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1、(10)申请公布号 CN 103897746 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103897746 A (21)申请号 201410091887.X (22)申请日 2014.03.13 C10J 3/84(2006.01) C10K 1/02(2006.01) B01D 50/00(2006.01) (71)申请人 张家港市天源机械制造有限公司 地址 215628 江苏省苏州市张家港市南丰开 发区南丰段 3 号张家港市天源机械制 造有限公司 (72)发明人 赵达斌 (74)专利代理机构 南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人 黄春松 (54) 发明名称 生物质气。
2、化炉中的高温除尘装置 (57) 摘要 本发明公开了一种生物质气化炉中的高温除 尘装置， 包括 ： 生物质气化炉炉体， 在生物质气化 炉炉体顶部设置有带总出气口的顶盖， 在生物质 气化炉炉体顶部设置有支撑轴， 支撑轴上端穿过 顶盖后由第一驱动装置驱动， 在支撑轴下端固定 套装有圆柱形状的滤芯， 在滤芯上密布有若干上 下贯通的通孔， 通孔的直径为 40.5mm， 滤芯的 高度控制在 250 350mm 范围内。本发明结构简 单， 能在高温条件下直接将可燃气体中的粉尘颗 粒分离掉， 在高效除尘的同时大大减少了可燃气 体的热量损失。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3。
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4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103897746 A CN 103897746 A 1/1 页 2 1. 生物质气化炉中的高温除尘装置， 包括 ： 生物质气化炉炉体， 在生物质气化炉炉体 顶部设置有带总出气口的顶盖， 其特征在于 ： 在生物质气化炉炉体顶部设置有支撑轴， 支撑 轴上端穿过顶盖后由第一驱动装置驱动旋转， 在支撑轴下端固定套装有圆柱形状的滤芯， 在滤芯上设置有若干上下贯通的通孔， 通孔的直径为 40.5mm， 滤芯的高度控制在 250 350mm 范围内 ； 滤芯位于可燃气体出口中，。
4、 生物质气化炉内的可燃气体经可燃气体出口进 入滤芯， 再经过滤芯后从总出气口输出。 2. 按照权利要求 1 所述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其特征在于 ： 在滤芯与可 燃气体出口之间设置有防止未除尘的可燃气体由可燃气体出口直接泄漏至总出气口的防 漏装置 ； 防漏装置的结构为 ： 在滤芯的外侧壁上固定套设有止流圈， 在止流圈的上表面上 均布有若干止流风扇片， 在可燃气体出口的侧壁上设置有容纳止流圈的空腔， 止流圈能在 空腔内旋转 ； 工作时止流圈在空腔内高速旋转， 由止流风扇片形成的正压作用于空腔中， 使 未除尘的可燃气体只能通过滤芯后从总出气口输出。 3. 按照权利要求 1 所述的生物质。
5、气化炉中的高温除尘装置， 其特征在于 ： 在滤芯的出 气口处还设置有将累积在通孔内的粉尘颗粒清除的清除装置 ； 清除装置的结构为 ： 设置在 滤芯出气口上方的吹扫管， 吹扫管顶端封闭， 在吹扫管的管壁上设置有至少两个向滤芯中 的通孔吹射的吹射孔， 吹扫管尾端穿过顶盖侧壁后与第二驱动装置相连接 ； 滤芯在高速旋 转的同时， 第二驱动装置驱动吹扫管使吹扫管轴向往复运动， 从而使吹射孔能吹射到滤芯 的每个通孔中 ； 在伸出顶盖侧壁外的吹扫管上设置有氮气进入口， 氮气进入口与高压氮气 气源相连接。 4. 按照权利要求 3 所述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其特征在于 ： 第二驱动装 置的结构为 ：。
