專利名稱：使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及供熱系統(tǒng)技術領域，尤其涉及一種使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)。
背景技術：
目前，在供熱系統(tǒng)技術領域，所使用的燃料大多數(shù)為煤炭，而煤炭的燃燒帶來的環(huán)境污染大，隨著世界對環(huán)保問題的關注以及煤炭資源的不斷減少，急需要尋求一種既可以代替煤炭又可以減少環(huán)境污染的燃料。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)，其利用生物燃氣代替燃煤，環(huán)境污染少，加熱效率高。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下
使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)，包括生物氣化爐、凈化裝置、大型燃氣爐排和大型燃氣熱量接收器，所述生物氣化爐的生物燃氣出口與所述凈化裝置的生物燃氣入口相連，所述凈化裝置的生物燃氣出口與所述大型燃氣爐排的生物燃氣入口相連，所述大型燃氣熱量接收器位于所述大型燃氣爐排上；所述大型燃氣爐排的面積為0.25 30m2，所述大型燃氣熱量接收器的容量為0.2~20t;所述生物氣化爐制造的生物燃氣，經(jīng)過所述凈化裝置凈化后，通過氣量可調式真空泵以每分鐘3~80m3的速度輸出給所述大型燃氣爐排燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量加熱所述大型燃氣熱量接收器。
本發(fā)明的有益效果是利用再生能源制造生物燃氣，取代煤炭作為供熱燃料，根除了用戶對煤炭的依賴性，降低了環(huán)境污染，提高了熱量接收器的加熱效率。


圖1是本發(fā)明的使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的工藝流程圖。
圖2是本發(fā)明的A型生物氣化爐結構示意圖。
圖3是本發(fā)明的A型洗滌冷卻裝置結構示意圖。
圖4是本發(fā)明的A型真空泵系統(tǒng)結構示意圖。
圖5是本發(fā)明的A型過濾裝置結構示意圖。
圖6是本發(fā)明的A型大型燃氣爐排結構示意圖。
4圖7是圖6的A-A剖視圖。
圖8是本發(fā)明的A型大型燃氣熱量接收器結構示意圖。
圖9是本發(fā)明的B型生物氣化爐結構示意圖。
圖IO是本發(fā)明的B型凈化裝置結構示意圖。
圖11是本發(fā)明的B型大型燃氣爐排結構示意圖。
圖12是圖11的B-B剖視圖。
圖13是本發(fā)明的B型大型燃氣熱量接收器結構示意圖。
圖14是本發(fā)明的C型生物氣化爐結構示意圖。
圖15是本發(fā)明的C型凈化裝置結構示意圖。
圖16是本發(fā)明的C型大型燃氣爐排結構示意圖。
圖17是圖16的C-C剖視圖。
圖18是本發(fā)明的C型大型燃氣熱量接收器結構示意圖。圖中1、外殼，2、內膽，3、管式帶水爐條，4、化工噴頭，5、調速電機，6、真空泵水管，7、廢濾料出口， 8、條狀自動供氧管，9、條排狀氣體出孔，10、下孔式氣體分配管，11、氣火管，12、容水式疊板，13、法蘭，14、連水管，15、熱水外殼，16、圓形風帽式布風孔板，17、箱式主體，18、空氣管，19、生物燃氣管，20、疊板式主體，21、橫管式熱量回收器，22、條形布風裝置，23、生物燃氣管，24、風機管，25、水管式主體。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細地描述
