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1、(10)申请公布号 CN 103173246 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103173246 A *CN103173246A* (21)申请号 201310093983.3 (22)申请日 2013.03.22 C10J 3/36(2006.01) (71)申请人 河南宇能生物质电力有限公司 地址 466200 河南省周口市项城市人民政府 莲花办事处王沟行政村 申请人 河南省科学院能源研究所有限公司 (72)发明人 李在峰 吴光强 雷廷宙 杨树华 何晓峰 朱金陵 (74)专利代理机构 郑州联科专利事务所 ( 普通 合伙 ) 41104 代理人 李红卫 王聚才 (54) 。
2、发明名称 下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系 统 (57) 摘要 下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系 统， 包括主轴和主轴上的水冷炉排， 所述主轴上端 设有位于水冷炉排上方的上灰耙， 上灰耙内部与 主轴内部相连通， 主轴下部设有下灰耙 ； 上灰耙 内部设有循环管道， 主轴内部设有与循环管道相 连通的上水管和下水管， 上水管进口端穿过主轴 壁连接有循环水进水管， 下水管出口端穿过主轴 壁连接有循环水出水管。 本发明结构简单， 水冷炉 排的固定部分与活动部分都有循环水降温， 可降 低水冷炉排温度， 增加水冷炉排强度， 提高水冷炉 排使用寿命， 为设计大型生物质热解炉创造可能 性 ； 上灰耙。
3、和下灰耙连接在同一主轴上， 在转动 时可同时完成落灰与清灰， 工作效率高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103173246 A CN 103173246 A *CN103173246A* 1/1 页 2 1. 下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系统， 包括主轴和水冷炉排， 其特征在于 ： 所述主轴上端设有位于水冷炉排上方的上灰耙， 上灰耙内部与主轴内部相连通， 主轴下部 设有下灰耙 ； 上灰耙内部设有循环管道， 主轴内部设有。
4、与循环管道相连通的上水管和下水 管， 上水管进口端穿过主轴壁连接有循环水进水管， 下水管出口端穿过主轴壁连接有循环 水出水管。 2. 如权利要求 1 所述的下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系统， 其特征在于 ： 所述水冷炉排为首尾相连的中空盘管， 中空盘管为上宽下窄的梯形管 ； 水冷炉排首尾两端 分别连接有冷却水进水管和冷却水出水管。 3. 如权利要求 1 或 2 所述的下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系统， 其特征在 于 ： 所述主轴外部分别设有与上水管进口端对应的进水密封头、 与下水管出口端对应的出 水密封头， 循环水进水管连接在进水密封头上， 循环水出水管连接在出水密封头上。 4。
5、. 如权利要求 3 所述的下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系统， 其特征在于 ： 所述进水密封头和出水密封头均包括密封环、 上密封盖和下密封盖， 上密封盖与密封环之 间设有上密封圈， 下密封盖与密封环之间设有下密封圈 ； 上密封圈和下密封圈分别与主轴 外表面相接触。 权 利 要 求 书 CN 103173246 A 2 1/3 页 3 下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系统 技术领域 0001 本发明属于生物质能转换利用设备技术领域， 特别涉及一种下吸式生物质固定床 连续热解炉水冷炉排系统。 背景技术 0002 目前， 化石能源的不断消耗和环境问题的日益严重使生物质能等可再生能源成为 重。
