CN102363729A - 秸秆炭化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种秸秆炭化炉，解决了现有炭化设备农作物中的水分及低链可燃组分没有排出进行利用的问题。本装置包括炭化室、为炭化室提供热量的燃烧器，其特征在于：所述炭化室中设有炭化绞龙，炭化绞龙具有一个进料口和一个出料口，炭化绞龙的绞龙壁上设有若干将可燃气体导出到炭化室外部的导气管。本发明在秸秆炭化时将可燃气体导出进行燃烧、产生热量对炭化室加热形成循环，提高了能量利用率，降低能耗；炭化炉的热风尾气作为物料输送气流对物料进行预热，节约能耗，降低了能量损失；采用多节段的炭化绞龙，提高了单位时间的炭化产量，对需要保持高温环境的炭化室空间进行充分利用，降低了单位产量的能耗。

Description

秸秆炭化炉
技术领域
本发明涉及一种炭化设备，特别涉及一种能提高能量利用效率的秸秆炭化炉。
技术背景
农作物秸秆是一种优良的生物质能源，而且每年都有很大的产量，以前由于对农作物秸秆的利用方式少，通常是堆叠在田地里直接焚烧，不仅浪费，而且污染环境。随着生物质能源的研究和开发，农作物秸秆作为优良的生物质能源，可以通过高温炭化，从而实现多种用途。目前的秸秆炭化设备一般是让秸秆处于高温环境下进行炭化，采用封闭的炉灶式，一次进料以后需要封闭炭化室进行炭化，炭化完成后再进行出料，无法持续工作，而且在出料和再次进料过程中，热量损失较大，经济性差，而且炭化过程中由于秸秆处于一个相对封闭的环境中，秸秆分解产生的可燃性气体无法利用，造成极大浪费。
中国专利局2010年6月2日公告的CN201495199U号专利，名称为稻壳炭化成套设备，该装置由：磁调速电机、燃烧器加料斗、燃烧器、炉体、炭化桶绞龙、炭化炉加料斗、上料绞龙、出料绞龙、燃烧器、外框架、喷火口连接管、风箱、进料绞龙、燃烧器除渣绞龙、燃烧器高压风机、电机、进料绞龙减速箱构成。磁调速电机与进料绞龙减速箱相连接，进料绞龙上安有燃烧器加料斗，燃烧器除渣绞龙与燃烧器相连接，燃烧器与炉体相连接，炭化桶绞龙安装在炉体内，出料绞龙与炭化桶绞龙相连接。该装置中稻壳依次通过上料绞龙、炭化绞龙、出料绞龙，在高温的炉内炭化，实现了生产过程的持续性，但炭化过程中稻壳内析出的水分没有排出，低链可燃性气体也没有被导出利用、造成浪费和环境污染，这些组分如不排出会阻塞绞龙，使进料不能通畅进行，同时会影响产品质量。
发明内容
本发明的目的在于解决现有炭化设备农作物中的水分及低链可燃组分没有排出进行利用的问题，提供一种高效利用炭化过程能量的秸秆炭化炉。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种秸秆炭化炉，包括炭化室、为炭化室提供热量的燃烧器，所述炭化室中设有炭化绞龙，炭化绞龙具有一个进料口和一个出料口，炭化绞龙的绞龙壁上设有若干将可燃气体导出到炭化室外部的导气管。燃烧器提供热量使炭化室内形成高温环境，经过粉碎的秸秆从进料口添加到炭化绞龙中，炭化绞龙将秸秆往出料口输送，输送过程中炭化绞龙中的秸秆处于一个高温、缺氧的环境中，秸秆在输送过程中完成炭化，同时在炭化过程中分解出的可燃性气体通过导气管输送到炭化室外部进行利用。炭化绞龙每隔一段就设置一个导气管连接点，使可燃性气体可以尽量导出，避免由于较长输送段没有导气造成阻塞。
作为优选，所述导气管外端与燃烧器相连，并在连接处的导气管上设有阀门。导气管导出的可燃性气体可以直接输送到燃烧器中进行燃烧，为炭化室提供热量，因为从导气管中导出的气体本身具有较高的热量，使加热—炭化—炭化分解的可燃气体燃烧进行加热形成循环，减少燃料的消耗，降低成本，减少污染。
作为优选，所述导气管外端连接有冷凝集液器，并在与冷凝集液器连接的导气管端设有阀门。当炭化炉达到所需的炭化温度后，炭化过程所释放的热量足以维持炭化的持续进行，利用冷凝集液器将导出气体中可凝性组分冷凝收集形成液体焦油，不凝性组分通过燃烧器进入下一个循环。收集到的液体焦油可以用于燃烧或者进一步提炼。
