(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 104449851 A (43)申请公布日(43)申请公布日 2015.03.25
(21)申请号 201410665740.7(22)申请日 2014.11.20
(71)申请人张永吉
地址250217 山东省济南市章丘市官庄乡韩
家村新建街7号(72)发明人张永吉
(74)专利代理机构济南诚智商标专利事务所有
限公司 37105
代理人王汝银(51)Int.Cl.
C10J 3/20(2006.01)C10J 3/72(2006.01)C10J 3/84(2006.01)F24D 15/00(2006.01)F24C 3/00(2006.01)A47C 21/04(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图7页
(54)发明名称
一种防雾霾煤气发生炉及煤气利用系统(57)摘要
一种防雾霾煤气发生炉及煤气利用系统，涉及煤气发生炉技术领域，用于减少因直接燃烧煤炭产生的烟尘，减轻煤炭燃烧对雾霾天气的影响。本发明提供的一种防雾霾煤气发生炉及煤气利用系统，采用全密封的形式进行煤的燃烧，一部分煤进行预热，当需要时加入炉膛中，以充分利用热能；煤燃烧产生的煤气及烟尘，经过一级除尘和第二除尘后，可减少排入低空大气中的烟尘，减少雾霾天气的发生；煤燃烧产生的煤气用于取暖和做饭，避免了煤气直接排入大气造成的环境污染，减少了能源的损失，大大提高了煤的利用率。 C N 1 0 4 4 4 9 8 5 1 A CN 104449851 A
权 利 要 求 书
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1.一种防雾霾煤气发生炉，包括炉体、炉膛和底座，在所述炉体的内部设有炉膛，在所述炉膛的底部活动安装有炉条；在所述炉体的顶部设有与炉膛连通的第一加煤口，在所述炉体前侧的下部设有出灰口，在所述炉体的底部设有底座，在所述底座中设有进风管，所述进风管与鼓风机连接，其特征是，在所述炉体的顶部设有一煤箱，一隔板固定在煤箱的内腔中将煤箱的内腔分成左右设置并相互的两部分，分别为除尘腔和储煤腔；
在所述储煤腔的顶部设有第二加煤口，在所述储煤腔的底部设有与炉膛相连通的落煤口，一插板活动设置在落煤口的上方，通过插板的插入或推出实现炉膛与储煤腔的隔断或连通；
在所述除尘腔的底部设有一与炉膛相连通的煤气及烟尘进口，在所述煤气及烟尘进口的上方设有一位于除尘腔中的第一挡灰板，所述第一挡灰板将除尘腔分成上下相互连通的两部分，自所述除尘腔的底部向下延伸一与除尘腔相连通的除尘管，所述除尘管的另一端与第一除尘箱连通，在所述第一除尘箱底部设有排渣口，所述第一除尘箱和除尘管构成了一级除尘总成；
在所述除尘腔的顶部设有与除尘腔内腔相连通的烟囱和第一煤气管，所述第一煤气管的另一端与第二除尘箱连通，在所述第二除尘箱内腔的顶部固定一第二挡灰板，所述第二挡灰板的底部与第二除尘箱内腔的底部之间设有间隙，在所述第二除尘箱的顶部设有第二煤气管，所述第一煤气管和第二煤气管分居第二挡灰板的两侧，在所述第二除尘箱的底部设有排渣口，所述第二除尘箱和第二挡灰板构成了二级除尘总成；
在所述炉体与炉膛之间填充有耐火浇注料。
2.根据权利要求1所述的一种防雾霾煤气发生炉，其特征是，所述进风管的进风端置于底座的外部，所述进风管的出风端置于底座的内腔中并成环形，在环形的所述进风管的一端设有若干出风口。
3.根据权利要求2所述的一种防雾霾煤气发生炉，其特征是，置于底座内腔中的所述进风管的一端置于炉膛的正下方。
