CN101730733B - 生物炭生产设备及其控制方法和用于生产生物炭的工艺 - Google Patents
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Abstract
实现高效批量生产生物炭的生物炭生产设备；控制生物炭生产设备的方法；用于制造生物炭的工艺。设备包括水平管状反应容器(10)，容器在其一端侧设有用于已粉碎生物质的供应部分(11)，在其另一端侧设有排出部分(12)。在供应部分侧设有挤压活塞(6)，活塞能在反应容器的内部沿着纵向方向往复移动并能对容器内的已粉碎生物质进行加压；预设温度范围和压力范围，用于引发包含于已粉碎生物质内的木质素和半纤维素的热解或热固化反应，反应容器(10)设有用于在以上温度范围内的温度对已粉碎生物质进行加热的热反应区域(13)并设有冷却区域(14)。通过挤压活塞(6)，不仅传送已粉碎生物质以在每个区域内停留给定时段，还对容器内的已粉碎生物质加压从而落入以上压力范围内。
Description
技术领域
本发明总体涉及将生物质用作原料来生产生物炭的领域，且具体涉及一种生物炭生产设备、控制该生物炭生产设备的方法以及用于生产生物炭的工艺，本发明尤其能够实现工业性批量生产有效代替焦炭使用的生物炭。
背景技术
近年来，由于全球变暖，促进了CO2排放的减少。尤其是，在诸如电站锅炉之类的燃烧设备中，通常将化石燃料、例如煤和重油用作燃料。但是，从CO2排放的观点来看，这些化石燃料是全球变暖的起因，因此，为保护全球环境，将更严格地限制化石燃料的使用。同样，从化石燃料排放的观点来看，存在开发替代能源并将该能源投入实际使用的需要。
现在正在尝试促进使用生物质代替煤焦炭的应用。在此发明中，生物质是通过光合作用而转化来的有机物质，例如木质物质、草木、农作物以及厨房废弃物。通过处理用于燃料的这种生物质，使得能够将生物质用作能源或工业原料。
可通过将生物质干燥为燃料或通过将生物质加压成燃料颗粒，或者通过碳化或干馏来将生物质转变成燃料。但是，在干燥方法中，已干燥生物质中的空气比保持得很大，且表观比重小，因此，使得难以运输或储存燃料。这种形式的燃料对于长途运输或储存不是很有效。
专利参考文献1(日本公布S61-27435)公开了将生物质转换成燃料芯块的方法。该方法包括将已粉碎的纤维颗粒的含水量调节为按重量计的大约16%到大约28%，并在模具中压缩材料，以将材料干燥成燃料芯块。
专利参考文献2(JP2003-206490A)中公开了干馏的方法。根据此方法，在乏氧环境中在200℃至500℃，优选250℃至400℃的温度下加热生物质，由此生产生物质的炭化致密燃料的前身。
但是，根据专利参考文献1中所公开的方法，生物质被压缩成芯体。在颗粒中仍然存在空隙，这使得空气(氧气)在颗粒中散布，并缩短燃烧时间，且在已粉碎生物质之间不存在粘结，从而使得颗粒硬度不够。
此外，根据专利参考文献2及其他参考文献中所公开的干馏方法，已处理的生物质比未处理的生物质价值更高，但较之煤焦炭，表观比重仍然很小，且热值很低。同样，硬度较之煤焦炭更低，这将不能替代煤焦炭。
发明内容
已针对如上所述的这些问题做出本发明，本发明的目的是提供一种生物炭生产设备、控制该生物炭生产设备的方法以及用于生产生物炭的工艺，本发明有效实现批量生产生物炭。
现今，作为煤焦炭的替代物，近年来正在研究生物炭。通过将生物质源保持在压缩状态和加热状态下某个时间段且冷却材料来生产生物炭。在引发已粉碎生物质的半纤维素热分解或热硬化的范围内设置已粉碎生物质的压缩和加热条件。这样，建立了反应机制，并生产具备高硬度和高热值的生物炭。
