一种生物质气化炉点火装置及其使用方法 【技术领域】
本发明涉及一种生物质气化炉点火装置及其使用方法。
背景技术
我国是一个农业大国，生物质资源十分丰富，传统的处理方法(炊事用、野外焚烧、露天堆积)不仅造成生物质资源的低效率利用，同时也严重地污染了环境。农村丰富的可再生资源——生物质能源的深度开发和利用，是未来能源产业发展的必然趋势，也是保证社会可持续发展的必经之路。近些年来，出现了一些家用或小型的生物质气化炉装置，是解决能源短缺、促进新农村小康建设，实现高效生态农业的重要途径。
常用的生物质气化炉点火方法，是通过点燃纸张或布团作为火种投放入气化炉底部，再填充少量生物质料，借助鼓风机的风力作用，将生物质料点燃，最后将气化炉填充满生物质料并压实、封盖，气化炉开始产气。这种点火方法主要存在以下几个问题：一是成功率不高，采用上述点火方式时，火种投放与鼓风机启动的时机需相互协调，否则很容易点火失败；二是由于明火存在，所以极易发生灼伤和安全事故；三是填料分多次进行，操作繁琐。
中国专利申请号为200510114878.9的专利申请(气化炉启炉装置)公开了一种气化炉启炉装置，该装置设计具有两组燃烧器循环点火，结构复杂，适用于大型生物质气化炉，对于家用或小型生物质气化炉而言成本较高。中国专利号为ZL200720146012.0的专利(气化炉底部电点火装置)说明书公开了一种气化炉底部电点火装置，该装置发热元件与生物质料不直接接触，依靠风机的作用将发热元件产生的热量通过空气传递给周围生物质，而空气是热的不良导体，较难加热到点燃生物质料所需的温度值，点火时间较长。中国专利号为ZL200620111588.9的专利(秸秆气化炉的点火管机构)说明书公开了一种秸秆气化炉的点火管机构，通常生物质料加入气化炉时，为提高产气量需要将其压实，由于该机构中点火棒是横向放置，点火前不能压实生物质料，否则点火棒易发生断裂或者点燃后无法抽出等现象，因此应用该机构时填料必须分多次进行，操作繁琐。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种点火成功率高、点火时间短、结构简单、操作简便、能够保证安全的生物质气化炉点火装置及其使用方法。
为实现上述发明，设计了一种生物质气化炉点火装置。该装置包括三通形进气管、点火棒、底部密封盖，点火棒由电热丝、陶瓷管元件组成，陶瓷管元件分为上、中、下三段：上段中空、管壁开有2～3个矩形孔或圆形孔，管壁外径D1比三通形进气管内径D0小3～12mm；中段中空、管壁开有1～2个矩形孔，管壁外径D2等于三通形进气管内径D0；下段中空，内径1～2mm，管壁不开孔，侧面有支撑部件，管壁外径D3与底部密封盖的孔内径相同，都比三通形进气管内径D0小10～20mm。电热丝缠绕在陶瓷管元件上部，电热丝的接线段通过穿过陶瓷管元件内部的连接导线连接电源。三通形进气管上端与气化炉底部相连、侧端与风机相连、下端安装中间开孔的底部密封盖，点火棒垂直布置于三通形进气管竖直段内，它能上下移动。点火棒点火时，缠绕有电热丝的陶瓷管元件上段处于炉排上方，电热丝与压实的生物质料紧密接触；点火成功后，点火棒下降，缩进三通形进气管内，电热丝和陶瓷管元件与正在发生气化反应的高温生物质料没有直接接触。
本发明提供的生物质气化炉点火装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)向上推动并旋转点火棒，使其伸出三通形进气管，旋转点火棒，使下段陶瓷管的支撑部件(8)卡在底部密封盖(4)上固定无法向下移动；
(2)用粒度为5～10mm的生物质料填充满生物质气化炉，并压实；
(3)接通点火棒电源，持续10～20秒后，打开风机，再持续10～20秒后，关闭点火棒电源；
(4)旋转并向下抽动点火棒，使点火棒缩进三通形进气管。
本发明与现有技术相比，具有以下突出优点和积极效果：
(1)点火成功率高，点火棒打开电源10～20秒后，点火棒周边生物质料已经点燃，此时打开风机通入空气，可以强化生物质料燃烧，确保点火成功；
(2)点火时间短，电热丝与生物质料直接紧密接触，打开点火棒电源后20～40秒内可成功点燃生物质料；
(3)填料一次完成，操作简便；
