一种生物质共混气化制氢装置
技术领域
本发明涉及气化制氢技术领域，具体的是涉及一种生物质污泥共混气化制氢装置。
背景技术
国内外污泥的处置和资源化存在以下问题：(1)填埋存在安全隐患，影响垃圾填埋场的运行；(2)污泥制肥存在食品安全风险，推广困难；(3)污泥含水量太高，常规的直接燃烧利用，能源得不偿失。可以看出，目前国内外的生物污泥处理装备，是以消纳污泥为主要目的，没有产生实际的经济效益和形成有价值的商品。
随着世界范围内化石能源的逐渐枯竭和城市污水污泥中有机物含量和热值的日渐增高，利用热化学转化法回收污泥中的能量成为未来研究的焦点。其中的污泥气化制氢技术不仅可以将污泥中的有机物进行回收、利用并转化为清洁、高品质的氢能，同时避免了传统污泥处理与处置中所产生的二次污染问题，符合国家的节能减排以及相关的环境政策，有助于建设节约型社会，有利于社会、环境和资源的和谐发展。
目前在进行气化制氢时，通过不同的设备对混合生物质进行气化、裂变和催化来进行制氢，该种方式虽然能够对混合生物质进行制氢，但是所需要的设备过多，占用面积过大，给制氢带来极大的不便，增加了制氢的成本。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能够只需要一种设备，占用面积小，制氢成本小的生物质共混气化制氢装置。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种生物质共混气化制氢装置，包括外筒，设在外筒内的上搅拌筒和下气化筒，所述上搅拌筒和下气化筒的中心线与外筒的中心线位于同一条垂线上，且所述上搅拌筒的底部设有用于连通或关闭上搅拌筒与下气化筒的封堵装置；
所述外筒与下气化筒的上部通过分隔板将外筒内从上到下分隔为催化环形腔和裂解环形腔，所述裂解环形腔与催化环形腔通过镶嵌在分隔板上压力阀连通；所述下气化筒与裂解环形腔通过设在下气化筒上的焦化气出口连通；
所述下气化筒的上端穿过分隔板与上搅拌筒的底部活动连接，所述下气化筒的下端穿过外筒的底部向下延伸，且所述上气化筒的上下两端分别与分隔板和外筒的底部通过轴承活动连接；
所述裂解环形腔内设有多根电加热棒，该电加热棒与设在下气化筒外设有的导热筒外缠绕的加热线圈连接；
所述催化环形腔内设有催化剂承载板，该催化剂承载板上承载有用于对裂解后的焦化气进行催化反应的催化剂，所述催化剂上方的外筒设有气体出口；
所述上搅拌筒内设有一搅拌轴，该搅拌轴的上端延伸到外筒外与外筒外设有的搅拌电机固定连接，所述搅拌电机安装在设在外筒顶部用于提升搅拌电机进行上下移动的提升装置，位于搅拌筒内的搅拌轴上固定连接有多个搅拌叶组件；所述提升装置将搅拌轴与封堵装置进行连接或分开，控制封堵装置开启或关闭；
进入到上搅拌筒中的混合生物质经过搅拌叶组件进行搅拌，当搅拌完成后，所述提升装置带动搅拌电机下行，搅拌电机下行时，所述搅拌轴的底部与封堵装置连接，所述搅拌电机带动搅拌轴进行转动，打开封堵装置，经过搅拌后的混合生物质通过封堵装置进入到下气化筒中进行加热气化，形成的焦气进入到裂解环形腔中进行加热裂化，裂解环形腔中焦气的压力不断增大，当裂解环形腔中的气压大于压力阀设定的压力值时，压力阀开启，解环形腔中的焦气进入到催化环形腔中进行催化处理。
所述封堵装置包括固定设在上搅拌筒的圆形固定隔板，穿过圆形固定隔板的多个下料孔，所述圆形固定隔板内设有圆形封堵板腔，所述封堵板腔内设有圆形封堵板，所述圆形封堵板上设有多个连通孔，所述圆形封堵板的中心位置固定连接有转动圆柱，该转动圆柱的上端延伸到圆形固定隔板上部并向上延伸，所述转动圆柱的顶部设有向转动圆柱内延伸的圆孔，所述圆孔的底部设有多边形连接孔；所述搅拌轴的底部固定连接有与多边形连接孔配合的多边形凸起；
在上搅拌筒中的混合生物质进行搅拌时，所述圆形封堵板将圆形固定隔板上设有的下料孔进行封堵，当完成搅拌后，所述提升装置带动搅拌电机下行，搅拌轴下方的多边形凸起插入到多边形连接孔中，此时所述搅拌电机带动圆形封堵板进行转动，圆形封堵板上的连通孔将圆形封堵板腔上下两端的下料孔连通，上搅拌筒中搅拌后的物料通过连通后的下料孔进入到下气化筒，完成下料后，所述搅拌电机通过搅拌轴带动圆形封堵板，连通孔与下料孔错开，完成下料孔的封堵，提升装置带动搅拌轴进行上行，多边形凸起与多边形连接孔分开，搅拌电机带动搅拌叶组件对上搅拌筒中的混合生物质进行搅拌。
