用于生物质炉的耗氧装置及耗氧方法与流程

本发明涉及节能环保设备用管件技术领域，特别是涉及一种用于生物质炉的耗氧装置及耗氧方法。

背景技术：

随着我国社会经济的快速发展城市化进程的加快以及人民生活水平的迅速提高，城市生产与生活过程中产生的垃圾废物也随之迅速增加，生活垃圾占用土地、污染环境的状况越发明显，城市生活垃圾的大量增加，使垃圾处理越来越困难。此外，农业生产中所获得的大量秸秆、木业生产中所获得的大量枝条和木屑，传统方式之一为采用直接焚烧获得热量实现再利用，由此而来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。

如针对垃圾处理，传统垃圾处理过程中，针对无再利用价值的垃圾，最终一般选择填埋处理或焚烧处理。固体废弃物填埋处理生活垃圾不仅占用土地，同时对地下水资源具有较大威胁；垃圾焚烧处理虽然能够实现一定的能量转化、降低后期处理对空间的要求，但在对垃圾进行焚烧时，不仅具有大量的飞灰、氮氧化物产生，同时也会产生二噁英等对环境具有巨大影响的有毒物质，给烟气净化处理和排放带来负担。

针对以上问题，现有技术中出现了区别于焚烧，以气化、热解为手段的垃圾等生物质处理设备，采用这些设备，不仅可使得废弃物中的有机物成分能转化为可燃气体、焦油等不同的可方便利用的能量形式，其经济性更好；同时由于所需要的空气系数较低等，故能量利用率高、二噁英等有害气体排放少、尾气处理投入少。

进一步优化现有垃圾处理设备的结构设计，以使得其能够更好的运用于垃圾处理，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述提出的进一步优化现有垃圾处理设备的结构设计，以使得其能够更好的运用于垃圾处理，是本领域技术人员亟待解决的技术问题，本发明提供了一种用于生物质炉的耗氧装置及耗氧方法。本方案提供的技术方案可有效控制气化或热解生物质时二噁英的生成量。

针对上述问题，本发明提供的用于生物质炉的耗氧装置及耗氧方法通过以下技术要点来解决问题：用于生物质炉的耗氧装置，包括燃料添加装置，所述燃料添加装置包括辅料管；

还包括料斗及转轴，所述转轴与料斗固定连接；

还包括引燃装置；

所述料斗用于承接由辅料管输出的物料，所述引燃装置用于对所述物料进行引燃。

针对利用热解炉或气化炉进行垃圾、秸秆等生物质处理，氧气对二噁英的生成具有重要影响：如在炉体中氧气充裕的情况下，易发生迪肯反应，大量生成活性氯，通过氯化烃类形成c-cl，并进一步合成二噁英。故现有技术中，区别于传统焚烧炉，为避免生成过多的二噁英而加大后期尾气处理难度，热解炉或气化炉在工作时一般断开与外界大气的导通，这就使得热解炉或气化炉的进料是间断的：单次进料后关闭进料口进行垃圾分解处理，处理完成后再进行下次进料。

本方案旨在实现生物质炉在不停炉的情况下，使得生物质炉工作时产生尽可能少的二噁英。在具体运用时，本方案用于对进入生物质炉的介质进行预处理，以通过消耗所述介质中氧气的手段，减少生物质炉在工作时所生成的二噁英的量的目的。

以对象为垃圾的生物质为例，本方案在使用时，需要将待处理的介质密闭在一个封闭的空间内，如直接设置在生物质炉的进料管上，同时，设置为进料管上安装有第一阀板和第二阀板，所述第一阀板和第二阀板均用于控制进料管的导通状态，即第一阀板和第二阀板两者均可控制进料管的导通状态；同时，设置为在进料管的延伸方向上，所述第一阀板和第二阀板安装在不同位置，这样，第一阀板和第二阀板之间的进料管管段具有容纳能力以进行垃圾添加，在第一阀板和第二阀板均处于截断进料管的状态下，第一阀板与第二阀板即在进料管上围成所述的封闭的空间。本方案中，设置为包括添加装置、引燃装置、料斗和转轴，向进料管中所述的空间中补充待处理的垃圾后，由于不可避免的所述空间中存在空气，此时，通过辅料管向所述空间中添加为可燃物的燃料，以上燃料落入料斗中，燃料通过所述引燃装置引燃，引燃后，燃料燃烧消耗所述空间中的氧气，达到由进料管出口端输入到生物质炉炉体中的介质中含有更为少量的氧气的目的，从而从源头上达到解决二噁英大量生成的目的。

