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秸秆燃烧供气炉

一、技术原理：

秸杆气化炉，属于燃烧装置技术领域，用于利用植物秸杆制备可供发电、取暖，特别是农村集中供给各家各户烧水做饭的燃气。

在现有技术中，国外四十年代即有用于农庄、村镇集体供暖与本技术相类似的装置；国内亦从九十年代初开始进行这方面的研究。经查中国专利公报发现已有相似技术的在先专利申请。但与该技术创造相比，都不同程度地存在一些技术问题：如有的炉膛设计不合理，在不同区域内随着燃料堆积体积的变化，易出现“搭桥”、造成“风洞”，破坏了气化过程的稳定性，导致燃气质量的不稳定：有的未考虑原料在燃烧（氧化）——气化（还原）等一系列热化学过程中需要有一个稳定高温场的问题，因而炉膛内不论是燃烧区还是还原区没设保温层；有的没有考虑气化过程中能量平衡与综合利用的问题，将炉内产生的高温燃气直接抽出送走，而冷空气却不预热即进入炉内，这样既浪费大量热能，又降低了燃气转化率，且造成所制备的燃气的质量低劣；有的虽设有水腔（或水套），但不起供水和蒸汽的平衡供给控制作用，难以保证制气过程中水和蒸汽的平衡供给，无法保证炉内燃烧转化过程的正常进行，甚至容易造成息火、停炉等事故：还有的炉蓖子结构不合理，不能保证排渣畅通，气化炉无法实现长期连续运转。

根据植物秸杆的特性和热能转化基本原理，针对现有技术中所存在的问题，本技术的基本构思是：以现有同类技术三节式炉体为基础，进行下列几项彻底改造：

（1）改直筒状炉膛为其内脏有不同锥度的炉膛，以利优化秸杆燃烧转化过程；

（2）在炉膛燃烧区和还原区增设保温层，以便增加炉体热容，稳定热场，提高转化率和燃气质量；

（3）变高温燃气从炉膛内直接抽出送走为通过列管与进入炉腔内的冷空气进行了热交换充分利用了余热后再被抽出，以提高能量的综合利用率；

（4）炉体内增设两个空气预热腔，以使外界进入的冷空气通过上炉体和中炉体外夹层的充分预热后，再进入位于中炉体内由高温燃气所通过的列管而形成的高温交换区成为高温空气后，被送入燃烧区，以保证炉内氧化——还原过程的条件优化和稳定；

（5）在中炉体下方，设置内外连通分别与炉膛侧壁和炉体侧壁及炉底共同组成的两水腔，其中的水被高温燃气加热沸腾产生的蒸气进入高温热交换区与热空气相混合并被上述列管进一步加热后进入炉内参加燃气的还原转化；

（6）改单层炉蓖子为上下两层且下层上焊有除灰耙齿还可沿带滑轮的轨道滑动，通过密封外露的操纵杆可使上下层相互产生位移，除去灰渣的双层炉南子；

（7）在上炉膛内侧上部增设空气进孔，使进料处保持负压，避免烟尘外溢污染环境；

（8）改直筒形进料口为倒置中空截头圆锥体形，以保证料层厚度均匀，料床稳定，从而实现设计目的。

二、工艺示图详解：

从下面附带的示意图可以看出：从上到下依次由带进料口1并装有上炉膛  4的上炉体3、带燃气出口7并装有进水管19和溢水管16以及中炉膛9的中炉体11和带排灰口14的下炉体13以及装于上述的中、下炉体11和13之间的炉蓖子15构成，并且上述的上、中、下三个炉体由法蓝相互连成一体，其特征在于该炉其上述的进料口1呈倒置的空心截头圆锥体形并在上述的上、中二炉膛4和9的近上沿处设有空气进气孔2，在上述的中炉体11与中炉膛9的二侧壁之间还装有环绕在中炉膛9上口并和其上沿焊在一起又和上述的燃气出口7相连通的燃气汇总环形管6、其上沿和中炉膛9焊在一起用以隔出第二预热区的吊装环形夹层壁10、其上端与燃气汇总环形管6相连通其下端设有燃气入口17并在它们周围形成高温换热区20的燃气列管21和既与上述的进、溢二水管19和16相连通又彼此之间通过管子相连通的环形外水腔12及环形内水腔18。