所述外筒的底部设有转动电机，该转动电机的转轴上固定连接有驱动齿轮，该驱动齿轮与设在下气化筒的下端的周向面上固定套设有从动齿轮啮合。
所述下气化筒底部设有漏料装置，该漏料装置包括固定连接在下气化筒下部内壁的环形圆板，所述环形圆板内设有相互对称的第一半圆分隔板和第二半圆分隔板，所述第一半圆分隔板和第二半圆分隔板的周向面与环形圆板的圆环通过多个压缩弹簧连接，所述第一半圆分隔板和第二半圆分隔板合并的端部设有导向凹槽。
所述外筒的下部设有安装底座，所述安装底座与外筒的周向面通过支撑杆固定连接，所述安装底座的上方通过螺旋输送装置，该螺旋输送装置与安装底座通过电动伸缩缸固定连接，当完成加热气化后，所述电动伸缩缸带动螺旋输送装置上行，螺旋输送装置的进料口插入到导向凹槽中，下气化筒与螺旋输送装置的进料口连通，将下气化筒中加热气化后的灰排出。
所述搅拌叶组件包括固定连接在搅拌轴上且与该搅拌轴垂直连接的分支搅拌轴，所述分支搅拌轴交叉设有多根与该分支搅拌轴垂直的连接搅拌轴，每一连接搅拌轴上固定设有切割叶片和搅拌叶片，且所述的切割叶片和搅拌叶片间隔分布。
所述提升装置包括固定设在外筒顶部的固定支架，所述固定支架内设有用于固定安装搅拌电机的固定安装板，所述固定安装板两端设有的滑块与固定支架内侧设有的滑轨活动连接，所述固定安装板与外筒的顶部通过提升电缸固定连接。
所述螺旋输送装置包括输送筒，设在该输送筒一侧设有与该输送筒垂直连通的输送入口筒，所述输送筒内设有传输轴，该输送轴的端部与输送筒一侧的输送电机固定连接，所述输送轴上固定连接有输送螺旋叶片。
所述下气化筒内设有多个倾斜的导流叶片。
本发明的有益效果是：在进行混合生物质制氢时，只需要一种设备就能够完成，具体在制氢过程中，将混合生物质放入到上搅拌筒进行搅拌切割，搅拌切割完成后的混合生物质通过封堵装置进入到下气化筒，该下气化筒通过裂解环形腔中的电加热棒和加热线圈对下气化筒中的混合生物质进行加热，加热后的混合生物质产生的焦气进入到裂解环形腔中进行高温裂解，高温裂解后的气体进入到催化环形腔进行催化重整，完成制氢，通过一种设备就能完成整个制氢的过程，节省了制氢的成本，减少了制氢设备的占地面积，提高了制氢的效率，同时在制氢时有效的利用了热量，避免热量发生浪费。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中封堵装置的结构示意图；
图3是本发明中封堵装置的俯视结构示意图；
图4是本发明中漏料装置的结构示意图；
图5是本发明中漏料装置的俯视结构示意图；
图6是本发明中搅拌组件的结构示意图；
图7是本发明中螺旋输送装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
实施例1
如图1所示的一种生物质共混气化制氢装置，包括外筒1，设在外筒1内的上搅拌筒2和下气化筒3，所述上搅拌筒2和下气化筒3的中心线与外筒1的中心线位于同一条垂线上，且所述上搅拌筒2的底部设有用于连通或关闭上搅拌筒2与下气化筒3的封堵装置4；所述上搅拌筒2的顶部穿过外筒1的顶部进行，通过上搅拌筒2的延伸到外筒1顶部的端部添加混合生物质，所述上搅拌筒2和下气化筒3位于同一条垂直线上，保证上搅拌筒2内经过搅拌后的混合生物质能够进入到下气化筒3中，所述封堵装置4用于将上搅拌筒和下气化筒3进行连通或断开，在进行搅拌时所述封堵装置4进行关闭，上搅拌筒2对混合生物质进行搅拌，当完成加班后封堵装置4开启，上搅拌筒2中的混合生物质落到下气化筒3中进行混合生物质气化；所述下气化筒3内设有多个倾斜的导流叶片26，可以增大混合生物质的接触面积，提高加热的效率。
