CN208776671U - 一种以生物质为燃料的移动式发电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种以生物质为燃料的移动式发电装置。该发电装置整体装载于装载车上，发电装置的主炉体上部设有炉膛，炉膛顶部开设有进料口，炉膛底部外侧设有抽气腔，炉膛的底部出口与抽气腔连通，且连通位置设有焦油裂解装置；抽气腔底部设有灰仓，且抽气腔与灰仓之间通过炉排分隔，灰仓底部设有出灰口；所述主炉体一侧铰接于装载车上并通过液压杆支撑，使主炉体能沿铰接位置转动；主炉体另一侧底部安装有支撑柱，用于在主炉体处于竖直状态时支撑于地面上；所述的抽气腔上部设有抽气口，抽气口通过连接管道连接燃气发电机，且连接管道上设有冷却器。该装置利用生物质作为能源，在发电的同时还可以不断产热，在满足供电的同时又兼具供热的功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种生物质发电装置，尤其是车载式可移动的生物质发电装置。
背景技术
移动式发电装置在现实生活中存在大量的需求，例如在有些特殊情况下，需要在短时间用电，而一时附近又没有电网时，此类发电装置可移动至相应的位置进行应急供电。现有的移动式发电装置是利用柴油、汽油等作为能源进行发电的，但这些能源成本较高，不利于推广。尤其紧急情况下，比如发生自燃灾害时，灾民的安置需要大量的电力以及供热，在汽油本身供应受限的情况下，这些需求不一定能够完全满足。因此有必要设计一种新型的移动式发电装置，使其能够利用更为低廉、易取的能源来发电、产热，在满足供电的同时又兼具供热的功能，解决热、电供应两大重要问题。
发明内容
本实用新型的目的在于解决现有技术中的移动式发电装置所存在的问题，并提供一种以生物质为燃料的移动式发电装置。
本实用新型所采用的具体技术方案如下：
一种以生物质为燃料的移动式发电装置，该发电装置整体装载于装载车上，发电装置包括主炉体、冷却器和燃气发电机，所述主炉体上部设有炉膛，炉膛顶部开设有进料口，炉膛底部外侧设有抽气腔，炉膛的底部出口与抽气腔连通，且连通位置设有焦油裂解装置；抽气腔底部设有灰仓，且抽气腔与灰仓之间通过炉排进行分隔，灰仓底部设有出灰口；所述主炉体一侧铰接于装载车上并通过液压杆支撑，使主炉体能沿铰接位置转动；主炉体另一侧底部安装有支撑柱，用于在主炉体处于竖直状态时支撑于地面上；所述的抽气腔上部设有抽气口，抽气口通过连接管道连接燃气发电机，且连接管道上设有冷却器。
作为优选，所述的主炉体外部包裹有防震隔热层。
作为优选，所述的主炉体中，炉膛、抽气腔和灰仓的内壁采用赛隆材料制成，主炉体外壁采用不锈钢制成。
作为优选，所述的焦油裂解装置呈圆环形设置于炉膛底部出口处。
作为优选，所述的连接管道可拆卸式安装于抽气口内的横截面上。
作为优选，所述的装载车的车头与处于放倒状态的主炉体之间留有空间，用于放置拆卸后的连接管道、冷却器和燃气发电机。
作为优选，所述的连接管道由能够折叠的柔性材料制成。
作为优选，所述的抽气腔或连接管道上连接有燃气供应管道。
本实用新型相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
该装置工作过程中，利用生物质作为能源，在发电的同时还可以不断产热，在满足供电的同时又兼具供热的功能。而且，木、竹、棉杆、稻壳等生物质能源对环境污染较小，有利于解决随处焚烧秸秆的问题，而且产生的炭渣还可用于还田改良土壤、保持肥效等。该装置的其他优点将通过具体实施例详细说明。
附图说明
图1为一种以生物质为燃料的移动式发电装置的使用状态结构示意图；
图2为一种以生物质为燃料的移动式发电装置的运输状态结构示意图；
图中附图标记：进料口1、抽气口2、炉膛3、焦油裂解装置4、抽气腔5、炉排6、灰仓7、防震隔热层8、出灰口9、支撑柱10、连接管道11、冷却器12、燃气发电机13。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步阐述和说明。本实用新型中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
为本实用新型一个较佳实施例中设计的一种以生物质为燃料的移动式发电装置，整体装载于装载车15上，具有可移动性，能够快速转移至需要临时供电的位置。该发电装置可以在使用状态和运输状态之间进行切换，以实现装置的便捷移动。
