[发明专利]生物质车用发动机燃气反应设备

说明书

技术领域

生物质车用发动机燃气反应设备，属于生物质高温催化裂解干馏燃气反应装置领域。

背景技术

由于石油属于不可再生能源，导致人类社会的经济、环境受到了严重的破坏，必须改变能源结构形态，开发石油的替代产品，摆脱对石油的严重依赖，然而，其替代能源发展缓慢，目前，已知的国内外报道所涉及的电动汽车、醇类燃料、生物柴油、生物质煤气发生炉煤气、沼气等替代能源，均存在造价高、性能差、转换率低、有毒、具有腐蚀性，及设备、工艺复杂等种种问题，无法完全成为石油的替代产品。

目前，国内外未发现使用高热值生物质催化裂解燃气作为汽车发动机燃料的文献资料，仅有低热值生物质燃气应用于餐饮、炊事、供暖、干燥等对热值要求不高的应用领域的报道，生物质是地球上最广泛存在的物质，它分布广泛，数量巨大，可循环再生，对环境无污染，生物质能源必将成为汽车发动机能源的替代产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种高热值燃气、为汽车发动机提供性能稳定燃料、高效将生物质分解为生物质燃气的生物质车用发动机燃气反应设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该生物质车用发动机燃气反应设备，包括炉体、水洗冷却装置和脱水过滤装置，炉体外部设有保温层，其特征在于：所述炉体内通过炉内壁分隔成裂解干馏室和主辐射室，裂解干馏室和主辐射室下部与炉箅之间形成燃烧室，裂解干馏室内设有联接主辐射室和燃烧室的次辐射室，主辐射室顶部设有空气预热装置，裂解干馏室和主辐射室内均设有裂解管，两部分裂解管通过炉箅下方的燃气缓冲器联接，主辐射室内裂解管输出端联接炉体外部的水洗冷却装置，水洗冷却装置通过喷淋管与脱水过滤装置进气管联接，脱水过滤装置与燃气输出管联接。

所述裂解干馏室顶部设有加料口，下部一侧设有出料口，加料口和出料口均配有密封盖，加料口上方设有进料装置，出料口外部设有出料装置。在加料口和出料口配置密封盖使得裂解干馏室形成一个密闭的反应空腔，保证生物质原料在隔绝空气的条件下高温裂解干馏，避免空气中的惰性气体氮气对可燃性气体组份的稀释作用，提高燃气热值。

所述裂解管在主辐射室内的部分为高温催化裂解管，在裂解干馏室内的部分为次高温裂解管，高温催化裂解管和次高温裂解管分别环绕炉内壁设置，高温催化裂解管上部设有催化剂层。围绕炉内壁环绕设置的裂解管将反应管线最大限度的延长，保证了燃气在高温下有足够的反应停留时间，增设催化剂层可促进反应快速进行，使反应更充分。

所述空气预热装置包括两个相对独立交替工作的蓄热室和空气输送管，蓄热室内设有蜂窝陶瓷蓄热体，安装于主辐射室顶部的出气口，蓄热室通过空气输送管联接安装在出渣口处的风机。交替工作的蜂窝陶瓷蓄热体将主辐射室内气体携带的热量充分的利用起来，重新用于主辐射室中，提高了主辐射室的热效率。

所述水洗冷却装置包括冷却循环水管、多段首尾相接的喷淋管、抽水泵、水封凉水池和冷却塔，首段喷淋管上部联接高温催化裂解管，末段喷淋管联接进气管，冷却循环水管上端联接冷却塔一端，下端通过抽水泵通入水封凉水池内，首段喷淋管顶部联接冷却塔另一端。利用多段喷淋管对反应的生物质燃气进行水洗，去除杂质和未反应物质并降温冷却，从而得到纯净的冷却燃气。

所述脱水过滤装置包括进气管和脱水过滤塔，脱水过滤塔内填装有生物质炭和生物质秸秆碎料及过滤网层。通过脱水过滤塔对生物质燃气进行脱水干燥处理之后，使燃气不含水分、焦油及颗粒型杂质，提高了燃气的热值和性能。

所述炉体上对应开有三个燃料投放口和出渣口。

所述进料装置可移动卷扬上料机，出料装置为可移动螺杆出料机。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、转换效率高，动力消耗低：主辐射室和裂解干馏室设置为一个整体，并且充分利用空气预热装置，将烟气废热回收利用，有效节约了加热催化次高温裂解管道动力燃料的消耗，加热动力燃料使用的是生物质秸秆反应原料在干馏炉内气化反应的剩余碳化粉，生物质碳化粉含碳量高、热值高，不含硫化物，避免了使用煤炭造成的温室气体排放和硫化物对设备的腐蚀性，大大提高了反应设备的使用寿命，降低了维护、检修成本。