利用上述条件下的反应机制，作为已粉碎生物质的纤维成分的半纤维素被热分解且呈现出粘着效果，并且来自已粉碎生物质的过热蒸汽引发木质素在保持其结构的低温下反应，这与固结效果共同作用，借此生产具备高硬度和高热值的生物炭。由于在包含于木质素等内的酚类高分子间引发反应激活点，因此，热硬化反应进一步进行。
图5是对生物炭的物理特性与其他燃料的物理特性进行比较的图表。该图表所示的值由试验获得，因此，将不会限制本发明。
如该表所示，生物炭表观比重的物理值为1.2到1.38，最大压缩强度为60到200MPa，且热值为18到23MJ/kg，这显现出生物炭在硬度和易燃性方面的性能更加优越，而在与表观比重为0.4到0.6、最大压缩强度为30MPa、且热值为17MJ/kg的未处理木质生物质的物理值相比时，能理解的是，生物炭比木质生物质在硬度和易燃性方面的性能好得多。煤焦炭物理性值的表观比重为1.85、最大压缩强度为15，而热值为29MJ/kg，但生物炭仍然显现出易燃性和硬度方面的优越性能。
因此，生物炭不仅是煤焦炭的有效替代品，而且生物炭作为材料的利用价值也很高。
但是，生物炭仍然处于试验阶段，且实际上反应容器由人工装满粉碎的生物质，且利用一个反应容器进行连续生产。
本发明提出了一种生物炭生产设备，用于通过在加热已粉碎生物质的同时对所述已粉碎生物质进行压成形来生产生物炭，其中所述已粉碎生物质的含水量被调节为一定比率，所述设备包括：
水平的管状反应容器，所述管状反应容器具有位于其一端侧上用于已粉碎生物质的供应部分以及位于其另一端侧上用于生物炭的排出部分；以及
挤出装置，所述挤出装置设置在所述供应部分侧上，所述挤出装置能在所述反应容器的内部沿着纵向方向往复移动，并能对所述反应容器内的所述已粉碎生物质进行加压，
其中预设用于引发包含于所述已粉碎生物质内的半纤维素的热解以及木质素的热固化反应的温度范围和压力范围；并且
所述反应容器设有用于在所述温度范围内的温度下加热所述已粉碎生物质的热反应区域、用于冷却已加热的已粉碎生物质的冷却区域、和直径被压力调节装置调节的压力调节区域，所述热反应区域、所述冷却区域和所述压力调节区域以此顺序位于所述供应部分侧和所述排出部分侧之间；并且
所述挤出装置传送所述已粉碎生物质，以使所述已粉碎生物质在所述热反应区域和所述冷却区域中的各区域内滞留给定时段，并且在由所述挤出装置对所述已粉碎生物质进行加压的同时，通过调节所述压力调节区域的直径，所述挤出装置对所述反应容器内的所述已粉碎生物质进行加压，以使所述已粉碎生物质落入所述压力范围内。
根据本发明，能够有效生产可用作煤焦炭替代品的生物炭。确切地说，能够在通过挤出装置在容器内推动已粉碎生物质的同时连续处理已粉碎生物质来大量地工业性生产生物炭。
根据实施例，能进行长生物炭的生产，由此，能容易地调节生物炭产品的长度/尺寸，并能有效地将其应用于其他种类的已粉碎生物质。
根据本发明，所述压力调节区域具有加压机构，所述加压机构包括所述压力调节装置并且构造成使得反应容器由半圆筒形的上管和半圆筒形的下管组成，并且所述上管和所述下管能够在高度方向上相对滑动地嵌合，由此调节所述直径，并且所述上管和所述下管中的至少一根管由铰链可滑动地支承，可移动的管连接至所述压力调节装置，所述压力调节装置使得可滑动的一根管朝着另一管移动，从而对所述反应容器内的已粉碎生物质进行加压。
此外，生物炭生产设备中的压力调节区域设置在冷却区域的下游，压力调节区域包括压力调节装置，用于从外周向容器内的已粉碎生物质施加压力，并且挤出装置从容器内的供应部分侧对已粉碎生物质进行加压，而且压力调节装置调节向已粉碎生物质施加的压力，从而将已粉碎生物质保持在所述压力范围内。
利用该构造，可容易地将容器内的已粉碎生物质可靠地保持在所要求的压力范围内。
生物炭生产设备的特征还在于，挤出装置构造成使得已粉碎生物质暂时留在热反应区域和冷却区域内。