所述外筒1与下气化筒3的上部通过分隔板5将外筒1内分隔从上到下分隔为催化环形腔8和裂解环形腔9，所述裂解环形腔9与催化环形腔8通过镶嵌在分隔板5上压力阀6连通；所述下气化筒3与裂解环形腔9通过设在下气化筒3上的焦化气出口27连通；所述裂解环形腔9用于对混合生物质气化产生的焦气进行裂变，裂变后的焦气进入到催化环形腔8中进行催化，实现制氢的过程；裂解环形腔9与催化环形腔8通过压力阀6进行连通，在裂解环形腔9中的焦气不断增加时，裂解环形腔9内的气压不断增加，当裂解环形腔9内的气压大于压力阀设定的压力时，该压力阀打开，裂解环形腔9中的焦气通过压力阀进入到催化环形腔8中进行催化反应；
所述下气化筒3的上端穿过分隔板5与上搅拌筒2的底部活动连接，具体的是所述下气化筒3上端的端面上设有环形凹槽，所述上搅拌筒2的下端面设有与该环形凹槽配合的环形凸起，保证下气化筒3能够相对上搅拌筒2进行转动，所述下气化筒3的下端穿过外筒1的底部向下延伸，且所述上气化筒3的上下两端分别与分隔板5和外筒1的底部通过轴承活动连接；
所述外筒1的底部设有转动电机13，该转动电机13的转轴上固定连接有驱动齿轮14，该驱动齿轮14与设在下气化筒3的下端的周向面上固定套设有从动齿轮15啮合。具体的是所述转动电机13带动所述驱动齿轮14进行转动，所述驱动齿轮14带动从动齿轮15进行转动，该从动齿轮带动所述下气化筒3进行转动，保证下气化筒3进行气化时，下气化筒3内的混合生物质能够进行充分的加热气化；
所述裂解环形腔9内设有多根电加热棒10，该多根加热棒10相互并联，能够保证进行充分的加热，该电加热棒10与设在下气化筒3外设有的导热筒12外缠绕的加热线圈11连接；该电加热棒10和加热线圈11能够对裂解环形腔9中的焦气进行高温加热，同时在加热的过程中，裂解环形腔9中的热量通过导热筒12导入到下气化筒3中对下气化筒3内的混合生物质进行加热焦化形成焦化气，在所述下气化筒3外设有的导热筒12可以导热并且不会影响到下气化筒3在进行加热时转动；
所述催化环形腔8内设有催化剂承载板23，该催化剂承载板23上承载有用于对裂解后的焦化气进行催化反应的催化剂24，所述催化剂24上方的外筒1设有气体出口25；所述催化剂承载板23上设有气孔，保证经过裂变后的气体能够穿过催化剂24进行催化；
所述上搅拌筒2内设有一搅拌轴17，该搅拌轴17的上端延伸到外筒1外与外筒1外设有的搅拌电机18固定连接，所述搅拌电机18安装在设在外筒1顶部用于提升搅拌电机18进行上下移动的提升装置，位于搅拌筒2内的搅拌轴17上固定连接有多个搅拌叶组件16；所述提升装置将搅拌轴17与封堵装置4进行连接或分开，控制封堵装置4开启或关闭；
所述提升装置包括固定设在外筒1顶部的固定支架20，所述固定支架20内设有用于固定安装搅拌电机18的固定安装板19，所述固定安装板19两端设有的滑块22与固定支架20内侧设有的滑轨活动连接，所述固定安装板19与外筒1的顶部通过提升电缸21固定连接。在进行搅拌时，所述提升电缸21带动固定安装板19进行上升，带动所述搅拌电机18上升，此时所述搅拌轴17与封堵装置分开，封堵装置处于关闭状态，搅拌电机18带动搅拌叶组件对加入到上搅拌筒中的混合生物质进行切割搅拌，当完成搅拌后所述提升电缸21带动搅拌电机下降，搅拌轴与封堵装置连接，搅拌电机带动搅拌轴进行转动，开启封堵装置，搅拌后的混合生物质通过封堵装置进入到下气化筒中；
如图6所示，所述搅拌叶组件16包括固定连接在搅拌轴17上且与该搅拌轴17垂直连接的分支搅拌轴1601，所述分支搅拌轴1601交叉设有多根与该分支搅拌轴1601垂直的连接搅拌轴1602，每一连接搅拌轴1602上固定设有切割叶片1603和搅拌叶片1604，且所述的切割叶片1603和搅拌叶片1604间隔分布。设有的搅拌叶片能够进行充分的搅拌，同时设有的切割叶片能够在搅拌时对混合生物质进行切割，同时降低搅拌所需要的动力。
