專利名稱：柴草燃氣及其生產方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃氣技術領域，特指一種柴草燃氣及其生產方法和裝置。提供一種能將柴草轉化為燃氣，使其充分燃燒，且減少污染環(huán)境的柴草氣化裝置，及其柴草燃氣和生產方法。
眾所周知，隨著經濟的發(fā)展及生活的不斷改善，能源在國民經濟中起著非常重要的作用，而實際生產和生活中，存在著嚴重的能源浪費現象。特別是廣大的農村，主要是通過燃燒柴草和煤做飯和取暖。從1996年的一份農村調查中發(fā)現，農村生活耗能折合標準煤共23269萬噸，其中秸桿1197萬噸，柴薪8299萬噸，煤10099萬噸，秸桿和柴薪合計占40．8％，煤占43．4％，其它能源，如電、石油、煤氣、天然氣等合計為15．8％。由于爐灶的結構陳舊落后，燃燒不完全，造成大量的能源浪費，且嚴重地污染環(huán)境。
本發(fā)明的目的在于提供柴草燃氣及其生產方法，通過將柴草在氣化裝置內及氧氣不足的條件下加熱生成柴草燃氣，及冷凝凈化處理，生產出柴草燃氣，使柴草充分完全燃燒，克服現有技術的弊端，達到充分利用能源且不污染環(huán)境的目的。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種生產柴草燃氣的氣化裝置，其提供柴草在氧氣不足的條件下加熱制造成柴草燃氣，達到結構簡單及使用方便的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現的一種柴草燃氣，它是在氣化裝置內缺氧的條件下加熱柴草，柴草受熱后，析出可燃揮發(fā)氣體和有機物裂解析出可燃性氣體，經過冷凝凈化處理，把固體的柴草轉化為不污染環(huán)境的柴草燃氣。
一種柴草燃氣的生產方法，它是將柴草放入氣化裝置內，在缺氧的條件下加熱，利用柴草受熱后，析出可燃揮發(fā)氣體和有機物裂解析出可燃性氣體，經過冷凝凈化處理，制造出柴草燃氣。它包括將柴草燃氣導入冷凝凈化器內，除去其中的有害氣體和水分，并將溫度降低到75℃以下。它還包括將冷凝凈化的柴草燃氣導入燃氣凈化裝置內，進一步除去其中的有害氣體和水分。燃氣凈化裝置包括除塵器、熱交換器、脫硫塔、吸收塔和電撲焦器。
一種生產柴草燃氣的氣化裝置，它包括爐體，在爐體的下部設有爐箅和灰坑，灰坑設有可封閉的出灰口，在灰口門上設有風孔，風孔上借由螺釘封閉；爐膛內由下至上依次分為氧化區(qū)、還原區(qū)、干餾區(qū)和干燥區(qū)，在氧化區(qū)的側方設有熱氣進口，在干燥區(qū)的頂部設有加料口和柴草燃氣出口，在爐膛的側壁設有耐火保溫層。
生產柴草燃氣的氣化裝置包括在柴草燃氣出口接設冷凝凈化器，該冷凝凈化器包括燃氣進入口，其與爐體的燃氣出口連通；熱氣出口與爐體的氧化區(qū)的熱氣進口連通；鼓風機從冷風進入口鼓入冷風；燃氣輸出口輸出冷卻的柴草燃氣進入燃氣儲罐或燃氣灶供使用；底部設有排水閥；頂部設有具安全閥的煙囪。
生產柴草燃氣的氣化裝置，它還包括在冷凝凈化器的燃氣輸出口接設燃氣凈化裝置，該燃氣凈化裝置包括除塵器、熱交換器、脫硫塔、吸收塔和電撲焦器。
本發(fā)明的主要優(yōu)點是具有將柴草完全燃燒，充分利用能源且不污染環(huán)境的功效。
下面結合較佳實施例和附圖進一步說明。


圖1是本發(fā)明的氣化裝置構造示意圖。
圖2是本發(fā)明的燃氣凈化裝置示意圖。
本發(fā)明的柴草燃氣是在氣化裝置內及缺氧的條件下加熱柴草，利用柴草受熱后，析出可燃揮發(fā)氣體和有機物裂解析出可燃性氣體，把固體的柴草轉化為燃氣，從而克服直接燃燒柴草造成的燃燒不完全的缺陷，達到充分利用能源及減少環(huán)境污染的目的。
