CN103937515A - 动床生物质热解设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动床生物质热解设备，该设备包括热解炉体Ⅰ，设置在热解炉体Ⅰ一端的进料装置Ⅱ，通过进风通道连接在热解炉体Ⅰ一侧的供风装置Ⅲ和设置在热解炉体Ⅰ另一侧的排料装置Ⅳ，所述热解炉体Ⅰ内设置有传送机构，其特征在于：所述的传送机构包括设置在热解炉体Ⅰ上的固定推板、往复大车、设置在往复大车上的活动推板、高脚推饲板和底脚推饲板，所述的固定推板和活动推板被依次交替搭接设置在往复大车的上，所述的高脚推饲板和底脚推饲板被依次搭接设置在往复大车的一端。本发明采用往复式推板热解炉，不仅能够使生物质物料充分热解，而且能够及时分离气态产物与固体颗粒，不会造成设备表面的结垢和堵塞，既提高了能源的利用率，又提高了商业价值。

Description

动床生物质热解设备

技术领域

 本发明涉及生物质能的利用和转化技术领域，尤其是适用于稻壳热解的动床生物质热解设备。

背景技术

生物质是一种清洁的可再生能源，生物质快速热解技术是生物质利用的重要途径，所谓热解就是利用热能打断大分子量有机物、碳氢化合物的分子键。使之转化为碳原子数目较少的低分子量物质的过程。生物质热解是生物质在完全缺氧条件下，产生液体（生物油）、气体（可燃气）、固体（焦碳）三种产物的生物质热降解过程。

传统生物质转化技术包括生物质气化、生物质热解、生物质发酵等，其中，利用生物质热解技术不仅可以将生物质转化为燃料和化学品，而且成本较低，因此得到了广泛的研究。根据热解过程的操作条件的不同，生物质热解工艺可以分为三大类：低温常规热解、中温快速热解和高温闪解。

热解作业为了保证产物的产量和质量，必须选择合适的热解条件和设备。

中国专利（专利号为ZL03128901.0）提供了一种“低能耗生物质热裂解的工艺及装置”，其流程为：生物质由给料器连续送入流化床反应器；在高温气体、高温石英砂作用下气化；气化生物质进入分离器分离，碳粒子进入碳收集器，气体进入气—气交换器降温换热，再进入气—水换热器降温至40℃，含生物质气体冷凝成油，非凝结性气体被高温气体加热后作为循环气体。其装置包括给料器、流化床反应器、旋风分离器、气—气热交换器、气—水热交换器、集油器、罗茨循环风机、主电加热器、辅助电加热器。但是流化床生产的生物油中含水量大，难于分离。

中国专利（专利号为ZL02112008.0）提供了一种“生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置”，采用旋风分离器和炭过滤器组合而成，达到有效回收炭和清洁挥发份；由高、中温空冷器，高、中温导热油加热器，高、中、低温冷凝器组成的分级冷凝系统，得高品质燃料油的同时，还对重质油和含水较多的液体分别处理，从而降低后续处理费用，优化高品质燃油的产量；由高、中温空冷器，炭燃烧炉和反应器换热器组成自供热系统，有效利用自供热系统所产生的余热；组合式给料装置保证顺利给料；采用变截面流化床反应器，保证了生物油的产率。

中国专利（专利号为ZL01134142.4）提供了一种“低成本无污染的生物质液化工艺及装置”，利用生物质的气化产物(即生物气)进行加热、使待液化生物质获得热量，省却了固态中间热载体，从而克服了现有技术中的不足。整个液化过程包括生物质粉碎体与生物气的混合、生物质粉碎体的裂解、生物油和生物气的分离及收集。液化装置则主要由生物质气化炉、生物质液化器、气固分离器、冷凝器等组成，其中液化器呈等径的圆筒状或变径的倒锥状，内壁光滑。但是气态产物冷凝后会与固体颗粒黏在一起，难分离，成本高。

综上可见，目前，生物质热解设备多以流化床为主，产生生物油。但是由于生物质原料为常温，在进入流化床后大大降低了流化床的温度，从而使流化床很难达到生物质原料的热解温度，造成生物质原料在该热解装置中不能充分热解。另外，气态产物冷凝后会与固体颗粒一起在管道及设备表面上结垢造成堵塞或使后续的分离更加困难。进而影响过程操作的连续进行，不利于所述技术产业化，同时也会影响过程收率。