在所述下气化筒3底部设有漏料装置7，该漏料装置7能够将气化后燃烧灰排出下气化筒3外，具体如图4和图5所示该漏料装置7包括固定连接在下气化筒3下部内壁的环形圆板701，所述环形圆板701内设有相互对称的第一半圆分隔板702和第二半圆分隔板703，所述第一半圆分隔板702和第二半圆分隔板703的周向面与环形圆板701的圆环通过多个压缩弹簧704连接，所述第一半圆分隔板702和第二半圆分隔板703合并的端部设有导向凹槽705。在将气化后的灰排出时，通过导向凹槽705开启所述第一半圆分隔板702和第二半圆分隔板703，第一半圆分隔板702和第二半圆分隔板703分开对燃烧灰进行排出，当完成排灰后，第一半圆分隔板702和第二半圆分隔板703自动关闭，从新进行气化作用；
在所述外筒1的下部设有安装底座28，所述安装底座28与外筒1的周向面通过支撑杆固定连接，所述安装底座28的上方通过螺旋输送装置30，该螺旋输送装置30与安装底座28通过电动伸缩缸29固定连接，当完成加热气化后，所述电动伸缩缸29带动螺旋输送装置30上行，螺旋输送装置30的进料口插入到导向凹槽705中，下气化筒3与螺旋输送装置30的进料口连通，将下气化筒3中加热气化后的灰排出。
如图7所述螺旋输送装置30包括输送筒3001，设在该输送筒3001一侧设有与该输送筒3001垂直连通的输送入口筒3002，所述输送筒3001内设有传输轴3003，该输送轴3003的端部与输送筒3001一侧的输送电机3005固定连接，所述输送轴3003上固定连接有输送螺旋叶片3004。
具体在工作时，需要进行制氢的混合生物质进入到上搅拌筒2中，所述搅拌电机带动所述搅拌叶片组件16对混合生物质进行搅拌切割，当完成搅拌后；所述提升装置带动搅拌电机18下行，搅拌电机18下行时，所述搅拌轴17的底部与封堵装置4连接，所述搅拌电机18带动搅拌轴17进行转动，打开封堵装置4，经过搅拌后的混合生物质通过封堵装置4进入到下气化筒3中，此时裂解环形腔9中的加热棒产生的热量导入到下气化筒3中，对下气化筒3中的混合生物质进行加热焦化，加热气化后产生的焦气进入到裂解环形腔9中进行进一步的加热裂化，裂解环形腔9中焦气的压力不断增大，当裂解环形腔9中的气压大于压力阀6设定的压力值时，压力阀6开启，裂解环形腔9中的焦气进入到催化环形腔8中进行催化裂解，催化后形成的氢气排出实现制氢的目的，采用一个设备完成整个制氢的过程中，节省了制氢的占地面积，节约了资源，降低了成本，提高了制氢的效率，同时有效的利用的资源。
实施例2
在实施例1的基础上，为了保证封堵装置4能够在不同的工作状态下将上搅拌筒和下气化筒进行连通或隔断，如图2和图3所述封堵装置4包括固定设在上搅拌筒2的圆形固定隔板401，穿过圆形固定隔板401的多个下料孔404，所述圆形固定隔板401内设有圆形封堵板腔402，所述封堵板腔402内设有圆形封堵板403，所述圆形封堵板403上设有多个连通孔405，所述圆形封堵板403的中心位置固定连接有转动圆柱406，该转动圆柱406的上端延伸到圆形固定隔板401上部并向上延伸，所述转动圆柱406的顶部设有向转动圆柱406内延伸的圆孔407，所述圆孔407的底部设有多边形连接孔408；所述搅拌轴17的底部固定连接有与多边形连接孔408配合的多边形凸起1701；
在上搅拌筒2中的混合生物质进行搅拌时，所述圆形封堵板403将圆形固定隔板401上设有的下料孔404进行封堵，当完成搅拌后，所述提升装置带动搅拌电机18下行，搅拌轴17下方的多边形凸起1701插入到多边形连接孔408中，此时所述搅拌电机18带动圆形封堵板403进行转动，圆形封堵板403上的连通孔405将圆形封堵板腔402上下两端的下料孔404连通，上搅拌筒2中搅拌后的物料通过连通后的下料孔404进入到下气化筒3，完成下料后，所述搅拌电机18通过搅拌轴17带动圆形封堵板403，连通孔405与下料孔404错开，完成下料孔404的封堵，提升装置带动搅拌轴17进行上行，多边形凸起1701与多边形连接孔408分开，搅拌电机18带动搅拌叶组件16对上搅拌筒2中的混合生物质进行搅拌。有效的实现了上搅拌筒与下气化筒直接进行连通或关闭的目的，并且通过搅拌轴进行开启或关闭，无需人力开启，实现全自动化，降低了风险，提高了效率。
以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
