CN102504844B - 生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备 - Google Patents

Abstract

生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备，包括炉体，炉体内设有炉膛，在炉膛的顶部设有炉盖，炉体上设有与炉膛连通的出气口，在炉膛的四周还设有集热器，集热器的进水口和出水口分别穿过炉体与供热系统的蓄水缓冲罐连接，在炉体底部设有与炉膛连通的出炭口，出炭口的下方设有炭粉收集装置，在炉膛内的上部还设有布料器，布料器与设置在炉盖上的电机连接。结构简单，设备维护费用低；热解生成的多余热量通过集热器传递至供热系统，为用户供暖、供热水，热量利用率高；通过布料器使炉内原料均匀密实分布，提高了热解设备的生产效率。

Description

生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备

技术领域

本发明涉及一种热解设备，具体地说是一种以农作物秸秆为主的生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备。

背景技术

我国是一个农业大国，在农业生产和农产品加工中产生了大量的农作物秸秆、糠渣等生物质资源。传统的利用方式主要用作家庭能源、饲料、肥料、工业原料和建筑材料。随着农业技术现代化和农业经济的快速发展，农村生活水平大幅的提高和生活生产方式的突变，农村家庭选择商品能源的比例在不断提高，将农作物秸秆用作能源的数量不断下降，商品能源（如煤、液化气等）已成为主要炊事用能。养殖所用以生物质秸秆，野草饲料被商品饲料替代，农业生产所需的生物质有机肥料被无机化肥替代，农民生活和农业生产所用秸秆急剧下降。同时，农作物秸秆产量随农作物，特别是粮食作物产量的增加而急速增加。农作物秸秆的供过于求导致秸秆被弃于田间地头、房屋院落，甚至在田间被直接焚烧。遗弃在房屋院落和田间的秸秆会影响环境和引发火灾，导致水源污染。在露天焚烧秸秆会污染空气，危害人民健康，特别在机场、公路附近燃烧会影响交通安全，造成飞机停飞，高速公路汽车追尾相撞，行道树被烧毁等不良后果。尽管目前各地政府都已经出台了禁止秸秆露天焚烧的法规，但是露天焚烧农作物秸秆仍然屡禁不止，环境造成严重污染，给社会造成巨大经济损失。

在秸秆等生物质资源被浪费的同时，我国工农业生产中使用的燃气、燃油、热能、煤炭、石油等目前的主要石化能源正在日益减少，严重缺乏，能源危机已经成为世界和社会发展的瓶颈问题，是目前迫切需要解决的问题。

我国人多地少、特别是农业的可耕地已接近红线。在农业生产中为提高粮食需要大量的农药、无机化肥被长期使用，达到防治病虫害，提高粮食产量之目的。由于农药、无机化肥的长期使用，利用率低，导致在土壤和农作物中的残留。造成土壤、水源、粮食、蔬菜、水果污染。粮食、蔬菜、水果中的农药残留已经危害到了人身健康安全，影响着农村生活水平和质量的提高。

随着社会的快速发展，人们对于节能减排和生态环境保护越来越加重视，不断寻求使用新的能源，治理大气污染，节能减排，减少温室效应。以农作物秸秆、粪便、糠渣等生物质废弃资源综合转化为可利用资源的技术已引起政府各级部门的高度关注。

生物质的热裂解是指生物质（包括锯木、木柴、野草、松针树叶、作物秸秆、食用菌渣）在完全缺氧或有限供氧的条件下的热裂解，最终形成可燃气体、焦油、醋酸和热量的过程。生物质的热裂解方法包括限氧气化热解法、限氧炭（气）化热解法、绝干馏热解法，根据反应条件和产物的不同，生物质热解设备又分为限氧的生物质热解气化炉、生物质热解炭（气）化炉和绝氧干馏热解炭（气）化炉等。现有炭气化热解设备效率低、热量利用率不高。

发明内容

    本发明所要解决的技术问题是提供一种生产效率和热量利用率高的生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备，包括炉体，炉体内设有炉膛，在炉膛的顶部设有炉盖，炉体上设有与炉膛连通的出气口，在炉膛的四周还设有集热器，集热器的进水口和出水口分别穿过炉体与供热系统的蓄水缓冲罐连接，在炉体底部设有与炉膛连通的出炭口，出炭口的下方设有炭粉收集装置，在炉膛内的上部还设有布料器，布料器与设置在炉盖上的电机连接。

所述的布料器包括转轴、旋转架和设置在旋转架上的布料辊，转轴竖直设置，其顶端与电机连接，底端与旋转架的中心连接，布料辊水平设置在旋转架的圆周上，布料辊的辊轴朝向旋转架的中心。

所述的出炭口设有卸料阀。

所述的炉盖上设有加料口。

所述的加料口处设有加料装置。

所述的炉体和蓄水缓冲罐均设有保温层。

本发明的有益效果是：

1、结构简单，设备维护费用低，制造成本相对减少，从而可以大幅降低运行成本，提高经济效益，在使用的实用性及成本效益上，确实完全符合农村经济发展所需，相当具有产业发展利用价值。