通过构造成使已粉碎生物质在各处理区域处停止和保持一定时段，可缩短反应容器的长度，借此实现更小的设备，并节省更多的空间。
此外，本发明提出了一种控制该生物炭生产设备的方法，包括：
用于将所述已粉碎生物质供应到所述供应部分的供应装置；
用于控制所述供应装置的驱动的供应驱动装置；以及
用于控制所述挤出装置的驱动的挤出驱动装置；
其中所述供应驱动装置只有在供应所述已粉碎生物质时才运行，而所述挤出驱动装置在所述已粉碎生物质被传送到所述热反应区域和所述冷却区域中的各区域时运行，且一旦所述已粉碎生物质到达所述热反应区域和所述冷却区域中的各区域时所述挤出驱动装置就停止，从而所述已粉碎生物质留在所述热反应区域和所述冷却区域中的上述各区域内被加压。
利用该方法，能实现已粉碎生物质的供应以及加压和传送的有效性能。
本发明还提出了一种用于通过在反应容器内加热已粉碎生物质的同时对所述已粉碎生物质进行压成形来使用根据如上所述的生物炭生产设备生产生物炭的工艺，所述已粉碎生物质的含水量被调节为预定比率，
其中预设用于引发包含于所述已粉碎生物质内的半纤维素的热解以及木质素的热固化反应的温度范围和压力范围；
所述工艺包括如下步骤：
通过所述挤出装置来传送供应到所述反应容器的供应部分的所述已粉碎生物质；
在由所述挤出装置对所述已粉碎生物质进行加压的同时，通过调节所述压力调节区域的直径，将所述反应容器内的所述已粉碎生物质加压为处于所述压力范围内；
将所述已加压已粉碎生物质加热为处于所述温度范围内；以及
冷却所述已加热已粉碎生物质，
通过所述挤出装置控制所述已粉碎生物质的传送，从而确保所述已粉碎生物质在各步骤中停留的时间。
用于生产生物炭的工艺还包括如下步骤：
在冷却步骤之后，从反应容器的外周调节施加于已粉碎生物质的压力，
其中除了由挤出装置从容器内的供应部分侧施加的压力之外，通过在调节压力的步骤中调节压力，将已粉碎生物质保持在所述压力范围内。
用于生产生物炭的工艺的特征还在于，已粉碎生物质停留预定时段，以经历加热步骤和冷却步骤，然后将已粉碎生物质传送至下面是步骤。
根据如上所述的实施例，通过挤出装置来推动已粉碎生物质并连续地对其进行处理，能够有效地生产具备高硬度和高热值且能用作煤焦炭替代品的生物炭。
此外，在实施例中，生产了长的生物炭，这使得能调节生物炭产品的尺寸。由于可自由调节每个区域内的保留时间，因此，能将其容易地应用于不同种类的已粉碎生物质。
此外，通过在每个处理区域(步骤)内临时停止已粉碎生物质的传送且保持已粉碎生物质一定时段，能够缩短反应容器的长度，由此使得装置更小并节省空间。
最后，通过以时间间隔运行挤出驱动装置和供应驱动装置，能有效地进行已粉碎生物质的供应以及已粉碎生物质的加压与传送。
附图说明
图1是本发明生物炭生产设备的结构图。
图2是本发明的热反应区域和冷却区域的示例的示意图。
图3是本发明的压力调节区域的剖面图。
图4示出了每个马达的运动定时。
图5是比较生物炭的物理特性的图表。
具体实施方式
现在参照附图详述描述本发明的优选实施例。但是应指出，除非特别说明，只应将实施例中的组成部件的尺寸、材料、相对位置等解释为说明性的，而非限制本发明的范围。
图1是本发明生物炭生产设备的结构图。图2是本发明的热反应区域和冷却区域的示例的示意图。图3是本发明的压力调节区域的剖面图。图4示出了每个马达的运动定时。
在本发明中，此发明中用作用于生物炭的原料的生物质是作为由光合作用产生的有机物的生物质。该生物质可以是木质物质、草木、农作物、农业物质、厨房废弃物等。例如，生物质的示例包括废木材、薄木材、修剪的树枝、植物、农业废弃物以及诸如咖啡渣和用过的茶渣的厨房垃圾。