作为优选，所述秸秆炭化炉设有采用气流输送物料的送料管，送料管出口位于炭化绞龙进料口上方，输送管进口侧设有送料风机，所述炭化室具有进风口和出风口，炭化室进风口与燃烧器出风口连通，炭化室处风口与送料风机进风口连通。助燃风经过燃烧器后形成热风，对炭化室进行升温后如果直接排放，热风中的热量就会损失，助燃风吹出燃烧器后提供的热风进入炭化室，升高炭化室的温度，然后热风再从炭化室吹出并作为送料管的送料气流，在输送过程中可以对秸秆进行预热，达到更高的能量利用效率。
作为优选，所述送料管在进口处设置有秸秆粉碎机。整个秸秆炭化炉炭化过程中，秸秆不需要前期预加工，可以直接从送料管添加，然后经过粉碎、送料脱水、炭化形成产品。
作为优选，所述炭化绞龙分为若干绞龙节段，各绞龙节段上下设置，前一段绞龙节段的尾端和后一段绞龙节段的首端上下对齐、并通过连通管相连，炭化绞龙的进料口设置在第一段绞龙节段的首端，出料口设置在最后一段绞龙节段的尾端。炭化绞龙经过一个绞龙节段输送尾端后从连通管进入另一个绞龙节段的首端换方向输送，增加秸秆在炭化室内的输送距离，相同输送速度下增加物料的炭化时间，增加了单位时间的炭化产量，充分合理利用炭化室的空间，可以使炭化室布置更为紧凑，在相同的炭化产量下减少炭化室的内部空间，降低能耗。
作为优选，各绞龙节段之间螺旋输送片的间距逐渐减小，由于炭化过程中秸秆的分解和水分的蒸发，体积会缩小，螺旋输送片的间距逐渐减小可以使输送更为紧凑，有利于气体导出，和秸秆的炭化。
作为优选，炭化绞龙的螺旋输送片的根部可以设有连通螺旋输送片两侧的通气孔，以满足可燃性气体导出需要；进一步优选，靠近进料口的螺旋输送片采用不设置通气孔的完整螺旋输送片，减少可燃性气体从进料口溢出。
作为优选，同一绞龙节段的螺旋输送片间距沿输送方向逐渐减小。随输送过程秸秆分解和水分蒸发导致体积缩小，变间距的螺旋输送片可以使输送更为紧凑，有利于气体导出，和秸秆的炭化，提高炭化率。
作为另外的优选方案，前一绞龙节段的转速大于后一绞龙节段的转速。通过转速的控制使输送更为紧凑。
作为优选，相邻绞龙节段输送方向相反，在炭化炉内形成蛇形的炭化绞龙输送管道。
作为优选，所述炭化绞龙在炭化室内设置多组。
作为优选，炭化绞龙的进料口设置进料漏斗，进料漏斗的底端设有进料阀门。通过阀门控制进料速度。
本发明在秸秆炭化时将可燃气体导出进行燃烧、产生热量对炭化室加热形成循环，提高了能量利用率，降低能耗；炭化炉的热风尾气作为物料输送气流对物料进行预热，节约能耗，降低了能量损失；采用多节段的炭化绞龙，提高了单位时间的炭化产量，对需要保持高温环境的炭化室空间进行充分利用，降低了单位产量的能耗。
附图说明
图1是本发明一种结构示意图。
图2是本发明炭化室结构示意图。
图3是图2中A-A剖面结构示意图。
图中：1.加料斗，2.秸秆粉碎机，3.送料风机，4.送料管，5.热风管，6.进料漏斗，7.炭化绞龙，8.绞龙电机，9.炭化室，10.燃烧器，11.导气管，12.冷凝集液器，13.观察窗，14.上绞龙节段，15.下绞龙节段，16.连通管，17.出料口，18.炭化室出风口，19.燃烧器插接口。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例：一种秸秆炭化炉，如图1，图2所示。本装置包括一个炭化室9，炭化室9的右侧面设有燃烧器10，炭化室9内设有炭化绞龙7，炭化绞龙7包括上下设置、首尾串连的上绞龙节段14和下绞龙节段15，上绞龙节段14的首端和下绞龙节段15尾端伸出炭化室外并连接绞龙电机8，上绞龙节段14首端设有向上开口的进料口、下绞龙节段15尾端设有向下开口的出料口17，进料口处设有进料漏斗6。所需炭化的秸秆通过采用气流输送的送料管4送料，送料管4的进口设置在低处，进口处设有秸秆粉碎机2，秸秆粉碎机2上设有加料斗1，送料管4的进口处还设有送料风机3以产生送料的气流，送料管4的出口设置在进料漏斗6的上方并与进料漏斗6对齐。燃烧器10的出风端插接到炭化室9内，使燃烧器10助燃风产生的热风吹入炭化室9，使炭化室9形成高温环境，炭化室9的左侧顶部设有炭化室出风口18，炭化室出风口18与送料风机3的进风口通过热风管5相连，从炭化室出风口18排出的热风通过热风管5、送料风机3进入送料管作为送料气流，并利用热风残余的热量对秸秆进行预热。炭化绞龙7的绞龙壁上每隔一段距离设有一个导气管11接口，导气管11伸出炭化室9之外连通到燃烧器10，导气管11还具有一个连接冷凝集液器12的分叉，并在导气管11连接燃烧器10处、导气管连接冷凝集液器12处分别设有阀门，以选择将导出的可燃气体送入燃烧器燃烧或者送入冷凝集液器储存。
