CN103320152A - 一种用于生物炭生产的立式沉降炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生物炭生产的立式沉降炉，包括炉体，炉体顶部设有进料口，第一星型进料器横向安装在进料口内，第二星型进料器安装在第一星型进料器下部，保温层紧贴炉体内部，保温层与布料器外壁之间空间为烟气加热腔体；烟气加热腔体内部安装有烟气导流片，烟气进口位于炉体下部，烟气出口位于炉体上部，烟气进口和烟气出口与烟气加热腔体相通，布料器自上而下由位于布料器外壁内的多个锥形面和漏斗面依次构成；炉体内部设有纵向安装的热解气管道，热解气管道连通位于炉体上部的热解气出口；星型出料器横向安装于炉体底部的出料口内。本设备在生产中可使原料受热均匀、热解时间可控，具有可连续生产、生产效率高、能源利用率高。

Description

一种用于生物炭生产的立式沉降炉

技术领域

本发明涉及一种生物质及其衍生物热解设备，特别涉及一种用于生物炭生产的立式沉降炉。

背景技术

生物炭是生物质及其衍生物在缺氧环境下热解（碳化）处理的固态热解产物。随着亚马逊“黑土”的发现，生物炭由于改良土壤及减少温室气体减排方面的巨大作用受到科学家的广泛关注。从原理上讲，生物炭的制备过程非常简单，在缺氧环境中对生物炭进行加热，生物炭逐渐受热分解，释放出一部分挥发分，转化为热解气、热解油，而剩余的固态产物即为生物炭。因此，最古老的的土窑、砖窑即可生产出生物炭，近年来，新的鼓式裂解仪、螺杆式裂解仪和回转窑裂解仪同样可以用于生物炭生产。同样以制取热解气、热解油为目的的各种热解设备同样可以生产出生物炭。然而，这些生产设备要么以热解气或热解油为目标产物，要么以主要用作燃料的固体产物（更确切成为木炭、焦炭）为目标产物，而这些固体产物与生物炭在性质和用途上均有着巨大差异，因此这些设备均不适用于以土壤改良和减少温室气体为应用目的的生物炭生产过程。

与生产热解油、热解气、木炭（焦炭）相同，原料均为热的不良导体，实际生产过程中，表层原料已充分受热，热解完毕，而内部原料还远未达到预定温度，导致其漫长的热解时间，降低生产效率，同时严重影响了产品性质稳定性。因此，提高原料的受热均匀性是减少热解时间，提高生产效率的主要方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于生物炭生产的立式沉降炉。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种用于生物炭生产的立式沉降炉，包括炉体，炉体顶部设有进料口，第一星型进料器横向安装在进料口内，第二星型进料器与炉体同轴心安装在第一星型进料器下部，保温层紧贴炉体内部，保温层与布料器外壁之间的空间为烟气加热腔体；烟气加热腔体内部安装有烟气导流片，烟气进口位于炉体下部，烟气出口位于炉体上部，烟气进口和烟气出口与烟气加热腔体相通，布料器自上而下由位于布料器外壁内的多个锥形面和漏斗面依次构成，多个锥形面固定在布料器中轴线的支杆上，多个漏斗面固定在布料器外壁内侧；炉体内部设有纵向安装的热解气管道，热解气管道连通位于炉体上部的热解气出口；炉体底部设有出料口，星型出料器横向安装于出料口内。

第一星型进料器横向安装起到密封作用，第二星型进料器纵向安装，可将生物质颗粒原料均匀地分散至布料器内，烟气进入炉体后与生物质颗粒原料前进方向逆向，能更好交换热量，将布料器的原料有效热解，并将热解气及时带走。

所述布料器顶部为锥形面，底部为上沿紧贴烟气加热腔体的漏斗面，所述锥形面以及漏斗面均与炉体同轴心，锥形面的顶部与上部的漏斗面的下沿保持同一高度且不接触，锥形面的底部与下部漏斗面的中部位置保持同一高度且不接触。锥形面与漏斗面使得生物质颗粒在布料器逐渐下降过程中充分受热、干燥、分解、碳化。

所述锥形面和漏斗面与炉体中轴线的角度均在40-50度之间。

所述锥形面上安装有第一原料导流板，漏斗面上安装有第二原料导流板。

在所述布料器外壁外侧及保温层上设有烟气导流片，布料器外壁外侧的烟气导流片与保温层上的烟气导流片相互错位。

本发明的优点是：该设备具有可连续生产、生产效率高、能源利用率高、运动部件少的优点；生产过程中原料受热均匀、热解时间可控，因此生产的生物炭性质更加均一、稳定，适用于土壤施用。

附图说明

附图1为本发明立式沉降炉结构示意图；

附图2为锥形面的俯视图；

附图3为漏斗面的俯视图；

1、进料口，2、第一星型进料器，3、第二星型进料器，4、炉体，5、保温层，6、烟气加热腔体，7、烟气导流片，8、烟气进口，9、烟气出口,10、布料器，11、热解气管道，12、热解气出口，13、星型出料器，14、出料口，15、锥形面，16、漏斗面，17、第一原料导流板，18、第二原料导流板,19、支杆，20、布料器外壁。