如圖1所示，本發(fā)明是利用生物再生能源及生物氣化原理，以單種或多種(秸稈、玉米芯、鋸末等)生物原料，在缺氧燃燒中產(chǎn)生一氧化碳，同時燃燒熱傳導給未燃生物原料，在50(TC 650'C溫度下，通過蒸汽作用下，未燃生物原料發(fā)生負壓(正壓)連續(xù)干餾反應，使生物原料中的長鏈分子，裂解為小分子，并產(chǎn)生氫氣、氮氣等氣體，氫氣又與碳反應，生成甲烷氣體，同時剩余氧氣又與碳發(fā)生反應生成二氧化碳，并在生物燃燒中產(chǎn)生了焦油。上述氣體及焦油從生物氣化爐的生物燃氣出口進入凈化裝置，進行洗滌冷卻、焦油分離，然后，經(jīng)可調氣量真空泵泵入儲氣罐，在泵入儲氣罐之前可以進行再次焦油氣水分離，儲氣罐內的生物燃氣經(jīng)過再次過濾后，用于農(nóng)戶用氣，或者，通過大型燃氣爐排燃燒后加熱大型燃氣熱量接收器，用于供熱或洗浴場所。
本發(fā)明使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)所包括的生物氣化爐、凈化裝置、大型燃氣爐排和大型燃氣熱量接收器各有三種結構形式，具體如下
如圖2所示，本發(fā)明的A型生物氣化爐的爐主體為圓柱體，外殼l為水冷裝置，內膽2為特殊耐火材料(例如，耐火水泥等)制成，在含有催化劑的作用下，可以提高產(chǎn)氣量，爐主體的底部為儲灰室，儲灰室的上部為管式帶水爐條3，并與外殼l的水冷裝置中的水相通，使燃燒產(chǎn)生的熱量傳給水冷裝置，無丟失，使爐條的使用壽命延長，爐主體的頂部設有空氣入口和生物原料填加口；外殼1的一側設有熱水出口和排污口，另一側設有生物燃氣出口和冷水入口，熱水出口可以接循環(huán)供熱泵的入口，用于供熱系統(tǒng)，排污口用于排出水中雜物；儲灰室的一側設有除灰口，用于排出燃燒產(chǎn)生的灰體。本發(fā)明的生物氣化爐初次點爐3 7分鐘左右即可產(chǎn)生可用氣體，本爐直徑可從0.7~4m，高度從2 5m，產(chǎn)氣率在2~3m3/kg，熱值為4600 7500MJ/m3 (大于1800大卡/m3)，產(chǎn)氣量根據(jù)用戶所需，可在3mV分鐘 80mV分鐘范圍內，產(chǎn)生的生物燃氣可用于200~15000戶生活用氣，以及為0.2~20噸的熱量接收器加熱。
如圖3至圖5所示，本發(fā)明的A型凈化裝置包括洗滌冷卻裝置、真空泵系統(tǒng)和過濾裝置，來自生物氣化爐的生物燃氣，進入化工原料洗滌室A和洗滌室B進行兩級化學洗滌、冷卻，使溫度降至50。C左右，焦油沉入洗滌室底排出，剩余的液體焦油進入焦油化工原料分離器進行分離，分離出的焦油排入焦油回收室中，分離出的化工原料液體，通過化工噴頭4噴入兩個洗滌室進行重復利用，洗滌后的氣體經(jīng)泵再進入冷卻室A和冷卻室B進行兩級冷卻，使溫度進一步冷卻至4(TC左右，冷卻后的生物燃氣進入氣量可調式真空泵中(本泵可輸出燃氣3 80mV分鐘)進行氣水攪拌，攪拌后的氣體，由真空泵的氣體出口經(jīng)過氣水分離器的A口，進入氣水分離器中進行氣水分離，分離出的剩余水從溢流口排出，剩余的含焦油的水再通過真空泵水管6進入真空泵中攪拌，如此重復，使焦油進一步的降低，從氣水分離器分離出的氣體從氣水分離器的B 口輸出進入四級過濾器的氣體入口，進行四級過濾，過濾器的濾料為為稻殼、玉米芯等生物原料，濾料從濾料填加口加入，氣體通過濾料后將剩余雜質、焦油濾除，經(jīng)長時間使用后的含焦油、雜質的廢料從廢料出口 7排出，過濾的氣體可通過氣體出口直接進入大型燃氣爐排中燃燒或進入儲氣罐中儲存，分配給農(nóng)戶生活用氣。