6、 在生物质气化炉炉体上设置有移动导轨， 在移动导轨上设置有第二驱动电机， 第二驱动电机轴与丝杠相连接， 在吹扫管的尾端固定设置有固定支架， 吹扫管与固定支架 之间无相对转动， 固定支架活动设置在移动导轨中， 固定支架能沿着移动导轨滑动， 在吹扫 管的尾端内孔壁上设置有与丝杠相旋合的螺纹段。 5. 按照权利要求 1、 2 或 3 所述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其特征在于 ： 滤芯 由若干根耐高温材质制成的圆管紧密焊接成圆柱形状， 圆管的内径为 40.5mm， 圆管的长 度控制在250350mm范围内 ； 在滤芯外侧壁上固定套设有反应器内环， 反应器内环将滤芯 外侧壁完全包围在反应器内环中。
7、， 以加强各圆管的连接强度， 反应器内环位于可燃气体出 口中。 6. 按照权利要求 5 所述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其特征在于 ： 在支撑轴的 外表面上设置有至少三个向外延伸并与反应器内环壁相连接的加强筋板， 加强筋板均布设 置在支撑轴的外表面上。 权 利 要 求 书 CN 103897746 A 2 1/4 页 3 生物质气化炉中的高温除尘装置 技术领域 0001 本发明涉及到气体除尘技术， 尤其涉及生物质气化炉中用于去除可燃气体中粉尘 颗粒的高温除尘装置。 背景技术 0002 生物质气化生成含有H2、 CO和CH4的可燃气体， 未净化的可燃气体中含有大量的粉 尘颗粒、 焦油等杂质。
8、， 在使用过程中这些杂质容易造成气化设备、 管道、 燃气设备等设备中 相关零部件的磨损和堵塞， 影响设备的正常运行， 若排入大气中还会污染空气， 因此可燃气 体中粉尘颗粒的去除是生物质气化应用中的关键技术之一。 0003 专利申请号为 201210267443.8 的中国发明专利申请中公开了一种生物质气化炉 净化系统， 通过单独设置的净化系统中的一级净化器和二级净化器将可燃气体中的粉尘颗 粒去除以达到净化可燃气体的目的， 但是除尘需在较低温度下进行， 这就会导致可燃气体 热量的损失， 除尘效率相对比较低， 并且需要定期更换净化器中的吸附材料， 使用比较繁 琐 ； 专利申请号为 20122030。
9、8346.4 的中国发明专利申请中公开了一种生物质燃气气化炉， 通过单独设置的净化系统中的内螺旋式旋风除尘器和外螺旋式旋风除尘器将可燃气体中 的粉尘去除以达到净化可燃气体的目的， 但是旋风除尘器的除尘效率不高， 即使是最高效 的旋风除尘器， 除去直径为 50 微米的粉尘颗粒的除尘效率仅为 96% 左右， 除去直径为 5 微 米的粉尘颗粒的除尘效率仅为73%左右， 除去直径为1微米的粉尘颗粒的除尘效率仅为27% 左右。 发明内容 0004 本发明所需解决的技术问题是 ： 提供一种结构简单、 除尘效率高且能减少可燃气 体热量损失的生物质气化炉中的高温除尘装置。 0005 为解决上述问题， 本发明采。
10、用的技术方案是 ： 所述的生物质气化炉中的高温除尘 装置， 包括 ： 生物质气化炉炉体， 在生物质气化炉炉体顶部设置有带总出气口的顶盖， 在生 物质气化炉炉体顶部设置有支撑轴， 支撑轴上端穿过顶盖后由第一驱动装置驱动旋转， 在 支撑轴下端固定套装有圆柱形状的滤芯， 在滤芯上设置有若干上下贯通的通孔， 通孔的直 径为 40.5mm， 滤芯的高度控制在 250 350mm 范围内 ； 滤芯位于可燃气体出口中， 生物质 气化炉内的可燃气体经可燃气体出口进入滤芯， 再经过滤芯后从总出气口输出。 0006 进一步地， 前述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其中， 在滤芯与可燃气体出口 之间设置有防止未除。