发电装置的具体结构如图1所示，包括主炉体、冷却器12和燃气发电机13。主炉体是一个生物质气化炉，主炉体上部为倒锥台形的炉膛3，炉膛3顶部开设有进料口1，生物质物料从进料口1投加至炉膛3内进行热解气化，形成燃料气。炉膛3底部外侧设有抽气腔5，抽气腔5上部包裹在炉膛3侧壁外部，炉膛3的底部出口与抽气腔5连通，使内部气化产生的燃料气通过出口被抽吸至抽气腔5中，该出口位置可以设置隔网、炉排等结构以承托上方的生物质物料。炉膛3底部出口位置设有焦油裂解装置4，焦油裂解装置4用于对从通过出口的燃料气中的焦油进行裂解，以减少燃气中焦油含量。抽气腔5底部设有一个灰仓7，且抽气腔5与灰仓7之间通过炉排6进行分隔。灰仓7用于承接从炉膛3中落下的炉灰或者焦炭，灰仓7底部设有出灰口9，可以通过打开出灰口9排出堆满的炉灰/焦炭。抽气腔5上部设有抽气口2，抽气口2通过连接管道11连接燃气发电机13，且连接管道11上设有冷却器12，对燃料气进行降温后再输入燃气发电机13中，进行发电。连接管道11通过法兰、螺口等形式可拆卸式安装于抽气口2上，能够在使用完毕后方便地进行拆卸。连接管道11上同时也可以设置一个抽吸泵用于提供抽吸动力，当然如果其他的用气设备具有抽吸功能时，也可以省略该抽吸泵。主炉体中，炉膛3、抽气腔5和灰仓7的内壁采用耐高温的赛隆材料制成，主炉体外壁采用耐高温的不锈钢制成，具有体积小重量轻坚固耐用，运输过程考虑到运行的速度和便携性，在满足额定热负荷的情况下，做到质量的最轻，同时考虑安全稳定性，材料的选取考虑，其强度等参数满足安全需求。
由于该发电装置需要具有移动性，因此其主炉体和燃气发电机13等需要在使用状态和运输状态之间的切换。其实现结构为：将主炉体一侧铰接于装载车15上并通过液压杆14形成三角支撑，使主炉体能沿铰接位置转动。装载车15后方为平板式的装载平台，当液压杆14收缩时，主炉体能够被横放在平台上，而且装载车15的车头与处于放倒状态的主炉体之间留有空间，用于放置拆卸后的连接管道11、冷却器12和燃气发电机13，形成如图2所示的状态。考虑到折叠运输的需求，连接管道11尽量需要采用能够折叠的柔性材料制成。而当发电装置转移至目标位置后，又可以通过液压杆14的伸展，使主炉体重新回复到竖直状态，主炉体另一侧底部安装有支撑柱10，用于在主炉体处于竖直状态时支撑于地面上，起到承重作用，然后将连接管道11重新取下进行连接，即可启动发电模式。
为了保护炉体，主炉体外部包裹有防震隔热层8，既能够在运输过程中减少炉体震动，也可以在使用过程中减少热量散失。防震隔热层8可以采用耐高温的隔热塑料或隔热橡胶制成。
焦油裂解装置4可以采用现有技术中的装置实现，能够对焦油进行进一步裂解净化即可。在本实施例中，焦油裂解装置4形状呈圆环形，以一个内径小于炉膛3底部出口内径的环体形式设置在出口内的横断面上。因此，当高温气体经过该环体位置时，由于内径变小，流速加快，环体所吸收的生物质碳化热量也提高，因此会在此处产生高于其他位置的温度。通过控制抽气速率、生物质加料量等因素，当温度高于焦油的裂解温度时，燃料气中的焦油便在环体位置被裂解。本实施例中焦油裂解装置4的环体材料可以采用耐高温的金属材质，在另一实施例中的优选方式可以辅以填充料如白云石、石英砂、石灰石等对焦油裂解有催化作用的材料，它们能够将焦油的裂解温度大大降低。
本实用新型的工作过程如下：
生物质物料在裂解过程中，根据热解过程的温度变化和生成产物的情况等，可以分为干燥阶段、预热解阶段、固体分解阶段和剧烈氧化反应阶段。
干燥阶段(温度为120～150℃)，生物质中的水分进行蒸发，物料的化学组成几乎不变。
预热解阶段(温度为150～275℃)，物料的热反应比较明显，化学组成开始变化，生物质中的不稳定成分如半纤维素分解成二氧化碳、一氧化碳和少量醋酸等物质。上述两个阶段均为吸热反应阶段。
固体分解阶段(温度为275～475℃)，热解的主要阶段，物料发生了各种复杂的物理、化学反应，产生大量的分解产物。生成的液体产物中含有醋酸、木焦油和甲醇(冷却时析出来)；气体产物中有CO2、CO、CH4、H2等，可燃成分含量增加。这个阶段要放出大量的热。
剧烈氧化反应(温度为450～500℃)，生物质依靠外部供给的热量进行生物质的燃烧，使生物质中的挥发物质减少，固定碳含量增加，为放热阶段。实际上，上述四个阶段的界限难以明确划分，各阶段的反应过程会相互交叉进行。经过上述四个阶段，就是还原生成燃气的阶段。