如圖6和圖7所示，A型大型燃氣爐排為自動供氧爐排，其包括箱式主體17、儲氣室、下孔式氣體分配管10、條狀自動供氧管8和條排狀氣體出孔9，條排狀氣體出孔9環(huán)繞在條狀自動供氧管8周圍；生物燃氣從四級過濾器的氣體出口進入自動供氧爐排的下孔式自動分配管10，進入儲氣室，通過自動供氧爐排中的自動氣體分配孔板的條排狀氣體出孔9，通過自動點火器將其點燃，點燃后由條狀自動供氧管8進入氧氣，使其燃燒徹底，無死角，發(fā)出藍色火苗，并且火勢大小可隨意調節(jié)。自動供氧爐排可以隨意組合成雙體、多體等，面積
可在0.25~30m2，可供0.2~20噸以上的國內尚無用氣體燃燒的大型熱量接收器。
如圖8所示，本發(fā)明的A型大型燃氣熱量接收器包括箱式主體、疊板式熱量回收器和余熱回收器三部分，三部分通過法蘭13和連水管14連接，使其更牢固，箱式主體為方形體、長圓體、長方體或圓柱體，其內部設有氣火管11，外部設有冷水回水管接口和雜質排污口 ，自動供氧爐排產(chǎn)生的藍火進入氣火管11，進行燃燒加熱，其供氣量可由溫度調節(jié)器進行火勢調節(jié)；疊板式熱量回收器上設有容水式疊板12，通過熱量接收器主體的余熱經(jīng)疊板式熱量回收器來回折疊，使熱量充分利用；余熱回收器上設有補水管口、溫度自控口、開口水箱接管接口、主熱輸出管接口和自控壓力管接口，經(jīng)過疊板式熱量回收器的熱量再通過余熱回收器進一步的回收，使熱量充分利用。
本發(fā)明的大型燃氣熱量接收器高度可在0.5 4m，長度2 10m，寬度0.5 3m不限，并可根據(jù)實際情況及用量大小，進行任意組合，每臺熱量接收器可帶面積1000m^l00000n^的城市、小區(qū)供熱，它可取代現(xiàn)有生產(chǎn)的任何形狀、結構的燃煤鍋爐，從而降低了環(huán)境污染。
如圖9所示，本發(fā)明的B型生物氣化爐包括圓柱形的爐主體、熱水外殼15、耐火材料制成的內膽2、圓形風帽式布風孔板16和儲灰室，儲灰室位于爐主體的底部，爐主體的頂部設有生物燃氣出口和生物原料填加口，側面設有點火孔，儲灰室的一側設有風機入口，另一側設有除灰口。 B型生物氣化爐的氣體發(fā)生原理和功能與A型生物氣化爐基本相同，不同之處在于A型爐為真空泵吸氣，B型爐為風機正壓給氧燃燒；A型爐水外套為整體形式，而B型爐為下半體式，且儲灰室的頂部沒有爐條，而設有圓形風帽式布風孔板16; A型爐的點火方式為下部人工點火，而B型爐為側面電點火。
如圖10所示，本發(fā)明的B型凈化裝置包括冷卻器本體、冷卻器A、冷卻器B、過濾器A、過濾器B、過濾器C和過濾器D，冷卻器本體一側設有生物燃氣入口，其與生物燃氣爐的燃氣出口相連，冷卻器B的上部設有生物燃氣出口，冷卻器本體、冷卻器A和冷卻器B的底部均設有焦油排放口，其與焦油存儲箱連接以回收焦油，過濾器A的一側設有生物燃氣入口，其與冷卻器B的生物燃氣出口相連，過濾器D的一側設有生物燃氣出口。 B型凈化裝置由兩道疊板式冷卻器與四道過濾器儲氣罐組成，冷卻器主要是將氣體冷卻至35'C左右，以除去生物燃氣中的焦油及水蒸氣，過濾器主要為去除多余的焦油、雜質等物質，經(jīng)過冷卻、過濾后的生物燃氣，直接進入儲氣罐，用以供200 15000戶居民生活用氣及取暖，并可供大型燃氣爐排燃燒加熱大型熱量接收器。B型凈化裝置的其它功能同A型凈化裝置的冷卻過濾功能。