针对上述问题，本发明提供一种动床生物质热解设备。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种动床生物质热解设备，该热解设备采用往复式推板热解炉，不仅能够使生物质物料充分热解，而且能够及时分离气态产物与固体颗粒，不会造成设备表面的结垢和堵塞，既提高了能源的利用率，又提高了商业价值。

本发明的技术方案是：该动床生物质热解设备包括热解炉体Ⅰ，设置在热解炉体Ⅰ一端的进料装置Ⅱ，通过进风通道连接在热解炉体Ⅰ一侧的供风装置Ⅲ和设置在热解炉体Ⅰ另一侧的排料装置Ⅳ。

所述热解炉体Ⅰ包括一个通风室A，一个热解室B，设置在通风室A和热解室B之间的传送机构；

所述的通风室A是由前脸板、两个侧板，后箱板和底板围成的空间，通风室A被固定在热解炉支腿上，在侧板及前脸板上各设有两个清理门和清理门；

所述的热解室B包括L型单层炉拱、设置在L型单层炉拱外围的砌筑保温层及设置在砌筑保温层外围的热解炉密封外壳，所述的L型单层炉拱上设置有尾部折流墙，尾部折流墙能够将热解气体几次阻挡，防止将固体颗粒带走，影响最终分离；所述的砌筑保温层及炉体密封外壳可将热解炉体Ⅰ内部高温与外部隔离；所述的热解室B一端上方设置有热解气出口、下方设置有清灰漏斗，所述热解气出口将热解室B反应生成的热解气送入到下一步反应装置，所述清灰漏斗清理热解气通过折流墙落下的固体颗粒；

所述的传送机构位于通风室A的上顶面，包括拉杆、高脚推饲板、底脚推饲板、右边条、炉条、托轮短槽、滚轮、左边条、固定钢管梁、活动钢管梁和往复大车，所述的固定钢管梁设置在两个侧板之间，在每个固定钢管梁上均设置有左边条、炉条和右边条，所述固定钢管梁、左边条、炉条和右边条构成固定推板；所述的活动钢管梁设置在往复大车上，在每个活动钢管梁上均设置有左边条、炉条和右边条，所述活动钢管梁、左边条、炉条和右边条构成活动推板；所述的固定推板和活动推板被依次交替搭接设置在往复大车的上，所述的高脚推饲板和底脚推饲板被依次搭接设置在往复大车的一端，拉杆设置在往复大车的顶端，所述的炉条上带有缝隙用于输送热风，所述的往复大车的底部两侧各设有两个滚轮，由曲柄连杆机构带动拉杆使往复大车在置于托轮短槽的滚轮上往复运动，滚轮在短轨道上往复运动，给往复大车起支撑和导向作用，往复大车带动活动推板作一定幅度的往复运动，减速机为曲柄连杆机构传递动力。

所述底脚推饲板安装在往复大车上的固定钢管梁上；高脚推饲板搭接设置在底脚推饲板的上面，高脚推饲板安装在往复大车上的活动钢管梁上。

所述的进料装置Ⅱ包括进料机构，设置在进料机构一侧的提料电机，设置在进料机构下面的进料斗，设置在进料斗一端的调节进料量的物料闸板，对称连接在物料闸板上端两侧的带有闸板手轮的调节丝杠，所述的进料斗底部对应底脚推饲板设置，进料斗上设有视窗。

所述的供风装置Ⅲ包括设置在供风槽支架上的供风槽，设置在供风槽上的燃气控制通道和辅助燃气控制通道，连接供风槽的燃油器，设置在供风槽上面的配风通道；所述的供风槽通过隔墙被分割成D、E、F三个腔室。