综上，本方案提供的耗氧装置在考虑到二噁英生成量的同时，其设计目的或用途用于实现生物质炉进料氧气消耗处理，这样，可使得生物质炉炉体部分在不停炉的情况下，即可完成待处理生物质或原料生物质的连续进料。相较于现有处理炉，还可有效提高生物质的处理效率。

设置为还包括料斗，由于以上料斗用于承接由辅料管输出的燃料，这样，不仅可使得本方案在运用于进料管上时，燃烧位置更为稳定，便于通过火焰监测装置、窥视口等途径直观获得耗氧装置的工作状态；同时方便获得稳定的引燃装置与燃料的相对位置，以提高引燃装置引燃燃料的可靠性。

针对燃料为固态可燃物或液态可燃物时，为使得燃料被利用后，残留在料斗中的物质能够被移除，以为下次料斗进料做好准备，设置所述转轴，以使得转轴在转动时料斗能够随转轴翻转，使得料斗中的残留物能够被移除，同时进入所述空间中，如针对本身为生物质的燃料，其后续进入生物质炉后亦可被再利用。

采用本方案，由于可避免空气随原料进入如气化裂解仓，从而可达到避免空气和裂解仓的可燃气混合，造成生物质处理过程中存在爆炸风险。

作为本领域技术人员，由于需要存在所述空间作为介质耗氧处理空间，以上连续进料实际上是指在处理炉进行生物质分解处理过程中，在任意时刻均可以阻隔空气后消耗氧气的方式进行待处理生物质预处理后向处理炉中补充，实现生物质炉工作过程中可连续进料，并非指生物质进料为一个不间断的过程。

作为所述耗氧装置进一步的技术方案：

为方便控制辅料管的进料状态，设置为：还包括串联在所述辅料管上的进料阀，所述进料阀用于控制辅料管的通断状态。

作为更进一步的技术方案：还包括与转轴相连的驱动件，所述驱动件用于驱动转轴绕自身轴线转动。

作为所述驱动件的具体实现形式，设置为：所述驱动件包括气缸及运动状态转换机构，所述运动状态转换机构用于将气缸的直线往复运动转换为正、反旋转运动。

由于料斗在整个过程中能够正、反翻转即可，作为一种结构简单、设置和运行成本低的运动状态转换机构实现方案，所述运动状态转换机构包括齿轮，所述齿轮同轴安装于转轴上；

所述气缸的活塞杆还连接有齿板，所述齿板上设置有多条相互平行且间隔排布的齿条，所述齿条沿着活塞杆的轴线方向排布，所述齿轮与齿板齿啮合。

为使得辅料管的入口端具有存储燃料功能，设置为：所述辅料管的入口端上还设置有集料仓。

为方便添加燃料，设置为：所述集料仓为入口端尺寸最大的喇叭口状结构。

同时本方案还公开了一种用于生物质炉的耗氧方法，采用如上任意一项所述的耗氧装置，对输入到生物质炉中的气体进行氧气去除，包括顺序进行以下步骤：

s1、将需要输入到生物质炉中的介质封闭在一个封闭的空间中；

s2、所述辅料管的输出端及料斗均位于所述空间中，通过所述辅料管向料斗添加固体燃料；

s3、通过引燃装置引燃所述固体燃料；

s4、通过转轴旋转带动料斗翻转，使得料斗中的物料跌落至所述空间中。

如上所述，采用本方法，不仅可使得生物质炉能够在不停炉下完成待处理生物质原料添加，同时可有效解决二噁英大量生成的问题。本方案中，在步骤s2中通过限定为燃料为固体燃料，这样，可有效避免气体、液体可燃物因为在空间中的弥散问题，导致可燃物在空间中的浓度处于爆炸极限范围内，使得在进行点燃时出现安全事故。