11、尘的可燃气体由可燃气体出口直接泄漏至总出气口的防漏装置 ； 防漏 装置的结构为 ： 在滤芯的外侧壁上固定套设有止流圈， 在止流圈的上表面上均布有若干止 流风扇片， 在可燃气体出口的侧壁上设置有容纳止流圈的空腔， 止流圈能在空腔内旋转 ； 工 作时止流圈在空腔内高速旋转， 由止流风扇片形成的正压作用于空腔中， 使未除尘的可燃 气体只能通过滤芯后从总出气口输出。 0007 进一步地， 前述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其中， 在滤芯的出气口处还设 说 明 书 CN 103897746 A 3 2/4 页 4 置有将累积在通孔内的粉尘颗粒清除的清除装置 ； 清除装置的结构为 ： 设置在滤芯出气口。
12、 上方的吹扫管， 吹扫管顶端封闭， 在吹扫管的管壁上设置有至少两个向滤芯中的通孔吹射 的吹射孔， 吹扫管尾端穿过顶盖侧壁后与第二驱动装置相连接 ； 滤芯在高速旋转的同时， 第二驱动装置驱动吹扫管使吹扫管轴向往复运动， 从而使吹射孔能吹射到滤芯的每个通孔 中 ； 在伸出顶盖侧壁外的吹扫管上设置有氮气进入口， 氮气进入口与高压氮气气源相连接。 0008 进一步地， 前述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其中， 第二驱动装置的结构 为 ： 在生物质气化炉炉体上设置有移动导轨， 在移动导轨上设置有第二驱动电机， 第二驱动 电机轴与丝杠相连接， 在吹扫管的尾端固定设置有固定支架， 吹扫管与固定支架之间无。
13、相 对转动， 固定支架活动设置在移动导轨中， 固定支架能沿着移动导轨滑动， 在吹扫管的尾端 内孔壁上设置有与丝杠相旋合的螺纹段。 0009 进一步地， 前述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其中， 滤芯由若干根耐高温 材质制成的圆管紧密焊接成圆柱形状， 圆管的内径为 40.5mm， 圆管的长度控制在 250 350mm 范围内 ； 在滤芯外侧壁上固定套设有反应器内环， 反应器内环将滤芯外侧壁完全包 围在反应器内环中， 以加强各圆管的连接强度， 反应器内环位于可燃气体出口中。 0010 进一步地， 前述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 其中， 在支撑轴的外表面上设 置有至少三个向外延伸并与反应器。
14、内环壁相连接的加强筋板， 加强筋板均布设置在支撑轴 的外表面上。 0011 本发明的有益效果是 ： 一、 在生物质气化炉炉体顶部设置高温除尘装置， 生物质 原料在生物质气化炉内气化后产生高温可燃气体的同时， 滤芯在高速旋转过程中产生的高 速离心力迫使进入圆管中的可燃气体中的粉尘颗粒脱离可燃气体并附着在圆管内壁上， 在 高温条件下就能直接除去可燃气体中的粉尘颗粒， 除尘效率高且不需要再另外设置净化系 统， 也无需降温， 结构简单且能减少可燃气体的热量损失 ； 二、 在滤芯与可燃气体出口之间 设置有防漏装置， 支撑轴带动止流圈和止流风扇片在空腔中高速旋转时， 止流风扇片会在 空腔中形成正压， 在正。
