11SQ-400型家用生物质气化炉的设计与研究

2010.028总第184期文刘编号:1673- 887><(2010)02- 0025~ 0211SQ- -400型家用生物质气化炉的设计与研究山西省长治市农业机械研究所宋宇曹慧鹏摘要分析了市场上已有的家用生物质气化炉存在的问题，阐述了11SQ- -400型 生物质气化炉的结构和工作原理,并对其试验情况进行了分析。关键词家用生物质气化炉 设计研究dol10.3969/.issn.1673- 887X.2010.02.025中图分类号S210.43文献标志码A我国是一个农业大国,拥有丰富的农作物资源。农作形块组成。 下盖用HT150铸造,耐高温、耐腐蚀、耐氧化。物秸秆数量大、种类多分布广,每年秸秆产量近7x 10*t。在下盖上方固定有漩流供风盘，盘上均匀分布有小孔,风长期以来,秸秆是我国农村居民主要生活燃料、牲畜饲料进入炉膛后在漩流供风盘的作用下向炉膛底部均匀稳定和有机肥料,少部分作为工业原料和食用菌基料。随着农供风,使物料始终均匀由下向上燃烧,不会出现局部烧穿民生活水平的提高能源消费结构的改善和各类替代能源现象,使产气持续稳定。炉体由2 mm钢板做成成形圈,再的应用,开始出现了地区性、结构性的秸秆过剩,特别是在套以30 mm厚的耐火材料组成。炉体直径如果太小,产生粮食主产区和沿海经济发达地区,每到秋收季节“狼烟四的可燃气体量无法达到红外线灶具正常燃烧的需要,如果起”,违规焚烧秸秆现象屡禁不止，,既浪费了资源,又污染太大,虽能满足燃烧的需要,但体积庞大,成本增加,根据了环境,还存在很多安全隐患。家用生物质气化炉能将这试验确定直径为400 mm。耐火材料由土、耐火水泥和白云些废弃物通过复杂的热化学反应变废为宝，供农民一三石组成。白云石作为焦油裂解的催化剂,炉体产生的可燃餐的能源所需,既节约了能源,又减少了环境污染。气通过管道进人环形高温裂解蒸发器,使可燃气体中的焦目前,家用生物质气化炉虽然市场上已有投放,但普油灰尘、水蒸气加以裂解沉淀蒸发,使燃气更加纯净。遍存在以下问题:起动点火困难;燃气得不到彻底净化,焦1.1.2 环形高温裂解蒸发器 由于上吸式气化炉在气化油含量大,有异味;燃烧不持续、不稳定,不能满足农民生过程中产生的焦油较多,所以在距离炉底250 mm处布有活用能所需。为此,长治市农机研究所广大科技人员,研究环形高温裂解蒸发器。利用气化炉工作过程所产生的高设计成功了适合千家万户使用的11SQ- -400 型家用生物温,将焦油和水分转化为可燃气体,安装在气化炉膛内高质气化炉。温区。生物质气化炉所产生的燃气在管道输送过程中会逐步冷却，焦油和木醋酸水回流到环形高温裂解蒸发器中,1结构与工作原理气化后与碳发生反应,裂解为可燃气体,提高燃气质量。1.1结构及用途.1.3 过滤器该气化炉安装有2级过滤器。当可燃混合该机主要由气化发生器、环形高温裂解蒸发器、过滤气通过1级过滤器时,在导流板的阻拦作用下,灰尘、水蒸器输气管道和控制阀门、风机和红外线灶具等组成。气会顺着导流板沉积在过滤器底部，通过阀门排出系统1.1.1气化发生器 气化发生器是整个系统的核心部分 ,外。经气体发生器生成的可燃气体需要配以一定比例的氧它的设计,直接影响到整机的性能,由上盖、下盖和炉体组气助燃,才能在红外线灶头达到最佳的燃烧效果。所以,2成。上盖主要起密封作用,用HT150铸成。气体的密封可级过滤器是一个风和气的混合过滤器，可以使气体预混以是干式密封和湿式密封。考虑到湿式密封在冬季会结合,再中国煤化工佳的燃烧效果。冰,无法使用,所以采用干式橡胶密封圈,再配以螺栓和楔1.1.4|YCNMHG成本,输气管道和控收稿日期] 2010-02-04 [邮編] 046000[{作者简介]宋字(1980-),男 ,山西襄垣人,助理工程师,主要从事农业机械设计研究与推广工作。AGRICULTURAL TECHNOLOGY&EOUPMENT 25宋宇曹慧鹏:11SQ- -400型家用生物质气化炉的设计与研究制阀门用PVC饮用水管和阀门组成，在连接管路时用2.1性能试验PVC专用胶黏接。