如圖11和圖12所示，B型大型燃氣爐排包括箱式主體17、空氣管18和生物燃氣管19，空氣管18和生物燃氣管19位于箱式主體內，空氣管18上設有數(shù)個空氣出孔，生物燃氣管19上設有數(shù)個燃氣出孔，每個空氣出孔的周邊環(huán)繞多個燃氣出孔。B型燃氣爐排由空氣管18進入空氣，來自凈化裝置生物燃氣出口的生物燃氣進入生物燃氣管19，燃氣通過數(shù)個燃氣出孔與數(shù)個空氣出孔出來的空氣進行充分燃燒，加熱大型熱量接收器。
如圖13所示，B型大型燃氣熱量接收器由三層組成，下層為疊板式主體20，中部為橫管式熱量回收器21，上部為余熱回收器，三者通過法蘭依次連接，疊板式主體20 —側設有冷水入口，另一側設有排污口，余熱回收器上設有補水口、排空口、熱水出口、安全裝置接口和壓力表接口，排空口接室外排空管，安全裝置接口接壓力保護裝置，壓力表接口接壓力表。B型大型燃氣熱量接收器的其它功能與A型燃氣熱量接收器的功能相同。
如圖14所示，C型生物氣化爐包括爐主體、耐火材料制成的內膽2、條形布風裝置22和儲灰室，爐主體的上部為偏圓錐體，下部為圓柱體，爐主體的頂部設有生物燃氣出口和生物原料填加口， 一側設有點火口，儲灰室位于爐主體的底部， 一側設有壓縮空氣入口，另一側設有除灰口，條形布風裝置22位于儲灰室的上部，其上部為偏心圓形帽體。C型生物氣化爐為空壓機供風系統(tǒng)，點火方式為側面電點火，其它結構、功能與A型生物氣化爐相同。
如圖15所示，C型凈化裝置包括通過管道依次連接的冷卻器A、冷卻器B、過濾器A、過濾器B和過濾器C。生物燃氣從生物氣化爐的燃氣出口進入冷卻器A,進行初步冷卻后，進入二級冷卻器B，再冷卻使溫度降至4(TC左右，進入過濾器A、過濾器B和過濾器C進行三道過濾，使氣體中的焦油含量達15mg/m3，最后進入大型燃氣爐排及儲氣罐中，用于供給居民生活用氣及其它用氣。如圖16和圖17所示，C型大型燃氣爐排包括箱式主體17、生物燃氣管23和風機管24，生物燃氣管23和風機管24交錯分布在箱式主體內，生物燃氣管23內的燃氣來自凈化裝置的燃氣出口，風機管24接壓力式風機出口。 C型燃氣爐排為壓力式風機鼓入空氣與生物燃氣混合燃燒，其空氣量與生物燃氣量可調節(jié)，使燃氣能充分燃燒。
如圖18所示，C型大型燃氣熱量接收器由兩層組成，下層為水管式主體25，上部為余熱回收器，水管式主體25的一側設有冷水入口，另一側設有排污口，余熱回收器為偏錐體結構，其上設有補水口、排空口、熱水出口、安全裝置接口和壓力表接口，各接口的功能與B型燃氣熱量接收器的功能相同。C型大型燃氣熱量接收器的其它功能與A型燃氣熱量接收器的功能相同。
上述A、 B、 C型三種結構形式的生物氣化爐、凈化裝置、大型燃氣爐排和大型燃氣熱量接收器可以任意組合實現(xiàn)本發(fā)明的利用生物燃氣為大型熱量接收器加熱的方法，例如，A型生物氣化爐、B型凈化裝置、A型大型燃氣爐排和C型大型燃氣熱量接收器組合；B型生物氣化爐、B型凈化裝置、C型大型燃氣爐排和A型大型燃氣熱量接收器組合。