作为所述耗氧方法进一步的技术方案：

作为一种易于取材、使用成本低且安全的技术方案，设置为：所述固体燃料为木块或秸秆。

作为一种可以可靠、快速引燃燃料且结构简单的技术方案，所述引燃装置为电火花点火装置。

本发明具有以下有益效果：

所述耗氧装置技术方案旨在实现生物质炉在不停炉的情况下，使得生物质炉工作时产生尽可能少的二噁英。在具体运用时，本方案用于对进入生物质炉的介质进行预处理，以通过消耗所述介质中氧气的手段，减少生物质炉在工作时所生成的二噁英的量的目的。所述耗氧方法技术方案为所述耗氧装置的使用方法，除了具有以上可减少二噁英生成量、使得生物质炉能够连续工作的优势外，还具有安全的特点。

附图说明

图1为本发明所述的用于生物质炉的耗氧装置一个具体运用实施例的装配图，该示意图局部透视，以反映进料管上相应管件的相对位置。

图中标记分别为：1、第一阀板，2、驱动机构，3、第二阀板，4、进料口，5、进料管，6、辅料管，7、进料阀，8、转轴，9、引燃装置，10、料斗。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1所示，用于生物质炉的耗氧装置，包括燃料添加装置，所述燃料添加装置包括辅料管6；

还包括料斗10及转轴8，所述转轴8与料斗10固定连接；

还包括引燃装置9；

所述料斗10用于承接由辅料管6输出的物料，所述引燃装置9用于对所述物料进行引燃。

针对利用热解炉或气化炉进行垃圾、秸秆等生物质处理，氧气对二噁英的生成具有重要影响：如在炉体中氧气充裕的情况下，易发生迪肯反应，大量生成活性氯，通过氯化烃类形成c-cl，并进一步合成二噁英。故现有技术中，区别于传统焚烧炉，为避免生成过多的二噁英而加大后期尾气处理难度，热解炉或气化炉在工作时一般断开与外界大气的导通，这就使得热解炉或气化炉的进料是间断的：单次进料后关闭进料口4进行垃圾分解处理，处理完成后再进行下次进料。

本方案旨在实现生物质炉在不停炉的情况下，使得生物质炉工作时产生尽可能少的二噁英。在具体运用时，本方案用于对进入生物质炉的介质进行预处理，以通过消耗所述介质中氧气的手段，减少生物质炉在工作时所生成的二噁英的量的目的。

以对象为垃圾的生物质为例，本方案在使用时，需要将待处理的介质密闭在一个封闭的空间内，如直接设置在生物质炉的进料管5上，同时，设置为进料管5上安装有第一阀板1和第二阀板3，所述第一阀板1和第二阀板3均用于控制进料管5的导通状态，即第一阀板1和第二阀板3两者均可控制进料管5的导通状态；同时，设置为在进料管5的延伸方向上，所述第一阀板1和第二阀板3安装在不同位置，这样，第一阀板1和第二阀板3之间的进料管5管段具有容纳能力以进行垃圾添加，在第一阀板1和第二阀板3均处于截断进料管5的状态下，第一阀板1与第二阀板3即在进料管5上围成所述的封闭的空间。本方案中，设置为包括添加装置、引燃装置9、料斗10和转轴8，向进料管5中所述的空间中补充待处理的垃圾后，由于不可避免的所述空间中存在空气，此时，通过辅料管6向所述空间中添加为可燃物的燃料，以上燃料落入料斗10中，燃料通过所述引燃装置9引燃，引燃后，燃料燃烧消耗所述空间中的氧气，达到由进料管5出口端输入到生物质炉炉体中的介质中含有更为少量的氧气的目的，从而从源头上达到解决二噁英大量生成的目的。

综上，本方案提供的耗氧装置在考虑到二噁英生成量的同时，其设计目的或用途用于实现生物质炉进料氧气消耗处理，这样，可使得生物质炉炉体部分在不停炉的情况下，即可完成待处理生物质或原料生物质的连续进料。相较于现有处理炉，还可有效提高生物质的处理效率。

