控制阀门A 209的燃气支管A连接燃气灶400的进气口，所述燃气灶400包括灶壳401和灶芯，灶芯的中心为多孔灶芯403，该多孔灶芯403是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，中部开有小孔的圆形薄片封在距顶部边沿5mm的侧壁上；灶芯内环404是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，灶芯内环404罩在多孔灶芯403外，其半径比多孔灶芯403大6mm，高度大于多孔灶芯403；灶芯外环405是一个无上下底的薄壁圆柱体，灶芯外环405罩在灶芯内环404外，半径比灶芯内环404大6mm，高度与多孔灶芯403相等，灶芯外环405上口套上支锅架402；所述灶壳401与灶芯外环405之间用保温隔热材料填充；所述燃气灶进气口的管道直接伸入孔灶芯403内；在靠近燃气连通管205末端的位置上接一根带有控制阀门B 208的排烟管207延伸到壳体100外，所述高温分层气化炉200炉体的顶端设为活动口盖212，活动口盖212上设有可旋转的万字形搅料杆211，炉体正上方的壳体100台面设置为活动盖板102；所述电动鼓风机300置于高温分层气化炉200一侧，连接出风口的通风管301横置于高温分层气化炉200的底部，通风管301末端延伸到壳体100外并设置有活动堵头B 303，位于高温分层气化炉200底部中心位置接一根通风支管A 204伸入炉体内，风支管A 204的末端设置一个圆柱形喷头，喷头侧壁上设置多排喷气孔，喷头顶端用直径大于喷头半径1.5-2cm的薄片封闭；通风管301上还接一根通风支管B 302连接到控制阀门A 209与燃气灶进气口之间的燃气支管A上，所述通风支管上设置有控制阀门C 210。
实施例2：如图1、2：一种高效生物炭气化炉，高温分层气化炉200、电动鼓风机300置于一个长方体壳体100内，所述壳体100的正面或侧面安装活动门，底部安装滚轮103，壳体100的侧面上端安装推拉扶手101；燃气灶400安装在壳体100的台面上，高温分层气化炉200炉体内部是一个密封的空心圆柱体，炉体通过底部的支脚203固定在壳体100内，炉壁夹层为保温材料制成的隔热层201，炉壁底部外侧设有用活动密封盖封住的出灰口 202，燃气连通管205的一端从炉体高度的2/3处接入炉体内，另一端延伸到壳体100外并在末端设置活动堵头A 206，从燃气连通管205上引一段带有控制阀门A 209的燃气支管A连接燃气灶400的进气口，所述燃气灶400包括灶壳401和灶芯，灶芯的中心为多孔灶芯403，该多孔灶芯403是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，中部开有小孔的圆形薄片封在距顶部边沿10mm的侧壁上；灶芯内环404是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，灶芯内环404罩在多孔灶芯403外，其半径比多孔灶芯403大8mm，高度大于多孔灶芯403；灶芯外环405是一个无上下底的薄壁圆柱体，灶芯外环405罩在灶芯内环404外，半径比灶芯内环404大8mm，高度与多孔灶芯403相等，灶芯外环405上口套上支锅架402；所述灶壳401与灶芯外环405之间用保温隔热材料填充；所述燃气灶进气口的管道直接伸入孔灶芯403内；在靠近燃气连通管205末端的位置上接一根带有控制阀门B 208的排烟管207延伸到壳体100外，所述高温分层气化炉200炉体的顶端设为活动口盖212，活动口盖212上设有可旋转的万字形搅料杆211，炉体正上方的壳体100台面设置为活动盖板102；所述电动鼓风机300置于高温分层气化炉200一侧，连接出风口的通风管301横置于高温分层气化炉200的底部，通风管301末端延伸到壳体100外并设置有活动堵头B 303，位于高温分层气化炉200底部中心位置接一根通风支管A 204伸入炉体内，风支管A 204的末端设置一个圆柱形喷头，喷头侧壁上设置多排喷气孔，喷头顶端用直径大于喷头半径1.5-2cm的薄片封闭；通风管301上还接一根通风支管B 302连接到控制阀门A 209与燃气灶进气口之间的燃气支管A上，所述通风支管上设置有控制阀门C 210。
实施例3：如图1、2：一种高效生物炭气化炉，高温分层气化炉200、电动鼓风机300置于一个长方体壳体100内，所述壳体100的正面或侧面安装活动门，底部安装滚轮103，壳体100的侧面上端安装推拉扶手101；燃气灶400安装在壳体100的台面上，高温分层气化炉200炉体内部是一个密封的空心圆柱体，炉体通过底部的支脚203固定在壳体100内，炉壁夹层为保温材料制成的隔热层201，炉壁底部外侧设有用活动密封盖封住的出灰口 202，燃气连通管205的一端从炉体高度的7/12处接入炉体内，另一端延伸到壳体100外并在末端设置活动堵头A 206，从燃气连通管205上引一段带有控制阀门A 209的燃气支管A连接燃气灶400的进气口，所述燃气灶400包括灶壳401和灶芯，灶芯的中心为多孔灶芯403，该多孔灶芯403是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，中部开有小孔的圆形薄片封在距顶部边沿8mm的侧壁上；灶芯内环404是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，灶芯内环404罩在多孔灶芯403外，其半径比多孔灶芯403大7mm，高度大于多孔灶芯403；灶芯外环405是一个无上下底的薄壁圆柱体，灶芯外环405罩在灶芯内环404外，半径比灶芯内环404大7mm，高度与多孔灶芯403相等，灶芯外环405上口套上支锅架402；所述灶壳401与灶芯外环405之间用保温隔热材料填充；所述燃气灶进气口的管道直接伸入孔灶芯403内；在靠近燃气连通管205末端的位置上接一根带有控制阀门B 