CN103805215A - 可移动的转筒式连续炭化炉 - Google Patents

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Abstract

一种可移动的转筒式连续炭化炉，炉内的双层壁内有保温层，炉体(10)上部有中心转轴孔和温度显示器穿孔及烟囱，炉体内有转筒(14)、炭化室(5)、炭冷却室(15)、伞形挡板(13)、炭搅拌片(16)和料搅拌片(12)，炉体内的圆环形空间内有螺旋上料板(3)，炭化室一侧有点火口(6)，冷却室下方有螺旋下炭板(17)和带阀门(19)的出炭口(20)，炉体的一侧有进料斗(4)，炉体座(1)固定有一对车轮(21)。本炭化炉以生物质材料做炭源，生产小颗粒炭，具有体积小、重量轻、可移动作业，有连续进料、出炭，不间断生产的优点，比间歇性产炭的炉子节能、省时，单位时段产出批次多，封闭式作业和搅拌使炉内温度、产炭速度及炭质稳定。

Description

可移动的转筒式连续炭化炉
技术领域
本发明涉及一种以农林生物质材料为炭源的可移动的转筒式连续炭化炉。
背景技术
我国年产农林废弃物(生物质)约10亿t，其中仅玉米、水稻、小麦等大宗作物的秸秆量就超过5亿t。我国约有1/4的秸秆被焚烧，大约产生50Tg的C02温室气体排放，成为我国非能源利用中最重要的温室气体释放源。另外，据统计，我国每年约有返3300万m3的枝桠材，3000万m3的加工剩余物，1600万m3的废旧木(竹)材，一次性使用木餐具和城乡园林绿化过程中淘汰的老朽树木的数量也相当可观，总量与目前我国每年公布的商品木材产量(8500万m3左右)相当，这些废弃物往往在厂区或附近堆积如山，尚未得到合理的处理和循环利用，不仅浪费资源，还造成严重的环境污染。农林废弃物集成炭化技术不受农林废弃物成分复杂、分类相、杂质多等缺陷的影响，利用高效热解技术将农林废弃物分解为生物质炭、生物焦油、生物质醋液和可燃性气体，不仅有利于减轻农林废弃物对村镇环境的压力，又可充分利用生物质炭在缓解气候变化、增加土壤碳汇、减缓养分流失、减少土壤和水资源的污染的优势替代不可再生资源，改善村镇环境，变废为宝，发展低碳经济，提高农村农林业经济效益、社会效益和生态效益，促进社会的可持续发展。
当前用于农林生物质材料炭化的主要设备有干馏热解釜、周期式固定床炭化设备和土窑，在实际应用中遇到了三个问题：一是现有的炭化设备在炭化过程中产生的生物质炭只能间歇式排出，造成炭化炉反复加热与冷却，浪费能源；而且需要很长的升、降温时间，生产效率不高。二是现有的炭化设备内的生物质基本固定不动，所以不同部位的炭化温度偏差很大(≥35％)，炭的质量不稳定。三是现有的炭化设备不可移动或移动不方便，不利于在山区和农村推广使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可移动的转筒式连续炭化炉。
解决上述技术问题采用的技术方案是：
本可移动的转筒式连续炭化炉，包括进料斗、炭化室、出炭口，整体自上而下分为电机及其减速传动机构、炉体、炉体座和车轮四部分，炉体的双层壁内有保温材料层，炉体上部开有中心转轴孔和温度显示器穿孔及烟囱，炉体内的下半部有转筒，转筒内的空间为炭冷却室，该室内有固定在中心固定轴上的伞形挡板和炭搅拌片，炉体内的上半部空间为炭化室，炭化室的底壁与炭冷却室顶壁合一，炭冷却室外壁与炉体内壁的圆环形空间内有螺旋上料板，炭化室一侧开有可按需开或关的点火口，炭化室下部有料搅拌片，炭冷却室下部有炭搅拌片，冷却室下方有固定在中心固定轴上的螺旋下炭板和带阀门的出炭口，炉体一侧有进料斗，炭冷却室的顶壁和底壁的中心均开有中心轴穿孔，其孔径大于中心转动轴和中心固定轴，带动转筒旋转的中心转动轴穿过炭化室直至炭冷却室上部，固定伞形挡板、炭搅拌片和螺旋下炭板的中心固定轴由炭冷却室下部直至出炭口，一对车轮固定在炉体座上。
所述的进料斗内有拨料器。
所述的炉体座的四条腿为可弯折型腿。
所述的炭冷却室的顶壁和底壁的中心轴穿孔的孔径与中心转动轴和中心固定轴的轴径差为60-150mm。