4.根据权利要求3所述的一种防雾霾煤气发生炉，其特征是，所述进风管由一直线形金属管和圆环形金属管组成，所述出风口位于圆环形金属管的上部或侧面。
5.根据权利要求1所述的一种防雾霾煤气发生炉，其特征是，在所述炉膛的外部设有螺旋形的循环水管。
6.根据权利要求1所述的一种防雾霾煤气发生炉，其特征是，所述第二挡灰板固定在隔板上。
7.根据权利要求1所述的一种防雾霾煤气发生炉，其特征是，所述除尘腔的底部设有低端位于落尘管一侧的斜面。
8.根据权利要求1所述的一种防雾霾煤气发生炉，其特征是，所述间隙与第二挡灰板的高度比为1/3-1。
9.一种煤气利用系统，包括权利要求1至8任一所述的防雾霾煤气发生炉、炕床、做饭炉和供暖炉，其特征是，所述煤气发生炉的第二煤气管的自由端分三路分别与炕床、做饭炉和供暖炉连接，在所述炕床、做饭炉和供暖炉中分别设有炉头；自位于炕床中的所述炉头向外延伸两根散热管，在每一所述散热管的自由端分别设有一通断管路的挡板；在所述供暖炉中设有与暖气片连接的循环水管。
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权 利 要 求 书
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10.根据权利要求9所述的一种煤气利用系统，其特征是，所述炕床包括上下间隔设置的上床体和下床体，所述上床体与下床体之间围成一空腔，在所述上床体的底部设有一铁箱，所述铁箱与下床体并排设置，所述铁箱的底部与地面接触，所述铁箱的顶部与上床体接触，所述散热管设置在铁箱中。
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说 明 书
一种防雾霾煤气发生炉及煤气利用系统
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技术领域
本发明涉及煤气发生炉技术领域，具体地说是一种在煤块燃烧过程中防止烟尘低空排放的煤气发生炉及煤气利用系统。
[0001]
背景技术
在我国煤炭是十分重要的燃料，在农村通过直接燃烧煤炭用于取暖、做饭。农村使
用的煤炭占全国煤炭使用量的17％，但是农村直接燃烧煤炭产生的二氧化硫和烟尘量是很大的。二氧化硫和烟尘低空排放，对人体健康具有较大的威胁。尤其是近几年频繁出现的雾霾天气，以及空气中PM2.5的含量，使人的户外活动受到，因雾霾天气引发的肺部疾病也成上升的趋势。
[0002]
发明内容
本发明的目的在于提供一种防雾霾的煤气发生炉及煤气利用系统，用于减少因直
接燃烧煤炭产生的烟尘，减轻煤炭燃烧对雾霾天气的影响。[0004] 本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种防雾霾煤气发生炉，包括炉体、炉膛和底座，在所述炉体的内部设有炉膛，在所述炉膛的底部活动安装有炉条；在所述炉体的顶部设有与炉膛连通的第一加煤口，在所述炉体前侧的下部设有出灰口，在所述炉体的底部设有底座，在所述底座中设有进风管，所述进风管与鼓风机连接，其特征是，在所述炉体的顶部设有一煤箱，一隔板固定在煤箱的内腔中将煤箱的内腔分成左右设置并相互的两部分，分别为除尘腔和储煤腔；
[0005] 在所述储煤腔的顶部设有第二加煤口，在所述储煤腔的底部设有与炉膛相连通的落煤口，一插板活动设置在落煤口的上方，通过插板的插入或推出实现炉膛与储煤腔的隔断或连通；
[0006] 在所述除尘腔的底部设有一与炉膛相连通的煤气及烟尘进口，在所述煤气及烟尘进口的上方设有一位于除尘腔中的第一挡灰板，所述第一挡灰板将除尘腔分成上下相互连通的两部分，自所述除尘腔的底部向下延伸一与除尘腔相连通的除尘管，所述除尘管的另一端与第一除尘箱连通，在所述第一除尘箱底部设有排渣口，所述第一除尘箱和除尘管构成了一级除尘总成；