2、热解生成的多余热量通过集热器传递至供热系统，为用户供暖、供热水，热量利用率高。

3、通过热解设备内的布料器使炉内原料均匀密实分布，提高了热解设备的生产效率。

4、热解生成的生物炭从设备底部送入炭粉收集装置收集后可以用作制肥原料。

附图说明

    图1是本发明的结构示意图；

    图2是布料器的结构示意图。

    图中标记：1、炉体，101、出气口，102、出炭口，103、卸料阀，2、炉膛，3、炉盖，301、加料口，4、集热器，401、进水口，402、出水口，5、蓄水缓冲罐，6、炭粉收集装置，7、布料器，701、转轴，702、旋转架，7021、套环，7022、支撑杆，703、布料辊，9、送料装置。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的技术方案进行详细说明。

生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备，包括炉体1，炉体1内设有炉膛2，在炉膛2的顶部设有炉盖3，炉体1上设有与炉膛2连通的出气口101。秸秆等生物质原料在炉膛内进行热解反应，反应生成的可燃气、焦油气、醋酸蒸汽和水蒸汽从出气口101排出进行净化等处理。在炉膛2的四周还设有集热器4，所述的集热器4可以是水箱，也可以是换热管。为了提高换热效率，采用换热管为比较好的方式，换热管呈蛇形盘绕在炉膛2的四周，热解过程中生成的多余热量被集热器4内的水吸收。集热器4的进水口401和出水口402分别穿过炉体1与供热系统的蓄水缓冲罐5连接，集热器4内的水吸热后进入蓄水缓冲罐5，使蓄水缓冲罐5内的水升温。蓄水缓冲罐5可为用户供暖、供热水，实现余热的有效利用。

在炉体1底部设有与炉膛2连通的出炭口102，出炭口102的下方设有炭粉收集装置6，炭粉收集装置6可以采用输料绞龙，热解生成的生物炭从设备底部送入炭粉收集装置收集后可以用作制肥原料，通过控制出炭口102设置的卸料阀103即可控制炭粉的排出。

在炉膛2内的上部还设有布料器7，布料器7与设置在炉盖3上的电机连接。通过电机带动布料器7旋转使炉内原料均匀密实分布，提高了热解设备的生产效率。所述的布料器7包括转轴701、旋转架702和设置在旋转架702上的布料辊703，转轴701竖直设置，其顶端与电机连接，底端与旋转架702的中心连接，布料辊703水平设置在旋转架702的圆周上，布料辊703的辊轴朝向旋转架702的中心。电机通过转轴701带动旋转架702旋转，对炉膛2内的原料进行搅拌。在旋转架702转动的过程中，布料辊703随旋转架702运动，并与炉膛2内的原料接触，使布料辊703的辊体转动，对原料进行碾压。因此，采用布料器7可以使炉内原料均匀密实，有利于热解反应的发生，从而提高生产效率。所述的炉盖3上设有加料口301，通过加料口301可以向炉膛2添加原料。如图2所示，旋转架702可以采用一个与转轴701连接的套环7021和设置在套环7021四周的支撑杆7022构成，布料辊703悬在支撑杆7022的下方。在旋转架702的旋转过程中，支撑杆7022可以作为搅拌工具，对添加的原料进行搅拌，并且不影响原料进入炉膛2下部，更利用生产。所述的炉体1和蓄水缓冲罐5均设有保温层，减少热量损失。所述的加料口301处设有加料装置9，方便向炉膛2内加料。加料装置9可以是送料绞龙，也可以是输送带等设备。

该设备结构简单，维护费用低，制造成本相对减少，从而可以大幅降低运行成本，提高经济效益，在使用的实用性及成本效益上，确实完全符合农村经济发展所需，相当具有产业发展利用价值。热解生成的多余热量通过集热器传递至供热系统，为用户供暖、供热水，热量利用率高。

Claims (5)

1.生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备，包括炉体（1），炉体（1）内设有炉膛（2），在炉膛（2）的顶部设有炉盖（3），炉体（1）上设有与炉膛（2）连通的出气口（101），其特征在于：在炉膛（2）的四周还设有集热器（4），集热器（4）的进水口（401）和出水口（402）分别穿过炉体（1）与供热系统的蓄水缓冲罐（5）连接，在炉体（1）底部设有与炉膛（2）连通的出炭口（102），出炭口（102）的下方设有炭粉收集装置（6），在炉膛（2）内的上部还设有布料器（7），布料器（7）与设置在炉盖（3）上的电机连接；所述的布料器（7）包括转轴（701）、旋转架（702）和设置在旋转架（702）上的布料辊（703），转轴（701）竖直设置，其顶端与电机连接，底端与旋转架（702）的中心连接，布料辊（703）水平设置在旋转架（702）的圆周上，布料辊（703）的辊轴朝向旋转架（702）的中心；在旋转架转动的过程中，布料辊随旋转架运动，并与炉膛内的原料接触，使布料辊的辊体转动，对原料进行碾压。

2.如权利要求1所述的生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备，其特征在于：所述的出炭口（102）设有卸料阀（103）。

3.如权利要求1所述的生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备，其特征在于：所述的炉盖（3）上设有加料口（301）。

4.如权利要求3所述的生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备，其特征在于：所述的加料口（301）处设有加料装置（9）。

5.如权利要求1所述的生物质废弃资源热解炭气化综合转化系统的热解设备，其特征在于：所述的炉体（1）和蓄水缓冲罐（5）均设有保温层。