15、压的作用下使未经除尘的可燃气体不会从滤芯和可燃气体出口之间 泄漏而只能通过滤芯后从总出气口输出， 进一步提高了除尘效率。 附图说明 0012 图 1 是本发明所述的生物质气化炉中的高温除尘装置的结构示意图。 0013 图 2 是图 1 中吹扫管顶端的局部放大图。 0014 图 3 是支撑轴、 滤芯和防漏装置的整体连接结构示意图。 0015 图 4 是图 3 中 A 方向的结构示意图。 具体实施方式 0016 下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。 0017 如图 1、 图 2、 图 3 和图 4 所示， 本发明所述的生物质气化炉中的高温除尘装置， 包 括 ： 生物质。
16、气化炉炉体 1， 在生物质气化炉炉体 1 的顶部设置有带总出气口 21 的顶盖 2， 顶 盖 2 通过法兰 14 与生物质气化炉炉体 1 密封连接。在生物质气化炉炉体 1 的顶部设置有 支撑轴3， 支撑轴3的上端穿过顶盖2后由第一驱动装置驱动， 本实施例中， 支撑轴3通过轴 承和轴承座支承在顶盖2上， 支撑轴3的外端直接由第一驱动装置第一驱动电机 （图中 说 明 书 CN 103897746 A 4 3/4 页 5 未示出） 驱动旋转。在支撑轴 3 的下端固定套装有圆柱形状的滤芯 4， 在滤芯 4 上密布有若 干上下贯通的通孔， 通孔的直径为 40.5mm， 滤芯 4 的高度控制在 250 3。
17、50mm 范围内 ； 滤 芯 4 位于可燃气体出口 11 中， 生物质气化炉内的可燃气体经可燃气体出口 11 进入滤芯 4， 再经过滤芯 4 后从总出气口 21 输出。本实施例中， 在滤芯 4 与可燃气体出口 11 之间设置 有防止未除尘的可燃气体由可燃气体出口 11 直接泄漏至总出气口 21 的防漏装置 ； 防漏装 置的结构为 ： 在滤芯 4 的外侧壁上固定套设有止流圈 5， 在止流圈 5 的上表面上均布有若干 止流风扇片 51， 在可燃气体出口 11 的侧壁上设置有容纳止流圈 5 的空腔 12， 止流圈 5 能在 空腔 12 内旋转 ； 工作时止流圈 5 在空腔 12 内高速旋转， 由止流。
18、风扇片 51 形成的正压作用 于空腔 12 中， 使未除尘的可燃气体只能通过滤芯 4 后从总出气口 21 输出。在实际生产中， 可在可燃气体出口 11 处的生物质气化炉侧壁上设置上挡板 15 和下挡板 16， 上、 下挡板 15 和 16 和生物质气化炉侧壁之间形成与可燃气体出口 11 相连通的空腔 12。本实施例中， 在 滤芯出气口 43 处还设置有将累积在通孔内的粉尘颗粒清除的清除装置 ； 清除装置的优选 结构为 ： 设置在滤芯出气口 43 上方的吹扫管 7， 吹扫管 7 顶端封闭， 在靠近吹扫管 7 顶端的 管壁上设置有至少两个向滤芯 4 中的通孔吹射的吹射孔 71， 本实施例仅以在吹扫。
19、管 7 的顶 端管壁上设置有两个向滤芯 4 中的通孔吹射的吹射孔 71 为例进行说明， 在实际制作中， 吹 射孔 71 的数量根据实际需要而设定， 在此就不再一一举例说明。吹扫管 7 的尾端穿过顶盖 侧壁后与第二驱动装置相连接 ； 滤芯4在高速旋转的同时， 第二驱动装置能驱动吹扫管7使 吹扫管 7 轴向往复运动， 从而使吹射孔 71 能吹射到滤芯 4 的每个通孔中 ； 在伸出顶盖侧壁 外的吹扫管 7 上设置有氮气进入口 73， 氮气进入口 73 与高压氮气气源 9 相连接 ； 本实施例 中第二驱动装置的结构为 ： 在生物质气化炉炉体 1 上设置有移动导轨 13， 在移动导轨 13 上 设置有第。
20、二驱动电机8， 第二驱动电机轴与丝杠81相连接， 在吹扫管7的尾端固定设置有固 定支架 72， 吹扫管 7 与固定支架 72 之间无相对转动， 固定支架 72 活动设置在移动导轨 13 中， 固定支架 72 能沿着移动导轨 13 滑动， 在吹扫管 7 的尾端内孔壁上设置有与丝杠 81 相 旋合的螺纹段 ； 工作时， 利用丝杠81与螺纹段组成的螺旋副将第二驱动电机8输出的正、 反 转旋转运动转换为吹扫管 7 的往复轴向运动。在实际制作中清除装置不局限于上述结构。 本实施例中， 滤芯 4 可选用由若干根耐高温材质制成的圆管 41 紧密焊接成圆柱形状， 圆管 41 的内径为 40.5mm， 圆管 4。