炭化室9内的结构如图2、图3所示，炭化室9内的炭化绞龙7包括上下平行设置的上绞龙节段14和下绞龙节段15，上绞龙节段14和下绞龙节段15输送方向相反，上绞龙节段14的尾端和下绞龙节段15首端通过连通管16相连，在上绞龙节段14的尾端超过连通管的一段设置反向的螺旋输送片，避免物料堆积；同样，在下绞龙节段15的尾端超过出料口的一段设置反向螺旋输送片，上绞龙节段14的螺旋输送片间距大于下绞龙节段15的螺旋输送片间距。如图3所示，炭化室9内设有两组并排的炭化绞龙7，在炭化室9的右侧壁中心设有连接燃烧器10的燃烧器插接口19。炭化绞龙7内的物料先在上绞龙节段14从左向右输送，再通过连通管16进入下绞龙节段15从右向左输送，输送距离大，物料在炭化室9中能保持较长炭化时间，单位时间炭化产量大。炭化绞龙7的进料口和出料口均位于炭化室9的左侧，与燃烧器10位于不同的侧面，避免了燃烧器对进出料的影响，进料口和出料口均设有阀门，以控制进料量和出料量。
本装置的秸秆炭化过程如下，点燃燃烧器，燃烧器的助燃风吹入到炭化室中形成热风，使炭化室迅速形成高温环境，将秸秆从加料斗加料，秸秆经过秸秆粉碎机粉碎，并通过送料管进入炭化绞龙，炭化室吹出的热风通过送料风机作为送料管的送料气流输送秸秆，并对秸秆进行预热。秸秆在炭化绞龙输送过程中处于高温、无氧环境下进行炭化，炭化过程中分解出的可燃气体和水汽通过导气管导出到炭化室外，重新送入燃烧器燃烧，或者输送到冷凝集液器储存。在炭化过程中，产生的可燃气体循环到燃烧器燃烧而不直接排放，并跳过了冷却储存过程，本身温度较高，因此能量利用率高，形成燃料循环，节约燃料；燃烧器产生的热风在对炭化室进行加热后不直接排放，而是作为送料气流对秸秆进行预热，形成热风循环。本装置炭化过程中具有很高的能量利用率，能耗低。

Claims (10)

1.一种秸秆炭化炉，包括炭化室、为炭化室提供热量的燃烧器，其特征在于：所述炭化室中设有炭化绞龙，炭化绞龙具有一个进料口和一个出料口，炭化绞龙的绞龙壁上设有若干将可燃气体导出到炭化室外部的导气管。
2.根据权利要求1所述的秸秆炭化炉，其特征在于：所述导气管外端与燃烧器相连，并在连接处的导气管上设有阀门。
3.根据权利要求1或2所述的秸秆炭化炉，其特征在于：所述导气管外端连接有冷凝集液器，并在与冷凝集液器连接的导气管端设有阀门。
4.根据权利要求1所述的秸秆炭化炉，其特征在于：所述秸秆炭化炉设有采用气流输送物料的送料管，送料管出口位于炭化绞龙进料口上方，输送管进口侧设有送料风机，所述炭化室具有进风口和出风口，炭化室进风口与燃烧器出风口连通，炭化室出风口与送料风机进风口连通。
5.根据权利要求4所述的秸秆炭化炉，其特征在于：所述送料管在进口处设置有秸秆粉碎机。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的秸秆炭化炉，其特征在于：所述炭化绞龙分为若干绞龙节段，各绞龙节段上下设置，前一段绞龙节段的尾端和后一段绞龙节段的首端上下对齐、并通过连通管相连，炭化绞龙的进料口设置在第一段绞龙节段的首端，出料口设置在最后一段绞龙节段的尾端。
7.根据权利要求6所述的秸秆炭化炉，其特征在于：相邻绞龙节段输送方向相反，在炭化炉内形成蛇形的炭化绞龙输送管道。
8.根据权利要求6所述的秸秆炭化炉，其特征在于：各绞龙节段之间螺旋输送片的间距逐渐减小。
9.根据权利要求1或2或4或5所述的秸秆炭化炉，其特征在于：炭化绞龙的螺旋输送片的根部可以设有连通螺旋输送片两侧的通气孔。
10.根据权利要求1或2或4或5所述的秸秆炭化炉，其特征在于：所述炭化绞龙在炭化室内设置多组。
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