设置为还包括料斗10，由于以上料斗10用于承接由辅料管6输出的燃料，这样，不仅可使得本方案在运用于进料管5上时，燃烧位置更为稳定，便于通过火焰监测装置、窥视口等途径直观获得耗氧装置的工作状态；同时方便获得稳定的引燃装置9与燃料的相对位置，以提高引燃装置9引燃燃料的可靠性。

针对燃料为固态可燃物或液态可燃物时，为使得燃料被利用后，残留在料斗10中的物质能够被移除，以为下次料斗10进料做好准备，设置所述转轴8，以使得转轴8在转动时料斗10能够随转轴8翻转，使得料斗10中的残留物能够被移除，同时进入所述空间中，如针对本身为生物质的燃料，其后续进入生物质炉后亦可被再利用。

作为本领域技术人员，由于需要存在所述空间作为介质耗氧处理空间，以上连续进料实际上是指在处理炉进行生物质分解处理过程中，在任意时刻均可以阻隔空气后消耗氧气的方式进行待处理生物质预处理后向处理炉中补充，实现生物质炉工作过程中可连续进料，并非指生物质进料为一个不间断的过程。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，为方便控制辅料管6的进料状态，设置为：还包括串联在所述辅料管6上的进料阀7，所述进料阀7用于控制辅料管6的通断状态。本方案在具体运用时，设置为所述进料阀7的阀杆上还连接有用于驱动进料阀7启、闭的驱动机构2；针对如上包括第一阀板1和第二阀板3的运用，优选设置为第一阀板1和第二阀板3上亦连接驱动各自启、闭的驱动机构2。

作为更进一步的技术方案：还包括与转轴8相连的驱动件，所述驱动件用于驱动转轴8绕自身轴线转动。

作为所述驱动件的具体实现形式，设置为：所述驱动件包括气缸及运动状态转换机构，所述运动状态转换机构用于将气缸的直线往复运动转换为正、反旋转运动。

由于料斗10在整个过程中能够正、反翻转即可，作为一种结构简单、设置和运行成本低的运动状态转换机构实现方案，所述运动状态转换机构包括齿轮，所述齿轮同轴安装于转轴8上；

所述气缸的活塞杆还连接有齿板，所述齿板上设置有多条相互平行且间隔排布的齿条，所述齿条沿着活塞杆的轴线方向排布，所述齿轮与齿板齿啮合。

为使得辅料管6的入口端具有存储燃料功能，设置为：所述辅料管6的入口端上还设置有集料仓。

为方便添加燃料，设置为：所述集料仓为入口端尺寸最大的喇叭口状结构。

实施例3：

本实施例在实施例1或2提供的任意技术方案的基础上作进一步限定，本实施例提供了一种用于生物质炉的耗氧方法，采用如上任意一项所述的耗氧装置，对输入到生物质炉中的气体进行氧气去除，包括顺序进行以下步骤：

s1、将需要输入到生物质炉中的介质封闭在一个封闭的空间中；

s2、所述辅料管6的输出端及料斗10均位于所述空间中，通过所述辅料管6向料斗10添加固体燃料；

s3、通过引燃装置9引燃所述固体燃料；

s4、通过转轴8旋转带动料斗10翻转，使得料斗10中的物料跌落至所述空间中。

如上所述，采用本方法，不仅可使得生物质炉能够在不停炉下完成待处理生物质原料添加，同时可有效解决二噁英大量生成的问题。本方案中，在步骤s2中通过限定为燃料为固体燃料，这样，可有效避免气体、液体可燃物因为在空间中的弥散问题，导致可燃物在空间中的浓度处于爆炸极限范围内，使得在进行点燃时出现安全事故。

实施例4：

本实施例在实施例3的基础上作进一步限定，作为一种易于取材、使用成本低且安全的技术方案，设置为：所述固体燃料为木块或秸秆。

作为一种可以可靠、快速引燃燃料且结构简单的技术方案，所述引燃装置9为电火花点火装置。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。