通过调节风机风量的大小和阀门的控制2009年11月，山西省农业机械试验鉴定站依据量来达到调整火力大小的目的。(晋)DG/S026- 2009 《山西省农业机械试产鉴定大纲生1.1.5凤机风机是整个系统的动力部分，其作用有3物质气化炉》对11SQ- -400 型生物质气化炉进行了3大个:一是供给炉膛充足的氧气,使物料持续燃烧发生化学类17项检测和性能试验，鉴定结论为“通过”,能满足用反应产生可燃气;二是把气化发生器产生的可燃混合气通户使用,允许批量生产。主要技术指标是:排烟中的CO过管道输送到灶头;三是在灶头的终端补以充足的氧气，含量不大于0.1%;燃烧噪声为52 dB(A);点火启动时间使灶头的燃烧达到最佳的状态。所以风机的选择至关重为4 min; - -次加料后持续稳定燃烧时间为240 min;燃要。对于不同的物料要求使用不同的风量向气体发生器底气热值为4 613 kJNm';气化效率为65%;热效率为41%;部供风。所以,根据要求选用25 W交直流两用可调速风机产气量为1.2 m2/kgo来满足系统的需要。不同的物料选用不同的转速,在停电2.2试验结果与分析的情况下,用其他直流电源来代替。主要技术指标中，一次加料后持续稳定燃烧时间,国1.1.6红外线灶具 由 于红外线本身可以携带能量,不需家标准为不小于90 min,实际结论为240 min。实践证明,要空气作为传播介质,且具有极强的穿透能力,其热量转该生物质气化炉,使用秸秆颗粒燃料,燃烧稳定,- -次加料化为红外线燃烧热辐射传递,可得到较高的炉面温度(近持续稳定燃烧时间长,优于使用散装物料,操作简单,使用1 000C),所以热效率大大提高,使物体加热时间缩短,使方便。燃烧进行得剧烈而充分，完全消除游离碳析出的条件,达3结论到“无焰燃烧”的效果,长期使用不会熏黑锅底。具有无烟、无味、无积炭、无废气产生的特性,从而使加热更加快捷、11SQ- 400 型生物质气化炉,是结合相关国家标准和吸收国内外同类机型的优点科学设计而成,具有三大特高效。性:针对目前生物质气化炉存在点火时间长、焦油过多和1.2 工作原理生物质在密闭缺氧的条件下加热,发生复杂的热化学供气不稳等问题,采用内置环形高温裂解装置和2级混合反应能量转化,使生物质中的碳、氢、氧等元素的原子、在过滤器对气体进行了净化处理;通过高温裂解焦油.二次反应条件下按照化学键的成键原理,变成- -氧化碳、甲烷、汽解决了大部分焦油的二次污染,提高了产气质量;通氢气等可燃气体的分子,再经过脱焦油脱烟尘脱水蒸气过采用保温设施和使用秸秆成型燃料,解决了点火时间长的净化程序,从而产生优质燃气,通过管道输送到燃气灶，和供气不稳定的难题。实践证明,11SQ- -400 型生物质气化炉的设计是- -项点燃,用于做饭取暖和加热等。技术创新成果,具有操作方便、使用安全等特点,完全能满2性能试验与分析足用户需求。(上接第24页)使农艺和农机相结合等科研课题上，还有很大的发展空辅助分禾配合,虽然极大地提高了行距的适应性,同时对间,加快发展玉米收获机械化已迫在眉睫。玉米联合收获下垂果穗可以瞬间扶正，从而降低了下垂果穗的破损率,机械的发展趋势是，单行背负式玉米收获机将逐渐被淘但也存在玉米植株在摘穗前会被拉断或扭曲现象,特别是汰,3~4行背负式玉米收获机和3~4行互换割台式小麦、玉米植株含水率低时更易发生,从而影响机具摘穗效果,玉米两用机是近几年首选机型,自走式玉米联合收获机是损失率将会.上升;二是机具对不同种植密度和品种的适应将来的主流机型,2-3年后将占领主流市场。自走式玉米性,不同种植品种的玉米植株高度和结穗高度差异明显，联合中国煤化工化、专业化智能化这些因素都将影响机具收获效果。机型及CN M H c方便性方向发展。在通过以上的比较不难发现,我国的玉米联合收获机械-些适台地区，日正式且按脱租土不联合收获机将是最终的现状,与国外-些 先进技术相比还有相当大的差距。我的发展趋势。国的科研人员在机器的制造质量和可靠性发展模式,如何26势鼓贰恭备