在此发明中，生物质为通过阳光下利用从根部分吸收的水分以及空气中的二氧化碳进行光合作用而转化的各种生物质，这些生物质形成诸如糖类、纤维素和木质素的有机物。
[实施例]
在实施例中，不仅调节生物质的含水量，而且将生物质进行预处理，以粉碎成预定粒径或更小粒径，从而将已粉碎生物质用作原料。将已粉碎生物质在预定的压力和热量条件下加压和加热，然后在该条件下保持一定时间段，本发明的生物炭生产设备通过冷却所述已粉碎生物质来生产生物炭。在引发包含于已粉碎生物质内的半纤维素和木质素热解或热固化反应的范围内设定用于加压和加热的上述条件。具体而言，在引发包含于已粉碎生物质内的半纤维素和木质素热解或热固化反应的范围内设定压力和温度。
参照图1来说明该实施例的生物炭生产设备的整体结构。
生物炭生产设备主要由供应装置和反应容器10组成，该供应装置用于供应定量已粉碎生物质，该反应容器10用于通过引发所供应的已粉碎生物质的上述反应来生产生物炭。
此外，本实施例的附图中未示出，但优选的是还在供应装置的上游设置预处理装置和粉碎装置，该预处理装置用于将含水量调节为预定的含水量并将生物质材料粉碎为预定的粒径或更小的粒径，该粉碎装置用于将所产生的粗粒生物炭粉碎为期望的粒径。
用于供应已粉碎生物质的上述供应装置包括：漏斗1，已粉碎生物质被供应到该漏斗；螺旋给料器2，用于从漏斗1供应定量已粉碎生物质；供应马达M1，用于控制螺旋给料器2的供应量；螺旋给料器4，用于将供应自螺旋给料器2的已粉碎生物质供给到反应容器10内；以及马达M2，用于控制从螺旋给料器4推入的已粉碎生物质的量。
螺旋给料器2和4为众所周知的螺旋给料器，其螺旋叶在圆筒形外壳内旋转以传送材料，且通过控制连接至各螺旋给料器的马达M1和M2的螺旋叶的旋转来调节已粉碎生物质的传送量。
反应容器10为水平的管状容器，其一端上具有用于已粉碎生物质的供应部分11，而另一端上具有用于排出反应容器内生产的生物炭的排出部分12。用于已粉碎生物质的供应装置连接至该容器的供应部分。
此外，在供应部分11的侧面上设有挤压活塞6，该挤压活塞能够在反应容器10的纵向方向上在反应容器10的中空部内往复移动，这将朝着排出部分12将压力施加给容器内的已粉碎生物质，并传送已粉碎生物质以及对其进行加压。包括液压缸7和挤压马达M3的活塞传动单元连接至挤压活塞6。挤压马达M3基于容器中已粉碎生物质的传送速度进行扭矩控制。
另外，在挤出马达M3的背面上设有测力传感器9，用于检测挤压活塞6从已粉碎生物质接收的反作用力。
从关于传送已粉碎生物质的方向的上游开始，反应容器10具有热反应区域13、冷却区域14以及压力调节区域15。
在热反应区域13中，存在加热装置，用于将容器内的已粉碎生物质加热至上述温度范围。该加热装置包括通过加热介质加热、通过蒸汽加热、通过高压热水加热、通过感应加热器加热等。图1所示的加热装置的组分是由感应加热器21所给出的热量。配置了检测热反应区域13的温度的温度传感器23，且控制供应至感应加热器21的电流量，由此调节加热温度。
在冷却区域14中，具有用于冷却已加热已粉碎生物质的冷却装置。该冷却装置包括通过冷媒、空气冷却以及水冷等进行冷却。该冷却装置优选能将容器内的已处理材料冷却至低于80℃，理想是低于40℃。图1所示的冷却装置通过空气冷却装置25进行冷却。
举例来说，在图2中，相应地通过热反应区域13内的热媒和冷却区域14内的冷媒进行加热和冷却。
热反应区域13的外周由护套覆盖，且热媒通道131设置在该护套内。加热管路135连接至热媒通道131的入口和出口。用于将热媒加热至预定温度的加热装置设置在加热管路135上。加热装置不限于但可以是如附图中所示的热媒槽136以及设置在槽136内的感应加热器137。在这种情况下，温度传感器检测热媒槽136内的温度，且控制感应加热器137的电流，由此调节热媒的温度。