所述的排料装置Ⅳ包括排渣绞龙，连接排渣绞龙的排渣电机，设置在排渣绞龙外面的水套。

本发明的优点和有益效果是：

1、本发明进风口设有三个腔体，保证了气体的进量及热解炉内气体的无氧。

2、本发明采用固定炉条推板和往复式活动炉条推板间隔排列组成，使物料热解均匀，避免了生物质物料出现热解不完全的现象。

3、本发明热解炉底部采用L型单层炉拱，使热解气从炉拱的下面绕到其上面再排出热解炉，防止其将固体颗粒带走，影响最终分离。

4、本发明排料机构外加有水套，可防止因排出的固体颗粒温度过高而燃烧。

5、本发明热解设备处理能力大，热风迅速穿透物料层，干燥效率高，可进行大批量连续生产。

附图说明

图1是本发明动床生物质热解设备立体结构示意图。

图2是本发明图1的A向投影结构示意图。

图3是本发明图2的A-A剖面图。

图4是本发明图1的B向投影结构示意图。

图5是本发明图4的B-B剖面图。

图6本发明传送机构立体结构示意图。

图7是发明图2的供风装置C-C剖面图。

图8是本发明图2中炉条结构示意图。

图9是本发明图6中右炉条结构示意图。

图10是本发明图6中左炉条结构示意图。

图11是本发明热解炉体Ⅰ中往复大车结构示意图。

图12是本发明进料装置Ⅱ中手轮丝杠结构示意图。

图13是本发明底脚推饲板结构示意图。

本发明上述附图中的附图标记名称如下：

1.底座前清理门；2.前脸板块；3.拉杆；4.进料斗；5.进料机构；6.提料电机；7.手轮丝杠；8.闸板手轮；9.热解炉密封外壳；10.热解气出口；11.燃油器；12.供风槽支架；13.供风槽；14.配风通道；15.燃气控制通道；16.辅助燃气控制通道；17.进风通道；18.炉底座侧板；19.热解炉支腿；20.排渣绞龙；21.水套；22.清灰漏斗；23.排渣电机；24.L型单层炉拱；25.砌筑保温层；26.高脚推饲板；27.底脚推饲板；28.视窗；29.右边条；30.炉条；31.炉底座侧清理门；32.托轮短槽；33.滚轮；34.左边条；35.物料闸板；36.固定钢管梁；37.活动钢管梁；38.往复大车；39.炉座底板；40.后箱板；41.点火器；42.折流墙；43.隔墙。

具体实施方式

如图1、2、3所示：该动床生物质热解设备包括热解炉体Ⅰ，设置在热解炉体Ⅰ一端的进料装置Ⅱ，通过进风通道17连接在热解炉体Ⅰ一侧的供风装置Ⅲ和设置在热解炉体Ⅰ另一侧的排料装置Ⅳ。

工作时，物料经过初干燥由进料装置Ⅱ送入热解炉体Ⅰ，产生热解气和固体残渣，残渣由排料装置Ⅳ排出，气体由热解气出口10排出进入到冷凝装置。冷凝后剩余的热解气返回到供风装置Ⅲ继续被利用。

如图2、3、5和6所示：所述热解炉体Ⅰ包括一个通风室A，一个热解室B，设置在通风室A和热解室B之间的传送机构；

所述的通风室A是由前脸板2、两个侧板18，后箱板40和底板39围成的空间，通风室A被固定在热解炉支腿19上，在侧板18及前脸板2上各设有两个清理门1和清理门31，便于进行清渣作业。

所述的热解室B包括L型单层炉拱24、设置在L型单层炉拱24外围的砌筑保温层25及设置在砌筑保温层25外围的热解炉密封外壳9，所述的L型单层炉拱24上设置有尾部折流墙42，尾部折流墙42能够将热解气体几次阻挡，防止将固体颗粒带走，影响最终分离；所述的砌筑保温层25及炉体密封外壳9可将热解炉体Ⅰ内部高温与外部隔离；所述的热解室B一端上方设置有热解气出口10、下方设置有清灰漏斗22，所述热解气出口10将热解室B反应生成的热解气送入到下一步反应装置，所述清灰漏斗22清理热解气通过折流墙42落下的固体颗粒。