炉膛4呈倒置的空心截头圆锥体形，其斜侧壁与上述的上炉体3的直侧壁及部分炉底共同组成空心直角三角形旋转环体形的第一预热区5，该区和上述的上炉膛4及中炉体11内腔分别由位于炉膛斜侧顶端和炉体底边上的气空口相连通。

中炉膛9其上部里倒置的空心截头圆锥体形，与其连为一体的下部呈圆筒状，并且它们的内壁上均装有保温层8。

炉蓖子15由上炉蓖子22和位于其下面炉条上焊有除灰耙齿24的下炉蓖子23及装有滑轮的轨道25构成，在密封露出炉体的操纵杆的推动下上、下二炉蓖子22和23可以产主相互位移，从而把炉灰除掉。

本技术的优点是：炉体结构设计新颖、科学、合理，能使各种低质生物质原料在最佳的热化学条件下进行转化和气化，热能利用率高，燃气转化率亦高，燃气质量高且稳定，燃烧热值接近理论值；性能可靠，可操作性强，更具有实用性，炉体外型尺寸可随供气量大小而变化，用途广泛，既可用于发电、居民区集体供热取暧、工业供热，又可为100户以上的农村集中供气烧水做饭取暖等，既可节约能源，又可减轻环境污染，还能降低燃气生产成本。

结合附图和最佳实施例将本技术的结构特征进一步描述如下：在用锅炉钢板焊接均呈筒状并由法蓝连接在一起的上、中、下三个炉体3、11和！3中，上炉体3的上口处装一用钢板焊制而成的倒置的空心截头圆锥体形的进料口1，该炉体内装一用钢板焊接成型的倒置的空心截头圆锥体形且近上口设有10个空气进气孔2的上炉膛4，该炉膛侧壁和炉体侧壁及部分炉底组成一个由其截面呈直角三角形环绕炉膛的第一预热区5，该区通过设在炉膛侧壁上部和炉底近侧壁处的空气入口分别与上炉膛3和中炉体11内脏相连通；在带燃气出口7并装有进水管19和溢水管16的中炉体11内腔居中装有用钢板焊接而成且上口处亦设有10个空气进气孔2、上下连为一体上大半部呈倒置空心截头圆锥体形而下小半部呈圆筒形且其内壁均装保温层8的中炉膛9、环绕该炉膛9上口并和其上沿焊接一起且和上述的中炉体11上所带的燃气出日7相连通的燃气汇总环形方管6、套在中炉膛9上半部外面上端与中炉体11的炉顶焊接在一起钢板质圆筒状的吊装环形夹层壁10、它和中炉体11的侧壁形成有空气入口与第一预热区5相连通的第二预热区、位于夹层壁10与中炉膛侧壁之间上端与燃气汇总环管6相连通下端设有燃气人口17钢管质的燃气列管21de其周围形成高温换热区22）、分别与中炉体11侧壁和炉底及中炉膛9侧壁和炉底共同组成钢板质且与上述的进、溢二水管19和16相连通的封闭矩形截面环形外水腔12和上端敞开并由管子与外水腔12相连通的内水腔18；在中、下二炉体11和13之间装有由国钢焊成炉条间距较小的上层炉苗子22和炉条距离较大炉条上焊有两片竖直向上插入上层炉南子炉条间隙并高于炉条的除灰耙齿24可在密封安装露于炉体外的操纵杆的推拉下可沿其上装有滑轮的轨道移动的下炉南子23所组成双层炉蓖子15；下炉体13底部设有排灰口14。秸杆经进料口1人上炉膛4和中炉膛9充分燃烧后其灰经炉南子15和排灰14排出，空气由入口进入经第一预热区5预热再由入口进入第二预热区到高温热交换区20变为高温空气后，经孔2进入中炉膛9，而水由进水管19入外水腔12过量的水由溢水管16at出经连接管入内水腔18气化后蒸气进人高温热交换区20与空气混合后入中炉膛，所产生的燃气从炉篦子15出来经燃气入口17和列管21汇总到燃气汇总环形管6。

三、根据实践中可以适当作以下改动：

1、各部所用原材料以及燃气汇总环形管的形状、内外水腔的形状等均可适当变更；

2、空气进气孔的数量，每个炉膛上可在6～20个范围内变更而且都可双层排列。

3、燃气列管可在10～20根范围内变更，也可采用弯管、蛇形管或螺旋管，还可在直管外壁上加散热片；

4、炉体总体外形尺寸直径可在 10 0 0～ 15 0 0 mm高在 18 0 0～ 2 50 0 mm范围内变动。

四、附图：

（一）、