以类似的方式，冷却区域14的外周由护套覆盖，且冷媒通道141设置在该护套内。冷却管路145连接至冷媒通道141的入口和出口。诸如热交换器146之类的冷却装置设置在冷却管路145上。
压力调节区域15具有加压机构，该加压机构包括压力调节装置27，用于从反应容器10的外周朝着容器内的已处理产品施压。加压机构构造成使得反应容器10由半圆筒形的上管16a和半圆筒形的下管16b组成，且半圆筒形管16a和16b可在高度方向上相对滑动地嵌合，并能自由调节直径。至少一个半圆筒形管由铰链17可滑动地支承，且可移动的半圆筒形管连接至压力调节装置27、例如液压传动装置。此外，压力调节装置27使得可滑动的半圆筒形管朝着另一管移动，从而对容器内的已粉碎生物质进行施压。使得半圆筒形管16a和16b均可滑动也是适宜的。
在压力调节区域15内，调节针对反应容器10内的已粉碎生物质的压力。具体而言，反应容器10内的压力由位于供应侧的挤压活塞6施加的压力以及由位于排出侧的压力调节装置27调节的压力决定。因此，测力传感器9检测由挤压活塞6从已粉碎生物质接收到的反作用力，且基于所检测的压力来控制压力调节装置27，由此调节容器内的压力。在这种情况下，优选的是，基于测力传感器9所检测的检测压力与施加给已粉碎生物质的压力之间的关系来预设测力传感器侧的已粉碎生物质的上述压力范围的所需压力，并控制压力调节装置27，以调节排出侧处的压力，从而符合所要求的压力范围。
反应容器10内所生产的生物炭从排出部分12排出。在排出部分12的下游，优选设有切割装置29，用于切割所排出的生物炭。
图4示出了每个马达的运动定时。图4中，(a)为示出反应容器运行的时间图，(b)为示出供应马达M1和挤出马达M2运行的时间图，而(c)为示出挤出马达M3运行的时间图。
在图4中，当供应已粉碎生物质时，供应马达M1运行成通过螺旋给料器2传送已粉碎生物质，而挤出马达M2运行成通过螺旋给料器4将已粉碎生物质供应到反应容器10内。在此运行期间，挤出马达M3停止，挤压活塞6也停止。
一旦将预定量的已粉碎生物质供给到反应容器10内，供应马达M1和挤出马达M2便停止，而挤出马达M3运行。然后，由连接至挤出马达M3的挤压活塞6将已粉碎生物质传送至热反应区域13，挤出马达M3随后停止。在此运行期间，供应马达M1和挤出马达M2停止。当已粉碎生物质保持在热反应区域13的预定压力范围内时，已粉碎生物质由加热装置加热至预定温度范围并保持一定时段，然后通过运行挤出马达M3返回到起始位置(供应部分11的上游)。
此外，在通过运行供应马达M1和挤出马达M2将已粉碎生物质供应到反应容器10内之后，运行挤出马达M3，并将已粉碎生物质传送到热反应区域13，且反复加压处理和保持处理。在此运行期间，将前期运行中供应的已粉碎生物质传送至冷却区域14。
下面说明具有上述构造的生物炭生产设备的机制，包括生物炭生产设备的操作方法。同时，此处所描述的值，例如温度、压力、含水量和尺寸优选为用于装置的参考值，而不应是唯一的。
首先，为了将已粉碎生物质预处理为原料，通过将生物质干燥为5%到10%的含水率来进行水分调节，并将已干燥生物质的粒度粉碎成小于3mm，优选小于0.1mm。此外，根据生物质的种类，可在干燥和粉碎步骤之后进行生物质的湿度调节。通过这样做，在反应容器10装满已粉碎生物质时，能够改善反应容器10内的密度并均匀地装满反应容器。由此，在加热成形过程中增强已粉碎生物质微粒之间的接触，从而提高成形产品的硬度。
将已粉碎生物质供给到粉碎漏斗1中。由螺旋给料器2和4将储存在漏斗1内的已粉碎生物质适量供给到反应容器10。