208的排烟管207延伸到壳体100外，所述高温分层气化炉200炉体的顶端设为活动口盖212，活动口盖212上设有可旋转的万字形搅料杆211，炉体正上方的壳体100台面设置为活动盖板102；所述电动鼓风机300置于高温分层气化炉200一侧，连接出风口的通风管301横置于高温分层气化炉200的底部，通风管301末端延伸到壳体100外并设置有活动堵头B 303，位于高温分层气化炉200底部中心位置接一根通风支管A 204伸入炉体内，风支管A 204的末端设置一个圆柱形喷头，喷头侧壁上设置多排喷气孔，喷头顶端用直径大于喷头半径1.5-2cm的薄片封闭；通风管301上还接一根通风支管B 302连接到控制阀门A 209与燃气灶进气口之间的燃气支管A上，所述通风支管上设置有控制阀门C 210。
具体操作方法及原理：高温分层气化炉200底部先垫一层厚约150－200mm的生物炭，使用时，打开电动鼓风机300，点燃炭层待发红，关闭电动鼓风机300，打开活动口盖212装燃料后盖拧紧，再打开电动鼓风机300待数十秒钟后燃气灶400试点火，燃气灶400点燃后关闭排烟管207，调节控制阀门A 209和控制阀门C 210控制火焰进入多孔灶芯403内部燃烧至多孔灶芯403发红即可正常用火；其气化原理是：在电动鼓风机300的作用下炉底的风支管A 204的末端的喷头在炭层内横向补氧加温促使温度达1000℃以上时炭分子气化，与此同时高温分层气化炉200炉膛内层温度也达500℃以上，促使生物质原料热解气化，气化后产生的生物炭又不断补充炭层气化，高温分层气化炉200炉膛内的生物炭热解气与生物质原料热解气混合，在水蒸气等气体的作用下部分气体又化合成可燃气，从而不断增加燃气含量，高温分层气化炉200炉膛内的混合气通过燃气通管进入灶芯内燃烧，促使灶芯发红温度也达1000℃以上时，混合气中的焦油气、水蒸气、木醋气、二氧化碳气等气体又再次分解组合成可燃气参与共同燃烧，这种高温分层气化炉200炉灶内部不断气化燃烧的良性循环现象，实现了高效利用生物质燃料效果，该气化炉己能做到每天只管加燃料用燃气，1—2个月只掏出一次少量白灰及炉渣，平均每公斤原料可气化燃烧90分钟以上，实现无焦油无炭灰无杂气杂物排放的特别节能环保效果。
本发明通过附图进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同代替，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方案。
Claims (3)
1.一种高效生物炭气化炉，其特征在于，高温分层气化炉（200）、电动鼓风机（300）置于一个长方体壳体（100）内，燃气灶（400）安装在壳体（100）的台面上，高温分层气化炉（200）炉体内部是一个密封的空心圆柱体，炉体通过底部的支脚（203）固定在壳体（100）内，炉壁夹层为保温材料制成的隔热层（201），炉壁底部外侧设有用活动密封盖封住的出灰口（202），燃气连通管（205）的一端从炉体高度的1/2-2/3处接入炉体内，另一端延伸到壳体（100）外并在末端设置活动堵头A（206），从燃气连通管（205）上引一段带有控制阀门A（209）的燃气支管A连接燃气灶（400）的进气口，在靠近燃气连通管（205）末端的位置上接一根带有控制阀门B（208）的排烟管（207）延伸到壳体（100）外，所述高温分层气化炉（200）炉体的顶端设为活动口盖（212），活动口盖（212）上设有可旋转的万字形搅料杆（211），炉体正上方的壳体（100）台面设置为活动盖板（102）；所述电动鼓风机（300）置于高温分层气化炉（200）一侧，连接出风口的通风管（301）横置于高温分层气化炉（200）的底部，通风管（301）末端延伸到壳体（100）外并设置有活动堵头B（303），位于高温分层气化炉（200）底部中心位置接一根通风支管A（204）伸入炉体内，风支管A（204）的末端设置一个圆柱形喷头，喷头侧壁上设置多排喷气孔，喷头顶端用直径大于喷头半径1.5-2cm的薄片封闭；通风管（301）上还接一根通风支管B（302）连接到控制阀门A（209）与燃气灶进气口之间的燃气支管A上，所述通风支管上设置有控制阀门C（210）。
2.根据权利要求1一种高效生物炭气化炉，其特征在于，所述燃气灶（400）包括灶壳（401）和灶芯，灶芯的中心为多孔灶芯（403），该多孔灶芯（403）是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，中部开有小孔的圆形薄片封在距顶部边沿5-10mm的侧壁上；灶芯内环（404）是一个无上下底且侧壁布满小孔的薄壁圆柱体，灶芯内环（404）罩在多孔灶芯（403）外，其半径比多孔灶芯（403）大6-8mm，高度大于多孔灶芯（403）；灶芯外环（405）是一个无上下底的薄壁圆柱体，灶芯外环（405）罩在灶芯内环（404）外，半径比灶芯内环（404）大6-8mm，高度与多孔灶芯（403）相等，灶芯外环（405）上口套上支锅架（402）；所述灶壳（401）与灶芯外环（405）之间用保温隔热材料填充；所述燃气灶进气口的管道直接伸入孔灶芯（403）内。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种高效生物炭气化炉，其特征在于，所述壳体（100）的正面或侧面安装活动门，底部安装滚轮（103），壳体（100）的侧面上端安装推拉扶手（101）。
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