6、要能源。我国生物质资源极为丰富， 仅农业剩余物每年的生产量达到 7 亿吨， 可作燃料利 用的有 3 4 亿吨， 折合 1.5 2 亿吨标准煤 ； 另有林业剩余物， 其每年可作燃料利用的有 2 3 亿吨， 折合 1 1.5 亿吨标准煤。因此， 农林剩余物可利用量折合约 3.5 亿吨标准煤， 相当于我国每年原煤产量的六分之一， 具有极大的应用潜力。 0003 但是， 生物质资源具有能量密度低、 灰分含量高等特点， 直接代替化石燃料应用具 有较大的难度。 因而， 生物质固定床连续热解技术应运而生， 即在一定温度下把生物质资源 分解为生物质炭、 生物质燃气与液体燃料等， 以提高生物质燃料的品位， 扩大。
7、其使用范围。 0004 生物质固定床连续热解技术应用的设备为下吸式固定床连续热解炉， 其由上炉 膛、 水冷炉排与灰仓三部分组成。 上炉膛为圆柱体， 从内到外由耐火层、 保温层与钢板组成 ； 在炉膛内部自上而下依次为储料层、 干燥层、 热解层、 氧化层、 还原层与灰层。其中， 氧化层 温度一般为 550 850之间， 其温度最高， 在生物质原料一定时， 氧化层温度大小与反应 速度有关， 可根据对反应产物需要的不同控制反应温度 ； 还原层为吸热反应区， 其温度最终 降至 500以下 ； 灰层为惰性层， 其温度为 450 500， 温度变化不大。 0005 下吸式固定床连续热解炉的水冷炉排主要有两个。
8、作用 ： 支撑原料和落灰。对原料 的支撑作用可使炉膛内的反应物保持稳定， 工作稳定性好。水冷炉排的落灰功能可将生物 质原料热解反应生成的固体产物及时从水冷炉排上落下， 以保持料层厚度不变。由水冷炉 排的功能可知， 水冷炉排可分为固定部分与活动部分， 固定部分的作用为支撑原料， 活动部 分的作用为落灰。由下吸式固定床连续热解炉的工作原理可知， 水冷炉排的工作条件非常 恶劣， 高温 （500） 、 高压 （全部料层的重量） 、 腐蚀 （H2、 CO2、 H2S 等气体） ， 非常容易损坏。为 提高水冷炉排性能， 现有水冷炉排的材料一般为铸钢、 高温钢或合金钢等， 价格较高， 加之 工作条件恶劣， 。
9、使水冷炉排的使用时间都不超过一年。 另外， 由于在高温下水冷炉排强度不 够， 又大大限制了下吸式固定床连续热解炉的放大。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种结构简单、 可降低水冷炉排温度和增加水冷炉排强度的 下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系统。 0007 为实现上述目的， 本发明的技术方案是 ： 下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉 排系统， 包括主轴和水冷炉排， 所述主轴上端设有位于水冷炉排上方的上灰耙， 上灰耙内部 与主轴内部相连通， 主轴下部设有下灰耙 ； 上灰耙内部设有循环管道， 主轴内部设有与循环 管道相连通的上水管和下水管， 上水管进口端穿过主轴壁连接有循环水进水管， 。
10、下水管出 说 明 书 CN 103173246 A 3 2/3 页 4 口端穿过主轴壁连接有循环水出水管。 0008 所述水冷炉排为首尾相连的中空盘管， 中空盘管为上宽下窄的梯形管 ； 水冷炉排 首尾两端分别连接有冷却水进水管和冷却水出水管。 0009 所述主轴外部分别设有与上水管进口端对应的进水密封头、 与下水管出口端对应 的出水密封头， 循环水进水管连接在进水密封头上， 循环水出水管连接在出水密封头上。 0010 所述进水密封头和出水密封头均包括密封环、 上密封盖和下密封盖， 上密封盖与 密封环之间设有上密封圈， 下密封盖与密封环之间设有下密封圈 ； 上密封圈和下密封圈分 别与主轴外表面相。
11、接触。 0011 与现有技术相比， 本发明的优点是 ： 1、 本发明包括主轴和水冷炉排， 所述主轴上端设有位于水冷炉排上方的上灰耙， 上灰 耙内部与主轴内部相连通， 主轴下部设有下灰耙 ； 上灰耙内部设有循环管道， 主轴内部设有 与循环管道相连通的上水管和下水管， 上水管进口端穿过主轴壁连接有循环水进水管， 下 水管出口端穿过主轴壁连接有循环水出水管， 其结构简单， 水冷炉排的固定部分与活动部 分都有循环水降温， 可降低水冷炉排温度， 增加水冷炉排强度， 提高水冷炉排使用寿命， 为 设计大型生物质热解炉创造可能性 ； 上灰耙和下灰耙连接在同一主轴上， 在转动时可同时 完成落灰与清灰， 工作效率。