[0007] 在所述除尘腔的顶部设有与除尘腔内腔相连通的烟囱和第一煤气管，所述第一煤气管的另一端与第二除尘箱连通，在所述第二除尘箱内腔的顶部固定一第二挡灰板，所述第二挡灰板的底部与第二除尘箱内腔的底部之间设有间隙，在所述第二除尘箱的顶部设有第二煤气管，所述第一煤气管和第二煤气管分居第二挡灰板的两侧，在所述第二除尘箱的底部设有排渣口，所述第二除尘箱和第二挡灰板构成了二级除尘总成；[0008] 在所述炉体与炉膛之间填充有耐火浇注料。[0009] 进一步地，所述进风管的进风端置于底座的外部，所述进风管的出风端置于底座的内腔中并成环形，在环形的所述进风管的一端设有若干出风口。
[0003]
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进一步地，置于底座内腔中的所述进风管的一端置于炉膛的正下方。[0011] 进一步地，所述进风管由一直线形金属管和圆环形金属管组成，所述出风口位于圆环形金属管的上部或侧面。[0012] 进一步地，在所述炉膛的外部设有螺旋形的循环水管。[0013] 进一步地，所述第二挡灰板固定在隔板上。[0014] 进一步地，所述除尘腔的底部设有低端位于落尘管一侧的斜面。[0015] 进一步地，所述间隙与第二挡灰板的高度比为1/3-1。[0016] 一种煤气利用系统，包括防雾霾煤气发生炉、炕床、做饭炉和供暖炉，其特征是，所述煤气发生炉的第二煤气管的自由端分三路分别与炕床、做饭炉和供暖炉连接，在所述炕床、做饭炉和供暖炉中分别设有炉头；自位于炕床中的所述炉头向外延伸两根散热管，在每一所述散热管的自由端分别设有一通断管路的挡板；在所述供暖炉中设有与暖气片连接的循环水管。
[0017] 进一步地，所述炕床包括上下间隔设置的上床体和下床体，所述上床体与下床体之间围成一空腔，在所述上床体的底部设有一铁箱，所述铁箱与下床体并排设置，所述铁箱的底部与地面接触，所述铁箱的顶部与上床体接触，所述散热管设置在铁箱中。[0018] 本发明的有益效果是：本发明提供的一种防雾霾煤气发生炉及煤气利用系统，采用全密封的形式进行煤的热解气化，一部分煤进行预热，当需要时加入炉膛中，以充分利用热能；煤燃烧产生的煤气及烟尘，经过一级除尘和第二除尘后，可减少排入低空大气中的烟尘，减少雾霾天气的发生；煤通过热解气化产生的煤气用于取暖和做饭，避免了煤气直接排入大气造成的环境污染，减少了能源的损失，起到了节能减排的效果，可节能二分之一以上，大大提高了煤的利用率。附图说明
[0019] 图1为本发明煤气发生炉的示意图；[0020] 图2为循环水管的布置示意图；[0021] 图3为图1中的A向局部视图；[0022] 图4为图3中的B-B剖视图；[0023] 图5为实施例一的进风管示意图；[0024] 图6为实施例二的进风管示意图；[0025] 图7为实施例三的进风管示意图；[0026] 图8为二级除尘示意图；[0027] 图9为煤箱的另一种形式；
[0028] 图10为煤气利用系统的示意图；[0029] 图11为炉体立体示意图；[0030] 图12为炕床示意图；[0031] 图中：1炉体，11炉膛，111炉条，112炉膛壁，12循环水管，120进水管，121出水管，13第一加煤口，14耐火浇注料，15出灰口，16炉渣处理口，2底座，21进风管，210进风口，211出风口，3煤箱，30第二加煤口，31端盖，32煤气出口，33烟囱，34落煤口，35煤气及烟尘进口，36落尘口，37除尘腔，371斜面，38储煤腔，41第一煤气管，42落尘管，43第二煤气