本炭化炉的炭化室顶部有烟囱，可以接到醋液收集设备和储气设备，形成连续不间断地加料、出炭、出液和稳定供气。本炭化炉能将农林生物质材料同时制取固、液、气三种产品。得到的生物质炭回土增加碳汇，使土壤透气性增加，防止板结，对水和肥有长效缓释作用，对重金属污染、退化的土壤具有改良、修复作用，还可作为炭材料，用于冶金工业的还原剂、保温材料和民用烧烤等；液体通过冷凝回收得到生物质醋液，用于家畜饲养场所的消毒液、除臭剂，也可以用于农药助剂和农药，或促进作物生长的叶面肥；得到的可燃气，可供内燃机、燃气轮机发电或直接供气。
本炭化炉与同等产量的设备相比体积小，重量轻，便于移动作业，适用于生物质材料较多的山林和农村。
本发明的有益效果是：连续转动的筒体既是螺旋上料的送料体，筒体顶壁兼作炭化室的转动炉底，既是炭的冷却室，又是螺旋出炭部件的封闭槽，四位一体，设计合理，结构紧凑。在连续进、出料的同时实现对炭化炉的封闭；同时利用转筒内炭冷却的热量对待制炭的生物质进料进行预热，高效、节能；筒顶作为旋转炭化炉底对炭化的生物质材料进行搅拌，使炭化温度、速度和所制成的炭的质量均匀。
本可移动的转筒式连续炭化炉克服了现有的干馏热解釜、周期式固定床炭化设备和土窑炭化温度控制粗放，炭化过程中产生的生物质炭只能间歇式排出，造成炭化炉反复加热与冷却，浪费能源，而且需要很长的升、降温时间，生产效率不高和无法便捷移动的缺点。
附图说明
图1为本可移动的转筒式连续炭化炉的结构示意图。
图2为图1的A-A剖示图。
具体实施方式
本发明下面结合实施例并参照附图予以详述：
本可移动的转筒式连续炭化炉，包括进料斗、炭化室，出炭口，整体自上而下分为电机及其减速传动机构9、炉体10、炉体座1和车轮21四部分，炉体的双层壁内有保温材料层，炉体上部开有中心转轴孔和温度显示器11穿孔及烟囱7，炉体内的下半部有转筒14，转筒内的空间为炭冷却室15，该室内有固定在中心固定轴上的伞形挡板13和炭搅拌片16，炉体内的上半部空间为炭化窒5，炭化室的底壁与炭冷却室顶壁合一，炭冷却室外壁与炉体内壁的圆环形空间内有螺旋上料板3，炭化室一侧开有可按需开或关的点火口6，炭化室下部有料搅拌片12，炭冷却室下部有炭搅拌片16，冷却室下方有固定在中心固定轴上的螺旋下炭板17和带阀门19的出炭口20。炉体一侧有进料斗4，炭冷却室的顶壁和底壁的中心均开有中心轴穿孔，其孔径大于中心转动轴8和中心固定轴18，带动转筒旋转的中心转动轴8穿过炭化室直至炭冷却室上部，固定伞形挡板13、炭搅拌片16和螺旋下炭板17的中心固定轴18由炭冷却室下部直至出炭口20，一对车轮21固定在炉体座1上。
所述的进料斗4内有拨料器2。
所述的炉体座1的四条腿为可弯折型腿。
所述的炭冷却室的顶壁和底壁的中心轴穿孔的孔径与中心转动轴8和中心固定轴18的轴径差为60-150mm。
参照附图，先将秸秆、竹木材废料、枝桠材截短成<25mm的短料或将果壳粉碎成粒径<25mm的粒料或直接将竹木粉、竹木锯屑、稻壳等粒径<25mm的生物质材料从炭化炉一侧的进料斗4进料，进料斗4中的拨料器2可以防止生物质材料架桥、架空，使进料顺畅。通过转筒14外壁上的螺旋上料板3将进料口4处的生物质材料连续上升到炭化室5，并阻挡空气进入炭化室、起到封闭、保温的作用。打开点火口6点火，待炭化室5内的温度显示器11的温度上升到要求时再关闭点火口6。生物质材料螺旋上送到炭化室的炉壁周围后，被两片一端固定在炉壁上的料搅拌片12搅拌并往转筒14的中心位置、即炭化室5和炭冷却室15的中心轴穿孔移动，搅拌使炭化时间和炭化温度均匀，并可通过市售的带有单片机的通用温度仪表来控制调节转筒转速，达到不同炭化温度的控制要求，其温度根据炭的用途一般控制在300～800℃。
炭化室5内产生的气、液产物可以通过烟囱7跟外配的冷凝、除尘等设备连接，可以制得生物质醋液和可燃气。炭化炉除底部外均有160mm厚的双层壁保温外壳10，中间的保温材料采用硅酸铝纤维或膨胀珍珠岩。
生物质炭通过炭冷却室15的顶壁与中心转动轴穿孔后落到固定轴18顶端的伞形挡板13上，再顺着挡板13滑落到炭冷却室15的转筒壁周围，对转筒壁外的螺旋上料板3间的待炭化生物质进料进行预热，炭又被降温冷却，节约能源。冷却后的炭被中心固定轴19上的两片弧形炭搅拌片16归拢到筒底中心位置的螺旋下炭板17区域中；中心固定轴18上的螺旋下炭板17和转动的筒底共同作用，完成连续出炭工序；螺旋下炭板17和阀门19有阻止空气进入炭化室、起到封闭、保温的作用。出料口的阀门19可以控制出料的速度。
炭化炉固定安装在带有两个车轮21的炉体座1上，在机动车的牵引下实现可移动。