挤压活塞6将供应到反应容器10内的已粉碎生物质传送至热反应区域13。压力调节装置27调节热反应区域13内的已粉碎生物质的压力，并将压力保持在8至25MPa的范围内。在热反应区域13内，已粉碎生物质在加热时由加热装置加热至115℃到230℃，并保持一定时段。根据反应容器的直径来设定保持时间。例如，对于直径为50mm的容器，保持时间为10到20分钟，而对于直径为150mm的容器，保持时间为30到60分钟。
通过在上述条件下进行反应，作为已粉碎生物质的成分的半纤维素被热解而显现出粘着效果，并且在反应容器内出现的过热蒸汽引发木质素在保持其构架并与固结效果相互作用时在低温下反应，由此生产具备高硬度和高热值的生物炭。热固化反应通过引发木质素等内包含的酚类高分子间的反应激活点而进行。
随后，将容器内的己处理材料从热反应区域13传送至冷却区域14，并通过冷却装置在冷却区域14内将其冷却至低于80℃，优选低于40℃。此外，如果在高于上述温度的温度下取出生物炭，则半纤维素的粘着效果降低。因此，必须在排出生物炭之前对其进行冷却。
在冷却之后，经由压力调节区域15从排出部分12排出所生产的生物炭。通过切割机(切割装置)29以预定长度切割从排出部分12排出的生物炭，并作为生物炭成品进行搬运。
此外，在实施例中，可通过以下方式生产生物炭，通过挤压活塞6在步骤中连续传送材料以执行这些步骤，或者通过在每个步骤停止传送以执行该步骤且一旦该步骤结束便再次传送，以此重复来经历这些步骤。
在连续传送材料的情况下，容器应当足够长，从而确保在如上所述每个步骤中的保持时间。
另一方面，在停止和传送材料的情况下，检测容器内的已粉碎生物质的位置，并将其保持在该位置一定时段，然后进行传送。在这种情况下，可通过测量挤压活塞的冲程长度或通过位置传感装置来实现材料位置的检测。
利用本发明的生物炭生产设备及其方法，能够有效地生产具备高硬度和高热值且能被用作煤焦炭替代品的生物炭。此外，根据实施例生产的生物炭能用作用于铸制或炼铁的化铁炉或高炉中的热源、还原剂等，并能用作诸如电站锅炉燃料之类的燃料以及熟石灰，而且还能用作使用高压缩强度生物炭的材料。
根据实施例，通过在挤压活塞6推动已粉碎生物质时连续处理已粉碎生物质，能够工业性批量生产生物炭。
此外，根据实施例，能生产长生物炭，且能够调节生物炭产品的尺寸。由于热反应区域13和冷却区域14分开设置，因此，需要单独的加热装置或冷却装置，从而使得装置结构更简单。此外，各区域内的保留时间可自由调节，并且能容易地应用于不同种类的已粉碎生物质。
在各处理区域处停止和保留已粉碎生物质的情况下，反应容器10的长度可被缩短，由此实现更小的设备，并节省更多的空间。
最后，在已粉碎生物质被连续传送时对其进行处理的情况下，能提高生物炭的产量。
工业实用性
通过利用实施例的生物炭生产设备，能够有效生产具备高硬度和高热值且能用作煤焦炭替代品的生物炭。根据实施例生产的生物炭能用作用于铸造或炼铁的化铁炉或高炉的热源、还原剂等，并能用作诸如电站锅炉燃料之类的燃料以及熟石灰，而且还能用作使用高压缩强度生物炭的材料。
Claims (7)
1.一种生物炭生产设备，用于通过在加热已粉碎生物质的同时对所述已粉碎生物质进行压成形来生产生物炭，其中所述已粉碎生物质的含水量被调节为一定比率，所述设备包括：
水平的管状反应容器，所述管状反应容器具有位于其一端侧上用于已粉碎生物质的供应部分以及位于其另一端侧上用于生物炭的排出部分；以及
挤出装置，所述挤出装置设置在所述供应部分侧上，所述挤出装置能在所述反应容器的内部沿着纵向方向往复移动，并能对所述反应容器内的所述已粉碎生物质进行加压，
其中预设用于引发包含于所述已粉碎生物质内的半纤维素的热解以及木质素的热固化反应的温度范围和压力范围；并且