12、高。 0012 2、 主轴外部分别设有与上水管进口端对应的进水密封头、 与下水管出口端对应的 出水密封头， 循环水进水管连接在进水密封头上， 循环水出水管连接在出水密封头上 ； 进水 密封头和出水密封头均包括密封环、 上密封盖和下密封盖， 上密封盖与密封环之间设有上 密封圈， 下密封盖与密封环之间设有下密封圈 ； 上密封圈和下密封圈分别与主轴外表面相 接触， 上灰耙与主轴内部具有相通的循环水管， 向上灰耙与主轴内部通入循环水， 可有效降 低上灰耙温度， 提高上灰耙的使用强度与使用寿命。 附图说明 0013 图 1 为本发明的结构示意图 ； 图 2 为图 1 的俯视图 ； 图 3 为图 1 中进。
13、水密封头和出水密封头的结构示意图 ； 图 4 为本发明的安装示意图。 具体实施方式 0014 如图 1 和图 2 所示的下吸式生物质固定床连续热解炉水冷炉排系统， 其包括主轴 1 和固定设置的水冷炉排 2， 水冷炉排 2 为首尾相连的中空盘管， 中空盘管为上宽下窄的梯 形管， 利于固体产物的排出， 在水冷炉排 2 的首尾两端分别连接有冷却水进水管 12 和冷却 水出水管 13， 水冷炉排 2 内部通入循环水， 可降低水冷炉排 2 的温度， 且不影响落灰。水冷 炉排 2 由梯形钢构成。在主轴 1 上端设有位于水冷炉排 2 上方的上灰耙 3， 上灰耙 3 内部与 主轴 1 内部相连通， 主轴 1 。
14、下部设有下灰耙 4。在上灰耙 3 内部设有循环管道 5， 主轴 1 内 部设有与循环管道 5 相连通的上水管 6 和下水管 7， 上水管 6 和下水管 7 穿设在主轴 1 上， 在主轴1外部分别设有与上水管6进口端对应的进水密封头8、 与下水管7出口端对应的出 水密封头 9， 在进水密封头 8 上连接有循环水进水管 10， 在出水密封头 9 上连接有循环水出 说 明 书 CN 103173246 A 4 3/3 页 5 水管 11。 0015 如图 3 所示， 进水密封头 8 和出水密封头 9 均包括密封环 14、 上密封盖 15 和下密 封盖 16， 上密封盖 15 与密封环 14 之间设有。
15、上密封圈 17， 下密封盖 16 与密封环 14 之间设 有下密封圈 18， 上密封圈 17 和下密封圈 18 分别与主轴 1 的外表面相接触， 在密封环 14 与 主轴 1 之间形成循环水腔， 主轴 1 转动时密封环 14 静止不动。上水管 6 与循环水进水管 10 通过进水密封头 8 的循环水腔相贯通， 下水管 7 与循环水出水管 11 通过出水密封头 9 的循 环水腔相贯通， 构成一个密闭的循环水冷却通路， 在工作时可实现对上灰耙3和主轴1的降 温。 0016 如图 4 所示， 本发明使用时， 主轴 1 下端通过变速箱 22 与电动机 23 驱动连接， 上 灰耙 3 位于气化室 19 底。
16、部、 水冷炉排 2 位于灰仓 20 顶部、 下灰耙 4 位于灰仓 20 的出灰口 21 上方 ； 具体工作过程为 ： 下吸式生物质固定床连续热解炉工作时， 先通入循环水， 循环水 出水管11出水正常时再给下吸式生物质固定床连续热解炉点火 ； 水冷炉排2上部料层的温 度超过400时， 启动电动机23， 以转动上灰耙3与下灰耙4， 使水冷炉排2上的灰落入灰仓 20、 灰仓 20 内的灰从出灰口 21 排出。 0017 在本发明中， 由于下灰耙 4 工作阻力较小、 温度低， 无需通过循环水降温 ； 也可视 实际需要增加设置如循环管道 5、 上水管 6 和下水管 7 的冷却装置。 说 明 书 CN 103173246 A 5 1/3 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103173246 A 6 2/3 页 7 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103173246 A 7 3/3 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 103173246 A 8 。