眾所周知，柴草中的主要成分是可燃物質和水分，其可燃物質主要為碳占49．5％、氧占43％、氫占6．5％，還有氮占1％及少量的硫、磷、鉀及微量元素。
其中碳絕大多數是以碳氫化合物的形式存在，在加熱燃燒的過程中，大部分以揮發(fā)物的形態(tài)析出，參加燃燒，另一小部分以固定碳的形式出現。
其中氫和氧都是可燃的物質，以碳水化合物的形式存在，在加熱燃燒時易揮發(fā)，極易點燃著火，燃燒后的產物為水，燃燒時，廢氣以水蒸氣的形態(tài)出現，要吸收燃燒時產生的熱量(冷凝時再放出熱量)，故對燃燒要產生一定的影響。
其中，氮不能燃燒，在燃燒中是有機廢物或形成氧化氮氣體；硫是可燃物質，燃燒后生成二氧化硫或三氧化硫，及硫酸或亞硫酸，其對灶具產生腐蝕并對空氣造成污染，是非常有害的物質。
其中的磷、鉀是可燃物質，磷燃燒后產生五氧化二磷、磷酸或亞磷酸等有害物質；鉀燃燒后生成氧化鉀，進入爐灰中。
其中水份是非常有害的物質，在燃燒中生成水蒸氣，帶走大量的熱量，降低爐溫，影響燃燒，因此，柴草在加入氣化裝置之前，必須盡量干燥，不能燃燒濕的柴草。
參閱圖1，本發(fā)明使用的氣化裝置是由爐體1和冷凝凈化器3組成，爐體1的下部設有爐箅12和灰坑11，灰坑11設有可封閉的出灰口111，氣化爐運行時，出灰口111的灰口門112成關閉狀態(tài)，在灰口門112上設有風孔113，風孔113上借由螺釘114封閉，當閉火時，去掉螺釘114，以便進入少量的空氣，以保持爐內的燃燒物不熄滅。
爐膛20內由下至上依次分為氧化區(qū)21、還原區(qū)22、干餾區(qū)23和干燥區(qū)24，在氧化區(qū)21的側方設有熱氣進口211，以提供氧化區(qū)21燃燒的適量氧氣，在干燥區(qū)24的頂部設有加料口241和燃氣出口242，在爐膛20的側壁設有耐火保溫層201，防止熱量散失。
冷凝凈化器3包括燃氣進入口31，其與爐體1的燃氣出口242連通；熱氣出口32與爐體1的氧化區(qū)21的熱氣進口211連通；鼓風機4從冷風進入口33鼓入冷風強制冷卻柴草燃氣中的水分和焦油；燃氣輸出口34輸出冷卻的柴草燃氣進入燃氣儲罐或燃氣灶供使用；底部設有排水閥35，用于定期排除冷卻水焦油；頂部設有具安全閥的煙囪36，供排放廢氣。通過較長時間的實驗記錄，本發(fā)明的氣化裝置的平均工作參數如下1、柴草氣化率為71％，2、柴草產氣率為1．9-2．1m3／kg(標準氣壓下)，3、冷卻柴草燃氣的出口溫度＜75℃，4、冷卻柴草燃氣中的焦油含量＜30mg／m3，5、柴草燃氣的熱值為3800-5500千卡／m3。
本發(fā)明的氣化裝置的工作過程為首先將柴草加入氣化裝置的爐體1內，關閉加料口241，點燃氧化區(qū)21，鼓入適量的空氣，使爐膛內的氧化區(qū)21在缺氧的情況下燃燒，加入的空氣量以點著為限，溫度在1000℃以上；其熱量向上傳遞供給還原區(qū)22的柴草進行還原反應，其溫度約800℃以上，在氧化區(qū)21生成的二氧化碳還原成一氧化碳，且發(fā)生柴草受熱分解出可燃氣體；燃燒產生的高溫氣體向上流動進入干餾區(qū)23，使柴草裂解出可燃氣體及焦油，一部分碳焦化為固定碳，其溫度約為500℃以下；燃燒產生的高溫氣體繼續(xù)向上流動進入干燥區(qū)24，溫度下降，使上層柴草干燥脫水，形成水蒸氣與柴草燃氣混合，從柴草燃氣出口242導出，進入冷凝凈化器3進一步進行凈化處理，或直接連接到燃氣灶使用。
爐膛內的柴草隨著不斷地燃燒和裂解，體積逐漸減少，靠著自身的重量向下降落，直至全部變成柴草燃氣；同時燃燒產生的爐灰由爐箅12落入灰坑11內。