下面以遼源市超導鍋爐(鍋爐制造)有限公司生產(chǎn)的型號為DZL (W) 7—0.7/95/75^AII型10噸燃煤鍋爐與本發(fā)明的燃氣爐做一比較該鍋爐每小時額定燃煤量為1828.汰g，按每天工作16小時計算，每天用煤為29260.汰g，每月按30天計算，每月耗煤877824kg,每個采暖期按5個月計算，每年耗煤4389.12噸，每噸煤按400元計算，每年用資金1755648元；本發(fā)明的生物氣化爐產(chǎn)氣量為1800mV時的爐可帶10噸以上的熱量接收器，按每公斤秸稈產(chǎn)氣量為3m3/時，需秸稈600公斤，按市價(包括運雜費)0.3元計算，每小時用資金180元，每天按16小時計算，每天耗資2880元，每月按30天計算，每月需資金86400元，每年按取暖期5個月，每年需資金432000元。由此計算可得出，本發(fā)明的大型熱量接收器在每年供熱時就可節(jié)約資金1755648 -432000=1323648元，可給農(nóng)民創(chuàng)收130余萬元，本發(fā)明的大型熱量接收器完全可以取代燃煤鍋爐供熱，且環(huán)境污染小。
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權利要求
1、使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括生物氣化爐、凈化裝置、大型燃氣爐排和大型燃氣熱量接收器，所述生物氣化爐的生物燃氣出口與所述凈化裝置的生物燃氣入口相連，所述凈化裝置的生物燃氣出口與所述大型燃氣爐排的生物燃氣入口相連，所述大型燃氣熱量接收器位于所述大型燃氣爐排上；所述大型燃氣爐排的面積為0.25～30m2，所述大型燃氣熱量接收器的容量為0.2～20t；所述生物氣化爐制造的生物燃氣，經(jīng)過所述凈化裝置凈化后，通過氣量可調式真空泵以每分鐘3～80m3的速度輸出給所述大型燃氣爐排燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量加熱所述大型燃氣熱量接收器。
2、 如權利要求1所述的使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)，其特征 在于，所述的生物氣化爐包括圓柱形的爐主體、設有水冷裝置的外殼(1)、耐 火材料制成的內膽(2)、管式帶水爐條(3)和儲灰室，管式帶水爐條(3)與 外殼(1)的水冷裝置相通，儲灰室位于爐主體的底部，爐主體的頂部設有空氣 入口和生物原料填加口，外殼(1)的一側設有熱水出口和排污口，另一側設有 生物燃氣出口和冷水入口，儲灰室的一側設有除灰口；所述的凈化裝置包括洗 滌冷卻裝置、真空泵系統(tǒng)和過濾裝置，洗滌冷卻裝置的生物燃氣出口與真空泵 系統(tǒng)的生物燃氣入口連接，真空泵系統(tǒng)的氣體出口與過濾裝置的氣體入口連接； 所述的大型燃氣爐排包括箱式主體(17)、儲氣室、下孔式氣體分配管(10)、 條狀自動供氧管(8)和條排狀氣體出孔(9)，條排狀氣體出孔(9)環(huán)繞在條 狀自動供氧管(8)周圍；所述的大型燃氣熱量接收器包括箱式主體、疊板式熱 量回收器和余熱回收器，三者通過法蘭(13)和連水管(14)連接，箱式主體 為方形體、長圓體、長方體或圓柱體，其內部設有氣火管(U)，外部設有冷 水回水管接口和雜質排污口，疊板式熱量回收器上設有容水式疊板，余熱回收 器上設有補水管口、溫度自控口、開口水箱接管接口、主熱輸出管接口和自控 壓力管接口。