Claims (4)

1.一种可移动的转筒式连续炭化炉，包括进料斗、炭化室、出炭口，其特征是整体自上而下分为电机及其减速传动机构(9)、炉体(10)、炉体座(1)和车轮(21)四部分，炉体的双层壁内有保温材料层，炉体上部开有中心转轴孔和温度显示器(11)穿孔及烟囱(7)，炉体内的下半部有转筒(14)，转筒内的空间为炭冷却室(15)，该室内有固定在中心固定轴上的伞形挡板(13)和炭搅拌片(16)，炉体内的上半部空间为炭化室(5)，炭化室的底壁与炭冷却室顶壁合一，炭冷却室外壁与炉体内壁的圆环形空间内有螺旋上料板(3)，炭化室一侧开有可按需开或关的点火口(6)，炭化室下部有料搅拌片(12)，炭冷却室下部有炭搅拌片(16)，冷却室下方有固定在中心固定轴上的螺旋下炭板(17)和带阀门(19)的出炭口(20)，炉体一侧有进料斗(4)，炭冷却室的顶壁和底壁的中心均开有中心轴穿孔，其孔径大于中心转动轴(8)和中心固定轴(18)，带动转筒旋转的中心转动轴(8)穿过炭化室直至炭冷却室上部，固定伞形挡板(13)、炭搅拌片(16)和螺旋下炭板(17)的中心固定轴(18)由炭冷却室下部直至出炭口(20)，一对车轮(21)固定在炉体座(1)上。
2.如权利要求1所述的可移动的转筒式连续炭化炉，其特征是所述的进料斗(4)内有拨料器(2)。
3.如权利要求1所述的可移动的转筒式连续炭化炉，其特征是所述的炉体座(1)的四条腿为可弯折型腿。
4.如权利要求1所述的可移动的转筒式连续炭化炉，其特征是所述的炭冷却室的顶壁和底壁的中心轴穿孔的孔径与中心转动轴(8)和中心固定轴(18)的轴径差为60-150mm。
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