當全部氣化完畢后，重新加入柴草原料，進行新一輪的柴草氣化。本氣化裝置的特點是熱風由下部導人，柴草燃氣由上部導出，柴草燃氣導出方向與柴草進入方向呈逆流式，故不必消耗很大能量，啟動容易迅速，燃氣中含有干餾物，發(fā)熱量較高，生成的柴草燃氣逐層上升時，被上層的柴草過濾，使出口的柴草燃氣中，灰份較少，且本氣化裝置的構造簡單，成本低廉，使用方便，適合廣泛地推廣應用。
參閱圖2，由于從冷凝凈化器3導出的柴草燃氣中存在冷卻水、焦油、二氧化碳、氮氣、二氧化硫、爐灰等雜質，影響柴草燃氣的燃燒效果和造成污染環(huán)境，故對于大規(guī)模的生產，必須進行進一步的凈化處理，以提高柴草燃氣的質量。
本發(fā)明的燃氣凈化裝置包括除塵器5、熱交換器6、脫硫塔7、吸收塔8和電撲焦器9，其燃氣中的灰份可以通過旋風除塵器5清除；其水蒸氣和焦油可以通過熱交換器6冷凝除去；脫硫塔7除去硫化物及磷化物；二氧化碳、氮氣、二氧化硫等可以通過吸收塔8和電撲焦器9除去，制成品質較高的柴草燃氣。
當然，由于本發(fā)明的柴草燃氣中的焦油、二氧化碳、氮氣、二氧化硫、爐灰等雜質的含量比直接燃燒柴草的有害氣體少得多，因此，作為家庭使用的小型柴草燃氣灶具，可以不設燃氣凈化裝置，將經過冷凝凈化器的柴草燃氣直接導入燃氣灶具使用；或不設冷凝凈化器和燃氣凈化裝置，直接將氣化裝置的爐體連接到燃氣灶上使用，制成小型的柴草燃氣灶，達到使柴草充分完全燃燒、減少能源浪費和使用方便的目的。此種小型廉價的柴草燃氣灶具非常適用于廣大的農村和邊遠的山區(qū)使用，具有廣泛的使用價值。
權利要求
1.一種柴草燃氣，其特征在于它是在氣化裝置內缺氧的條件下加熱柴草，柴草受熱后，析出可燃揮發(fā)氣體和有機物裂解析出可燃性氣體，把固體的柴草轉化為柴草燃氣。
2.一種柴草燃氣的生產方法，其特征在于它是將柴草放入氣化裝置內，在缺氧的條件下加熱，利用柴草受熱后，析出可燃揮發(fā)氣體和有機物裂解析出可燃性氣體，制造出柴草燃氣。
3.如權利要求2所述的柴草燃氣的生產方法，其特征在于它包括將柴草燃氣導入冷凝凈化器內，除去其中的有害氣體和水分，并將溫度降低到75℃以下。
4.如權利要求3所述的柴草燃氣的生產方法，其特征在于它包括將冷凝凈化的柴草燃氣導入燃氣凈化裝置內，進一步除去其中的有害氣體和水分。
5.如權利要求4所述的柴草燃氣的生產方法，其特征在于燃氣凈化裝置包括除塵器、熱交換器、脫硫塔、吸收塔和電撲焦器。
6.一種生產柴草燃氣的氣化裝置，其特征在于它包括爐體，在爐體的下部設有爐箅和灰坑，灰坑設有可封閉的出灰口，在灰口門上設有風孔，風孔上借由螺釘封閉；爐膛內由下至上依次分為氧化區(qū)、還原區(qū)、干餾區(qū)和干燥區(qū)，在氧化區(qū)的側方設有熱氣進口，在干燥區(qū)的頂部設有加料口和柴草燃氣出口，在爐膛的側壁設有耐火保溫層。
7.如權利要求6所述的生產柴草燃氣的氣化裝置，其特征在于它包括在柴草燃氣出口接設冷凝凈化器，該冷凝凈化器包括燃氣進入口，其與爐體的燃氣出口連通；熱氣出口與爐體的氧化區(qū)的熱氣進口連通；鼓風機從冷風進入口鼓入冷風；燃氣輸出口輸出冷卻的柴草燃氣進入燃氣儲罐或燃氣灶供使用；底部設有排水閥；頂部設有具安全閥的煙囪。
8.如權利要求7所述的生產柴草燃氣的氣化裝置，其特征在于它包括在冷凝凈化器的燃氣輸出口接設燃氣凈化裝置，該燃氣凈化裝置包括除塵器、熱交換器、脫硫塔、吸收塔和電撲焦器。
全文摘要
一種柴草燃氣及其制造方法和氣化裝置,它是在氣化裝置內缺氧的條件下加熱柴草,柴草受熱后,析出可燃揮發(fā)氣體和有機物裂解析出可燃性氣體,把固體的柴草轉化為柴草燃氣。具有將柴草完全燃燒,充分利用能源且不污染環(huán)境的功效。
文檔編號C10B53/02GK1290735SQ0013350
公開日2001年4月11日 申請日期2000年11月6日 優(yōu)先權日2000年11月6日
發(fā)明者盧樸真 申請人:盧樸真