3、 如權利要求1所述的使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)，其特征 在于，所述的生物氣化爐包括圓柱形的爐主體、熱水外殼(15)、耐火材料制成 的內膽(2)、圓形風帽式布風孔板(16)和儲灰室，儲灰室位于爐主體的底部， 爐主體的頂部設有生物燃氣出口和生物原料填加口，側面設有點火孔，儲灰室 的一側設有風機入口，另一側設有除灰口；所述的凈化裝置包括冷卻器本體、 冷卻器A、冷卻器B、過濾器A、過濾器B、過濾器C和過濾器D，冷卻器本體 一側設有生物燃氣入口，冷卻器B的上部設有生物燃氣出口，冷卻器本體、冷卻器A和冷卻器B的底部均設有焦油排放口 ，過濾器A的一側設有生物燃氣入口，其與冷卻器B的生物燃氣出口相連，過濾器D的一側設有生物燃氣出口；所述的大型燃氣爐排包括箱式主體(17)、空氣管(18)和生物燃氣管(19)， 空氣管(18)和生物燃氣管(19)位于箱式主體內，空氣管(18)上設有數(shù)個 空氣出孔，生物燃氣管(19)上設有數(shù)個燃氣出孔，每個空氣出孔的周邊環(huán)繞 多個燃氣出孔；所述的大型燃氣熱量接收器包括疊板式主體(20)、橫管式熱 量回收器(21)和余熱回收器，三者通過法蘭依次連接，疊板式主體(20) — 側設有冷水入口，另一側設有排污口，余熱回收器上設有補水口、排空口、熱 水出口、安全裝置接口和壓力表接口。
4、如權利要求1所述的使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)，其特征 在于，所述的生物氣化爐包括爐主體、耐火材料制成的內膽(2)、條形布風裝 置(22)和儲灰室，爐主體的上部為偏圓錐體，下部為圓柱體，爐主體的頂部 設有生物燃氣出口和生物原料填加口， 一側設有點火口，儲灰室位于爐主體的 底部， 一側設有壓縮空氣入口，另一側設有除灰口，條形布風裝置(22)位于 儲灰室的上部，其上部為偏心圓形帽體；所述的凈化裝置包括通過管道依次連 接的冷卻器A、冷卻器B、過濾器A、過濾器B和過濾器C;所述的大型燃氣 爐排包括箱式主體(17)、生物燃氣管(23)和風機管(24)，生物燃氣管(23) 和風機管(24)交錯分布在箱式主體內；所述的大型燃氣熱量接收器包括水管 式主體(25)和余熱回收器，水管式主體(25)的一側設有冷水入口，另一側 設有排污口，余熱回收器為偏錐體結構，其上設有補水口、排空口、熱水出口、 安全裝置接口和壓力表接口。
全文摘要
使用生物燃氣加熱大型熱量接收器的系統(tǒng)涉及供熱系統(tǒng)技術領域，該系統(tǒng)包括生物氣化爐、凈化裝置、大型燃氣爐排和大型燃氣熱量接收器，生物氣化爐的生物燃氣出口與凈化裝置的生物燃氣入口相連，凈化裝置的生物燃氣出口與大型燃氣爐排的生物燃氣入口相連，大型燃氣熱量接收器位于大型燃氣爐排上；所述大型燃氣爐排的面積為0.25～30m²，所述大型燃氣熱量接收器的容量為0.2～20t；所述生物氣化爐制造的生物燃氣，經(jīng)過所述凈化裝置凈化后，通過氣量可調式真空泵以每分鐘3～80m³的速度輸出給大型燃氣爐排燃燒，燃燒產(chǎn)生的熱量加熱所述大型燃氣熱量接收器。本發(fā)明有益效果是節(jié)約燃煤，降低了環(huán)境污染，提高了熱量接收器的加熱效率。
文檔編號F24H1/00GK101487627SQ20091006651
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月11日 優(yōu)先權日2009年2月11日
發(fā)明者劉金山 申請人:劉金山