所述的传送机构位于通风室A的上顶面，包括拉杆3、高脚推饲板26、底脚推饲板27、右边条29、炉条30、托轮短槽32、滚轮33、左边条 34、固定钢管梁36、活动钢管梁37和往复大车38，所述的固定钢管梁36设置在两个侧板18之间，在每个固定钢管梁36上均设置有左边条34、炉条30和右边条29，所述固定钢管梁36、左边条34、炉条30和右边条29构成固定推板；所述的活动钢管梁37设置在往复大车38上，在每个活动钢管梁37上均设置有左边条34、炉条30和右边条29，所述活动钢管梁37、左边条34、炉条30和右边条29构成活动推板；所述的固定推板和活动推板被依次交替搭接设置在往复大车38的上，所述的高脚推饲板26和底脚推饲板27被依次搭接设置在往复大车38的一端，拉杆3设置在往复大车38的顶端，所述的炉条上带有缝隙用于输送热风，所述的往复大车38的底部两侧各设有两个滚轮33，由曲柄连杆机构带动拉杆3使往复大车在置于托轮短槽3的滚轮33上往复运动，滚轮33在短轨道上往复运动，给往复大车起支撑和导向作用，往复大车38带动活动推板作一定幅度的往复运动，减速机为曲柄连杆机构传递动力。

所述底脚推饲板27安装在往复大车38上的固定钢管梁36上；高脚推饲板26搭接设置在底脚推饲板27的上面，高脚推饲板26安装在往复大车38上的活动钢管梁37上。

工作时热风经由通风室A从固定推板和活动推板上炉条30的缝隙排出；热解炉的核心设计部分即固定推板和活动推板及其附属结构，正常工作过程由减速机驱动传动机构，传动机构带动往复大车38在置于托轮短槽32上的滚轮33上往复运动，固定推板不动，往复大车38带动活动推板向前推动时，物料便被推到前方的固定推板或活动推板上。往复大车38向后运动时，带动活动推板向后运动，后方固定推板将物料推到活动推板的前部，如此往复运动。

如图2和图3所示，所述热解室B是物料进行热解的主要场所，热风经炉条间的缝隙以对流方式将热量传递给待热解的物料，当温度达到热解温度，物料产生热解气及固体残渣。此时残渣被排渣机构排出炉体外，待收集提纯后利用；而气体经过L型单层炉拱24，在尾部经过两个折流墙，防止将固体残渣带走，最后从热解气出口10排出，固体残渣由清灰漏斗22排出。

如图1、5、6所示：所述的进料装置Ⅱ包括进料机构5，设置在进料机构5一侧的提料电机6，设置在进料机构5下面的进料斗4，设置在进料斗4一端的调节进料量的物料闸板35，对称连接在物料闸板35上端两侧的带有闸板手轮8的调节丝杠7，所述的进料斗4底部对应底脚推饲板27设置，进料斗4上设有视窗28。

工作时物料通过进料机构5进入进料斗4，在进料斗4处设有调节进料量的物料闸板35，通过闸箱板上端两侧手轮8来调节丝杠7，实现闸板35上下运动，调节进料口大小，来调节物料厚度；底脚推饲板27和高脚推饲板26安装在进料斗4底部，进入进料斗4内的物料在高脚推饲板26的作用下被推送到底脚推饲板27表面，继而物料继续向前移动，可防止物料在此堆积堵塞进料口；进料斗4上设有视窗28，可观察物料是否堆积，来调节进料速度；物料由此进入热解炉体内。

如图1、7所示：所述的供风装置Ⅲ包括设置在供风槽支架12上的供风槽13，设置在供风槽13上的燃气控制通道15和辅助燃气控制通道16，连接供风槽13的燃油器11，设置在供风槽13上面的配风通道14；所述的供风槽13通过隔墙43被分割成D、E、F三个腔室。

工作时由燃油器11提供热源，经过固定在供风槽支架12上的供风槽13通过进风通道17进入热解炉体Ⅰ内，供风槽13由D、E、F 三个腔室构成，腔室D中的气体为燃油炉吸入的空气，腔室E中为作为可燃气的热解回收气，外接燃气控制阀可调节热解气的进量，配风通道14接有配风阀，可调节空气进量；腔室F中也为热解回收气，辅助燃气通道16外接控制阀可调节热解气的进量，其作用是提供可燃气并保证进入热解炉内的气体恒定且无氧。