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管，51第一除尘箱，52第二除尘箱，521第二挡灰板，522煤渣，61排渣管，62阀门，63插板，隔板，65第一挡灰板，7炕床，71炉头，72散热管，73挡板，74铁箱，75上床体，76下床体，77空腔，8做饭炉，9供暖炉，10金属管。具体实施方式
如图1至图9所示，本发明的煤气发生炉包括炉体1、进风总成、循环水管12、一级除尘总成和二级除尘总成，下面结合附图对本发明进行描述。[0033] 如图1所示，炉体1为煤气发生炉的主体，在炉体内设有炉膛11，炉膛为煤热解气化的空间。如图3所示，在炉体的顶部设有第一加煤口13，通过第一加煤口向炉膛内加入燃煤，然后关闭第一加煤口。为排出煤热解气化产生的炉灰，在炉膛内设有炉条111，炉条在炉膛壁112上活动安装。如图11所示，为便于出灰，在炉体的底部设有出灰口15；高温下煤燃烧产生的炉渣在炉条上结块，为便于炉条上炉渣的清理，在炉体前侧设有炉渣处理口16，炉渣处理口位于炉条的下方，需要清理炉条上的炉渣时，将一根铁棍经炉渣处理口伸入到炉膛中，然后往上撬，挤压炉条上的炉渣使其破碎并落下。[0034] 燃煤在炉膛内燃烧产生大量的热量，如图2所示，在炉膛壁与炉体壁之间设有螺旋形的循环水管12，循环水管的进水管120和出水管121分别穿过炉膛壁和炉体壁后向外引出，其中出水管与暖气片管连接。煤热解气化产生的热量直接传递到循环水管中的循环水中，循环水在暖气片中循环流动起到供暖的效果。在炉体与炉膛壁之间填充有耐火浇注料14，耐火浇注料将循环水管包住。由于炉体顶部的第一加煤口在加入燃煤后即关闭，炉体顶部密封，为给煤热解气化提供空气，在炉体下部设有进风总成。[0035] 在炉体的底部设有中空的底座2，底座为金属焊接件。在底座的内腔中设有进风管21，如图5所示，进风管包括一圆环形金属管和一直线形金属管，两者内腔相互连通。直线形金属管的一端设有进风口210，进风管通过进风口与鼓风机连接。在圆环形金属管的上部均匀设置有四个出风口211，进风管设置在炉膛的正下方，进入到进风管中的空气经出风口吹出后自下而上流动，然后穿过炉条吹在燃煤上，为煤热解气化提供空气，鼓风机和进风管构成了进风总成。如图6所示，出风口的数量也可以设置为六个，当然也可以为其它个数。如图7所示，出风口也可设置在圆环形金属管的侧面。[0036] 在炉体的顶部设有煤箱3，煤箱3为方形的金属焊接件，如图4所示，在煤箱的顶部设有一第二加煤口30，在第二加煤口上设有端盖31。在煤箱的内腔中固定有一竖向放置的隔板，隔板的设置将煤箱的内腔分成左右两个相互的部分，分别为除尘腔37和储煤腔38。通过第二加煤口向煤箱中加入煤块，煤块被隔板阻隔在储煤腔中，在储煤腔的底部设有落煤口34，煤块可通过落煤口落在炉膛中。为控制煤块自行落在炉膛中，在储煤腔中设有一插板63，插板位于落煤口的上方并挡住落煤口。需要向炉膛中添加煤块时，仅需抽动插板
[0032]
即可。炉膛内的煤块热解气化时，部分热量经插板传递到储煤腔中的煤块上，对煤块起到预热的效果。
[0037] 如图4所示，在除尘腔的底部设有煤气及烟尘进口35，煤气及烟尘进口与炉膛相连通，炉膛内煤块热解气化产生的烟尘及煤气经煤气及烟尘进口进入到除尘腔中。在除尘腔中设有一第一挡灰板65，第一挡灰板为水平放置的金属板，第一挡灰板可固定在隔板上。煤气及烟尘的混合物进入到除尘腔中在上升的过程中，遇到第一挡灰板，第一挡灰板将上