所述反应容器设有用于在所述温度范围内的温度下加热所述已粉碎生物质的热反应区域、用于冷却已加热的已粉碎生物质的冷却区域、和直径被压力调节装置调节的压力调节区域，所述热反应区域、所述冷却区域和所述压力调节区域以此顺序位于所述供应部分侧和所述排出部分侧之间；并且
所述挤出装置传送所述已粉碎生物质，以使所述已粉碎生物质在所述热反应区域和所述冷却区域中的各区域内滞留给定时段，并且在由所述挤出装置对所述已粉碎生物质进行加压的同时，通过调节所述压力调节区域的直径，所述挤出装置对所述反应容器内的所述已粉碎生物质进行加压，以使所述已粉碎生物质落入所述压力范围内。
2.根据权利要求1所述的生物炭生产设备，其中所述压力调节区域具有加压机构，所述加压机构包括所述压力调节装置并且构造成使得所述反应容器由半圆筒形的上管和半圆筒形的下管组成，并且所述上管和所述下管能够在高度方向上相对滑动地嵌合，由此调节所述直径，并且
所述上管和所述下管中的至少一根管由铰链可滑动地支承，可移动的管连接至所述压力调节装置，所述压力调节装置使得可滑动的一根管朝着另一管移动，从而对所述反应容器内的已粉碎生物质进行加压。
3.根据权利要求1或2所述的生物炭生产设备，其中所述挤出装置构造成使得所述已粉碎生物质暂时留在所述热反应区域和冷却区域内。
4.一种控制根据权利要求1所述的生物炭生产设备的方法，包括：
用于将所述已粉碎生物质供应到所述供应部分的供应装置；
用于控制所述供应装置的驱动的供应驱动装置；以及
用于控制所述挤出装置的驱动的挤出驱动装置；
其中所述供应驱动装置只有在供应所述已粉碎生物质时才运行，而所述挤出驱动装置在所述已粉碎生物质被传送到所述热反应区域和所述冷却区域中的各区域时运行，且一旦所述已粉碎生物质到达所述热反应区域和所述冷却区域中的各区域时所述挤出驱动装置就停止，从而所述已粉碎生物质留在所述热反应区域和所述冷却区域中的上述各区域内被加压。
5.一种用于通过在反应容器内加热已粉碎生物质的同时对所述已粉碎生物质进行压成形来使用根据权利要求1所述的生物炭生产设备生产生物炭的工艺，所述已粉碎生物质的含水量被调节为预定比率，
其中预设用于引发包含于所述已粉碎生物质内的半纤维素的热解以及木质素的热固化反应的温度范围和压力范围；
所述工艺包括如下步骤：
通过所述挤出装置来传送供应到所述反应容器的供应部分的所述已粉碎生物质；
在由所述挤出装置对所述已粉碎生物质进行加压的同时，通过调节压力调节区域的直径，将所述反应容器内的所述已粉碎生物质加压为处于所述压力范围内；
将所述已加压已粉碎生物质加热为处于所述温度范围内；以及
冷却所述已加热已粉碎生物质，
通过所述挤出装置控制所述已粉碎生物质的传送，从而确保所述已粉碎生物质在各步骤中停留的时间。
6.根据权利要求5所述的用于生产生物炭的工艺，其中所述压力调节区域具有加压机构，所述加压机构包括压力调节装置并且构造成使得反应容器由半圆筒形的上管和半圆筒形的下管组成，所述上管和所述下管中的至少一根管由铰链可滑动地支承，并且可移动的管连接至所述压力调节装置，所述工艺还包括如下步骤：
使得所述上管和所述下管在高度方向上相对滑动地嵌合，由此调节所述直径，并且通过所述压力调节装置使得可滑动的一根管朝着另一管移动，从而对所述反应容器内的已粉碎生物质进行加压。
7.根据权利要求5或6所述的用于生产生物炭的工艺，其中所述已粉碎生物质停留预定时段以经历所述加热步骤和所述冷却步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131016 Termination date: 20160418 |
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