具体实施方式

实施例

参阅图1,一种用于生物炭生产的立式沉降炉，包括炉体4，炉体4顶部设有进料口1，第一星型进料器2横向安装在进料口1内，第二星型进料器3与炉体4同轴心安装在第一星型进料器2下部，保温层5紧贴炉体4内部，保温层5与布料器外壁20之间的空间为烟气加热腔体6；烟气加热腔体6内部安装有烟气导流片7，烟气进口8位于炉体4下部，烟气出口9位于炉体4上部，烟气进口8和烟气出口9与烟气加热腔体6相通，布料器10自上而下由位于布料器外壁20内的多个锥形面15和漏斗面16依次构成，多个锥形面15固定在布料器10中轴线的支杆19上，多个漏斗面16固定在布料器外壁20内侧；炉体4内部设有纵向安装的热解气管道11，热解气管道11连通位于炉体4上部的热解气出口12；炉体4底部设有出料口14，星型出料器13横向安装于出料口14内。

第一星型进料器2横向安装起到密封作用，第二星型进料器3纵向安装，可将生物质颗粒原料均匀地分散至布料器10内，烟气进入炉体4后与生物质颗粒原料前进方向逆向，能更好交换热量，将布料器10的原料有效热解，并将热解气及时带走。

参阅图2、图3，所述布料器10顶部为锥形面15，底部为上沿紧贴烟气加热腔体6的漏斗面16，所述锥形面15以及漏斗面16均与炉体4同轴心，锥形面15的顶部与上部的漏斗面16的下沿保持同一高度且不接触，锥形面15的底部与下部漏斗面16的中部位置保持同一高度且不接触。锥形面15与漏斗面16使得生物质颗粒在布料器10逐渐下降过程中充分受热、干燥、分解、碳化。

所述锥形面15和漏斗面16与炉体4中轴线的角度均在40-50度之间。

所述锥形面15上安装有第一原料导流板17，漏斗面16上安装有第二原料导流板18。

在所述布料器外壁20外侧及保温层5上设有烟气导流片7，布料器外壁20外侧的烟气导流片7与保温层5上的烟气导流片7相互错位。

本实施例的具体工作过程如下：

首先将燃烧其它燃料产生的高温烟气从烟气进口8进入烟气加热腔体6内部，将炉体4内部加热至300-700℃，然后经引风机（图中未示出）从烟气出口9排出；将已粉碎至10mm以下的生物质颗粒用传送带传送至进料口1，经第一星型进料器2送入第二星型进料器3，第一星型进料器2横向安装，主要起密封作用，第二星型进料器3纵向安装，可将生物质原料均匀地分散至布料器10；生物质颗粒在布料器10逐渐下降过程中受热经干燥、分解、碳化转化为热解气和生物炭；热解气经热解气管道11从热解气出口12经引风机（图中未示出）引出直接送入燃烧器（图中未示出）；生物炭经由星型出料器13从出料口14送出；热解气燃烧产生的高温烟气从烟气进口8进入烟气加热腔体6内部，继续为新的生物质原料转化为生物炭和热解气提供能量。

Claims (5)

1.一种用于生物炭生产的立式沉降炉，包括炉体（4），其特征在于：炉体（4）顶部设有进料口（1），第一星型进料器（2）横向安装在进料口（1）内，第二星型进料器（3）与炉体（4）同轴心安装在第一星型进料器（2）下部，保温层（5）紧贴炉体（4）内部，保温层（5）与布料器外壁（20）之间的空间为烟气加热腔体（6）；烟气加热腔体（6）内部安装有烟气导流片（7），烟气进口（8）位于炉体（4）下部，烟气出口（9）位于炉体（4）上部，烟气进口（8）和烟气出口（9）与烟气加热腔体（6）相通，布料器（10）自上而下由位于布料器外壁（20）内的多个锥形面（15）和漏斗面（16）依次构成，多个锥形面（15）固定在布料器（10）中轴线的支杆（19）上，多个漏斗面（16）固定在布料器外壁（20）内侧；炉体（4）内部设有纵向安装的热解气管道（11），热解气管道（11）连通位于炉体（4）上部的热解气出口（12）；炉体（4）底部设有出料口（14），星型出料器（13）横向安装于出料口（14）内。

2.根据权利要求1所述的用于生物炭生产的立式沉降炉，其特征在于：所述布料器（10）顶部为锥形面（15），底部为上沿紧贴烟气加热腔体（6）的漏斗面（16），所述锥形面（15）以及漏斗面（16）均与炉体（4）同轴心，锥形面（15）的顶部与上部的漏斗面（16）的下沿保持同一高度且不接触，锥形面（15）的底部与下部漏斗面（16）的中部位置保持同一高度且不接触。

3.根据权利要求2所述的用于生物炭生产的立式沉降炉，其特征在于：所述锥形面（15）和漏斗面（16）与炉体（4）中轴线的角度均在40-50度之间。

4.根据权利要求3所述的用于生物炭生产的立式沉降炉，其特征在于：所述锥形面（15）上安装有第一原料导流板（17），漏斗面（16）上安装有第二原料导流板（18）。

5.根据权利要求4所述的用于生物炭生产的立式沉降炉，其特征在于：在所述布料器外壁（20）外侧及保温层（5）上设有烟气导流片（7），布料器外壁（20）外侧的烟气导流片（7）与保温层（5）上的烟气导流片（7）相互错位。

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