当发电装置处于图1所示的使用状态时，将生物质燃料投入该装置的炉膛3内，点燃，开启装置，形成从炉底部抽吸出炉外的反火气化生产生物质气的工艺流程。流程具体如下：由于该炉膛3时底部抽吸，上部进气的，因此其炉膛中从上到下会形成氧化层、还原层、裂解层。生物质在氧化层发生剧烈的氧化反应生成高温二氧化碳CO2，再被吸入到下面的还原层中被还原成一氧化碳、甲烷等可燃气体。同时生物质在氧化还原过程中，可能生成部分焦油，但是在该汽化炉气化过程中，由于气化剂，即空气是从炉顶上部的炉口进入炉内与生物质料发生剧烈的氧化反应，故使生物质料中焦油能够受到氧化层产生1000℃左右的高温裂解，所以出炉生物质气中的焦油含量较低。而且由于本实用新型还设有焦油裂解装置4，该装置所在位置形成了又一强化裂解的裂解层，部分焦油在焦油裂解环体内被进一步高温裂解为可燃气体，干净的可燃气体进入抽气腔5中，向外输出。燃气再进入冷却器冷却净化，然后进入燃气发电机发电。
在另一优选实施例中，抽气腔5或连接管道11上连接有燃气供应管道，部分燃气可直接用于作为供热燃气，用于烧水和做饭需求，部分炭灰于炉排、出灰口排掉。而且，冷却器12也可以设计为水冷冷却器，换热得到的热水也可以对外供给。因此，该发电装置不但有利于生物质气净化处理，而且又能提高和增加生物质气中的发热量，只有这样的燃气才能满足内燃式燃气发电机的要求。
当生物质充足时，本装置数十分钟即可发电，并且原料来源于生物质，如木、竹、棉杆、稻壳等，木棒枝条等，只需在森林或其他木质秸秆等资源充足地点，即可发电。原料真正做到了取材广泛的同时又兼顾了能源供应的时效性，适应应急突发地点的人员安置，设备的及时供电和生活所需的供热。而且，通过设有焦油裂解装置，对生物质热解过程中产生的焦油进行高温裂解。因此焦油在燃气中含量很少，可满足发电机的要求，可稳定持续运行，相对以往的发电，运行更稳定，大大减少了焦油对发电机的影响。本实用新型在结构上保证了整个制气过程中的环保性。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，然其并非用以限制本实用新型。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种以生物质为燃料的移动式发电装置，其特征在于，所述的发电装置整体装载于装载车(15)上，发电装置包括主炉体、冷却器(12)和燃气发电机(13)，所述主炉体上部设有炉膛(3)，炉膛(3)顶部开设有进料口(1)，炉膛(3)底部外侧设有抽气腔(5)，炉膛(3)的底部出口与抽气腔(5)连通，且连通位置设有焦油裂解装置(4)；抽气腔(5)底部设有灰仓(7)，且抽气腔(5)与灰仓(7)之间通过炉排(6)进行分隔，灰仓(7)底部设有出灰口(9)；所述主炉体一侧铰接于装载车(15)上并通过液压杆(14)支撑，使主炉体能沿铰接位置转动；主炉体另一侧底部安装有支撑柱(10)，用于在主炉体处于竖直状态时支撑于地面上；所述的抽气腔(5)上部设有抽气口(2)，抽气口(2)通过连接管道(11)连接燃气发电机(13)，且连接管道(11)上设有冷却器(12)。
2.如权利要求1所述的以生物质为燃料的移动式发电装置，其特征在于，所述的主炉体外部包裹有防震隔热层(8)。
3.如权利要求1所述的以生物质为燃料的移动式发电装置，其特征在于，所述的主炉体中，炉膛(3)、抽气腔(5)和灰仓(7)的内壁采用赛隆材料制成，主炉体外壁采用不锈钢制成。
4.如权利要求1所述的以生物质为燃料的移动式发电装置，其特征在于，所述的焦油裂解装置(4)呈圆环形设置于炉膛(3)底部出口处。
5.如权利要求1所述的以生物质为燃料的移动式发电装置，其特征在于，所述的连接管道(11)可拆卸式安装于抽气口(2)内的横截面上。
6.如权利要求1所述的以生物质为燃料的移动式发电装置，其特征在于，所述的装载车(15)的车头与处于放倒状态的主炉体之间留有空间，用于放置拆卸后的连接管道(11)、冷却器(12)和燃气发电机(13)。
7.如权利要求1所述的以生物质为燃料的移动式发电装置，其特征在于，所述的连接管道(11)由能够折叠的柔性材料制成。
8.如权利要求1所述的以生物质为燃料的移动式发电装置，其特征在于，所述的抽气腔(5)或连接管道(11)上连接有燃气供应管道。
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| CN108865269A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-11-23 | 许荣根 | 以生物质为燃料的移动式发电装置 |
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