(4)点火装置使用寿命长，点火棒的上下抽取设计，可以在气化炉正常工作时，将点火棒缩进温度接近大气温度的进气管内，将电热丝和陶瓷管元件在高温环境中的停留时间减小到最小值，延长了点火棒电热丝的使用寿命；
(5)使用安全，点火过程中无明火，不会发生安全事故；
(6)具有较广泛的原料适应性，可利用丰富的各种生物质资源。
【附图说明】
图1为生物质气化炉点火时的点火装置装配图；
图2为生物质气化炉产气时的点火装置装配图；
图3为点火棒结构示意图；
图4为点火棒上段横截面A-A的剖视图；
图5为点火棒中段横截面B-B的剖视图；
图6为点火棒下段横截面C-C的剖视图；
图7为底部密封盖剖视图。
图8为底部密封盖俯视图。
图中：1.生物质气化炉，2.炉排，3.三通形进气管，4.底部密封盖，5.点火棒，6.电热丝，7.陶瓷管元件，8.支撑件。
【具体实施方式】
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步详细描述：
如图1所示，电热丝6和陶瓷管元件7构成的点火棒，竖直放置于三通形进气管3内，可上下移动。在生物质气化炉填料之前，缠绕有电热丝6的点火棒5上段处在炉排2上方，点火棒5底部支撑件8依靠底部密封盖4的支撑，位置固定；将生物质气化炉用颗粒状生物质料填满并压实，生物质料与电热丝6紧密接触，接通点火棒5电源后，电热丝6开始发热，对其周边生物质料进行直接加热，10～20秒后，周边生物质料点燃，这时打开风机，空气经由中空的点火棒5中段，从点火棒5上段侧面开孔通入到气化炉底部，强化电热丝6周边生物质料的燃烧反应；风机持续供气10～20秒后，关闭点火棒5的电源，此时电热丝6周围生物质料已燃烧掉一部分，点火棒5周围空间松动，向下抽动并旋转点火棒5，使其缩进三通形进气管3内部。
如图2所示，生物质气化炉点火过程结束后，开始产生可燃气体，这时点火棒5位于三通形进气管3内部，与正在发生高温气化反应的生物质料没有接触，延长了点火棒5的陶瓷管元件7和电热丝6的使用寿命，此时空气经由中空的点火棒5中段，从点火棒5上端与三通形进气管3的间隙中通入到气化炉内，维持生物质气化炉的气化反应持续进行。
如图3所示，点火棒5的陶瓷管元件7由三段组成：上段中空、顶部封闭、管壁开有2～3个矩形孔或圆形孔，最好管壁开有3个孔，管壁外径D1小于三通形进气管3的内径，最好取三通形进气管3内径的0.6～0.8倍，以便点火棒5缩进三通形进气管3时，空气能够通入气化炉底部维持气化反应持续进行；中段中空、管壁开有1～2个矩形孔，最好开有2个矩形孔，管壁外径D2等于三通形进气管3的内径；下段中空，内径1～2mm，最好仅能穿过电热丝6的接线段，管壁不开孔，侧面有支撑件8，管壁外径D3与底部密封盖4的孔内径相同，最好取三通形进气管3内径的0.2～0.4倍。
如图4所示，底部密封盖4中间开孔，孔地形状与支撑件8相匹配，可使点火棒5在三通形进气管3的竖直段内上下移动。
实施例1：
用秸秆作为原料，原料含水率12％，长度5～15mm。旋转点火棒，使其上端伸出三通形进气管，将生物质气化炉填充满并压实，打开点火棒电源持续10秒后，打开风机，再持续10秒后关闭点火棒电源，抽动并旋转点火棒使其缩进三通形进气管内部。3分钟后得到可点燃的生物质气化合成气体。
实施例2：
用稻壳作为原料，原料含水率10％，粒度2～4mm。旋转点火棒，使其上端伸出三通形进气管，将生物质气化炉填充满并压实，打开点火棒电源持续10秒后，打开风机，再持续10秒后关闭点火棒电源，抽动并旋转点火棒使其缩进三通形进气管内部。2分钟后得到可点燃的生物质气化合成气体。
实施例3：
用玉米秸秆作为原料，原料含水率13％，长度5～15mm。旋转点火棒，使其上端伸出三通形进气管，将生物质气化炉填充满并压实，打开点火棒电源持续10秒后，打开风机，再持续10秒后关闭点火棒电源，抽动并旋转点火棒使其缩进三通形进气管内部。3分钟后得到可点燃的生物质气化合成气体。
实施例4：
用锯末作为原料，原料含水率14％，粒度0.5～1mm。旋转点火棒，使其上端伸出三通形进气管，将生物质气化炉填充满并压实，打开点火棒电源持续20秒后，打开风机，再持续10秒后关闭点火棒电源，抽动并旋转点火棒使其缩进三通形进气管内部。3分钟后得到可点燃的生物质气化合成气体。