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升的烟尘挡住，烟尘便落在除尘腔的底部，煤气则绕过第一挡灰板后继续上升。在除尘腔的顶部设有煤气出口32，在煤箱的顶部设有一与煤气出口相连通的第一煤气管41，煤气经第一煤气管流出煤箱。在除尘腔的底部还设有一落尘口36，一落尘管42与该落尘口相通。在落尘管的下部连接第一除尘箱51，在第一除尘箱的底部设置排渣管61，烟尘经落尘口和落尘管落在第一除尘箱中，第一除尘箱用于存储煤块燃烧产生的烟尘。为便于烟尘落入落尘口中，如图9所示，除尘腔的底面为斜面371，且斜面的低端位于落尘口所在的一侧，以便于烟尘的滑动。第一除尘箱、落尘管、第一挡灰板和除尘腔构成了一级除尘总成。[0038] 在煤箱的顶部设有烟囱33，烟囱与除尘腔连通。第一煤气管的一端与除尘腔连通，第一煤气管的另一端与第二除尘箱52连通。在第一煤气管上设有开闭管路的阀门62，在第一煤气管上设有试火口410，在开启通往第二除尘箱的阀门之前，在试火口处试火，以检验煤气的浓度是否达到燃烧要求。如图8所示，第二除尘箱为圆柱形或方形的中空金属件，在第二除尘箱的内腔中固定一竖向放置的第二挡灰板521，第二挡灰板将第二除尘箱内腔的上部分成左右两部分，第二挡灰板的底部与第二除尘箱内腔底部之间设有间隙，该间隙与第二挡灰板的高度比为1/3-1，以保证第二除尘箱内腔的左右部分连通。在第二挡灰板左侧的第二除尘箱顶部连通一第二煤气管43。经一级除尘后的煤气经从第一煤气管进入到第二除尘箱中，煤气中剩余的烟尘落在第二除尘箱的底部，由于煤气中含有少量的水蒸气，因此堆积在第二除尘箱中的烟尘潮湿，与煤气彻底分离。含有烟尘的煤气在第二除尘箱中进行二级除尘，然后经第二煤气管流出第二除尘箱。在第二煤气管上设有阀门，经第二煤气管流出的煤气基本不含烟尘。第二除尘箱、第二挡灰板、第一煤气管和第二煤气管构成了二级除尘总成。
[0039] 通过一级除尘和二级除尘，煤气中的烟尘含量极低，烟尘被第一除尘箱和第二除尘箱收集，而不会排放到大气中，降低了烟尘的低空排放，为雾霾天气的防治起到了很好的效果。使用时通过第一加煤口加入煤块后，将第一加煤口密封，使用过程中不再打开，通过第二加煤口向煤箱中加煤块。煤气发生炉工作过程中，烟囱始终处于关闭状态，以防止烟尘排放到低空大气中。当不使用该煤气发生炉时，可将烟囱打开。[0040] 该煤气发生炉可用于煤气利用系统中，利用该煤气发生炉产生的煤气可用于做饭和供暖，既可以向炕床供煤气通过煤气燃烧产生热量供暖，又可以通过煤气燃烧使水加热应用于暖气片中供暖。如图10所示，为煤气利用系统的示意图，包括煤气发生炉、炕床7、做饭炉8和供暖炉9，自煤气发生炉引出的第二煤气管与金属管连通，金属管的一端接入到炕床7中，并在金属管上设有控制管路开闭的阀门62。炕床包括上下设置的上床体75和下床体76，上床体与下床体之间围成一空腔77，在上床体的底部设有一铁箱74，铁箱与下床体并排设置，铁箱的底部与地面接触，铁箱的顶部与上床体接触。在铁箱中设有炉头71，自炉头引出两散热管72，两散热管分别置于炕床的两侧，在每一散热管的自由端分别设有挡板73，通过挡板控制自散热管散发出的热量。当需要使整个炕床变热时，将两个挡板都打开。当仅需炕床的一侧变热时，仅需将其中一个挡板打开，以节约热能。做饭炉8通过金属管与第二煤气管连通，在做饭炉上设有炉头71，做饭炉可用于炒菜做饭，并在金属管上设有控制管路开闭的阀门62。供暖炉9通过金属管与第二煤气管连通，在供暖炉中设有炉头71，在供暖炉中设有循环水管12，供暖炉同于对循环水管中的循环水进行加热，循环水管与暖气片连接。在连接供暖炉与第二煤气管的金属管上设有阀门62，通过阀门控制煤气的输
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送。散热管将热量传递在铁箱中，铁箱可以将热量传递到地面上，同时又将热量传递到炕床的上床体上。
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