21、1 的长度控制在 250 350mm 范围内 ； 在滤芯 4 的外侧壁上固 定套设有反应器内环 6， 反应器内环 6 将滤芯 4 的外侧壁完全包围在反应器内环 6 中， 以加 强各圆管41的连接强度， 防止滤芯4在高速旋转时， 各圆管41相互脱离散落， 反应器内环6 位于可燃气体出口 11 中。在支撑轴 3 的外表面上设置有至少三个向外延伸并与反应器内 环壁相连接的加强筋板 31， 加强筋板 31 均布设置在支撑轴 3 的外表面上， 以加强支撑轴 3 和反应器内环 6 之间的连接强度 ； 本实施例中仅以在支撑轴 3 的外表面上均匀设置有三个 向外延伸并与反应器内环壁相连接的加强筋板 31 为例。
22、进行说明， 在实际生产中， 加强筋板 31 的数量可根据实际需要而设定。 0018 上述除尘装置的工作原理如下 ： 工作时， 第一驱动电机驱动支撑轴 3 以 2600 2800r/min 的转速高速旋转， 带动滤芯 4 和防漏装置高速旋转， 生物质气化炉炉体 1 内产生 的高温可燃气体 （温度为 550 650） 通过可燃气体出口 11 进入滤芯 4 的各圆管 41 内， 各圆管41在高速旋转过程中产生的高速离心力使位于各圆管41内的可燃气体中的粉尘颗 粒脱离可燃气体后附着在各圆管内壁上， 洁净的可燃气体从滤芯出气口 43 输出后通过总 说 明 书 CN 103897746 A 5 4/4 页。
23、 6 出气口 21 输出。在对可燃气体进行除尘的同时还需对各圆管壁进行清理， 将累积在各圆管 内壁上的粉尘颗粒清除， 第二驱动电机 8 驱动丝杠 81 将第二驱动电机 8 输出的正、 反转的 旋转运动转变为吹扫管7的往复轴向运动， 同时高压氮气气流通过吹射孔71吹射到各圆管 41 中， 将累积在各圆管内壁上的粉尘颗粒吹落， 以防止各圆管 41 堵塞， 高压氮气的压力一 般控制在 51bar 范围内。采用上述结构的高温除尘装置， 除去直径为 50 微米的粉尘颗粒 的除尘效率为100%， 除去直径为5微米的粉尘颗粒的除尘效率为85%左右， 除去直径为1微 米的粉尘颗粒的除尘效率为 30% 左右， 。
24、除尘效率得以大大提高。 0019 本发明的优点是 ： 一、 在生物质气化炉炉体顶部设置有高温除尘装置， 生物质原料 在生物质气化炉内气化后产生高温可燃气体的同时， 滤芯 4 在高速旋转过程中产生的高速 离心力迫使进入各圆管 41 中的可燃气体中的粉尘颗粒脱离可燃气体并附着在各圆管内壁 上， 在高温条件下就能直接除去可燃气体中的粉尘颗粒， 除尘效率高且不需要再另外设置 净化系统， 也无需降温， 结构简单且在高效除尘的同时能减少可燃气体的热量损失 ； 二、 在 滤芯 4 与可燃气体出口 11 之间设置有防漏装置， 支撑轴 3 带动止流圈 5 和止流风扇片 51 在空腔 12 中高速旋转时， 止流风扇片 51 会在空腔 12 中形成正压， 在正压的作用下使未经 除尘的可燃气体不会从滤芯 4 和可燃气体出口 11 之间泄漏而只能通过滤芯 4 后从总出气 口 21 输出， 进一步提高了除尘效率。 说 明 书 CN 103897746 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103897746 A 7 2/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103897746 A 8 3/3 页 9 图 4 说 明 书 附 图 CN 103897746 A 9 。