如图4所示：所述的排料装置Ⅳ包括排渣绞龙20，连接排渣绞龙20的排渣电机23，设置在排渣绞龙20外面的水套21，工作时排渣绞龙20在排渣电机23的带动下将固体残渣排出炉体外，排渣绞龙20外加有水套21可防止因排出的固体颗粒温度过高而燃烧。

如图1所示：当本发明热解炉体Ⅰ构成的热解设备连续工作时，可关闭燃油器11，不能被冷凝的热解气可作为可燃气体，通过风机将其从燃气通道15和辅助燃气通道16送入供风槽13，燃气通道15和辅助燃气通道16外分别接有控制阀，来调节气体进量，保证密封的炉体内压力一定，通过点火器41点火，打开配风通道14上的配风阀，进入适量空气，为热解气提供氧气而燃烧供热，使设备不再需要外界热源即可工作，既能完成生产，又节约能源。

本实施例实现连续热解作业，串联后提高日加工量和热解程度。

Claims (9)

1.一种动床生物质热解设备，该动床生物质热解设备包括热解炉体（Ⅰ），设置在热解炉体（Ⅰ）一端的进料装置（Ⅱ），通过进风通道（17）连接在热解炉体（Ⅰ）一侧的供风装置（Ⅲ）和设置在热解炉体（Ⅰ）另一侧的排料装置（Ⅳ），所述热解炉体（Ⅰ）内设置有传送机构，其特征在于：所述的传送机构包括设置在热解炉体（Ⅰ）上的固定推板、往复大车、设置在往复大车上的活动推板、高脚推饲板和底脚推饲板，所述的固定推板和活动推板被依次交替搭接设置在往复大车的上，所述的高脚推饲板和底脚推饲板被依次搭接设置在往复大车的一端。

2.根据权利要求1所述的一种动床生物质热解设备，其特征在于：所述热解炉体（Ⅰ）包括一个通风室（A）和一个热解室（B），传送机构设置在通风室（A）和热解室（B）之间；所述固定推板由固定钢管梁（36）、左边条（34）、炉条（30）和右边条（29）构成；所述的固定钢管梁（36）设置在热解炉体（Ⅰ）的两个侧板（18）之间，在每个固定钢管梁（36）上均设置有左边条（34）、炉条（30）和右边条（29）；所述活动推板由活动钢管梁（37）、左边条（34）、炉条（30）和右边条（29）构成，所述的活动钢管梁（37）设置在往复大车（38）上，在每个活动钢管梁（37）上均设置有左边条（34）、炉条（30）和右边条（29）；往复大车（38）的顶端设置有拉杆（3）。

3.根据权利要求1所述的一种动床生物质热解设备，其特征在于：所述的传送机构位于通风室（A）的上顶面，所述的炉条上带有缝隙用于输送热风，所述的往复大车（38）的底部两侧各设有两个滚轮（33），由曲柄连杆机构带动拉杆（3）使往复大车在置于托轮短槽（3）的滚轮（33）上往复运动，滚轮（33）在短轨道上往复运动，给往复大车起支撑和导向作用，往复大车（38）带动活动推板作一定幅度的往复运动，减速机为曲柄连杆机构传递动力。

4.根据权利要求1所述的一种动床生物质热解设备，其特征在于：所述的通风室（A）是由前脸板（2）、两个侧板（18），后箱板（40）和底板（39）围成的空间，通风室（A）被固定在热解炉支腿（19）上，在侧板（18）及前脸板（2）上各设有两个清理门（1）和清理门（31）。

5.根据权利要求1所述的一种动床生物质热解设备，其特征在于：所述的热解室（B）包括（L）型单层炉拱（24）、设置在（L）型单层炉拱（24）外围的砌筑保温层（25）及设置在砌筑保温层（25）外围的热解炉密封外壳（9），所述的（L）型单层炉拱（24）上设置有尾部折流墙（42），尾部折流墙（42）能够将热解气体几次阻挡，防止将固体颗粒带走，影响最终分离；所述的砌筑保温层（25）及炉体密封外壳（9）可将热解炉体（Ⅰ）内部高温与外部隔离；所述的热解室（B）一端上方设置有热解气出口（10）、下方设置有清灰漏斗（22），所述热解气出口（10）将热解室（B）反应生成的热解气送入到下一步反应装置，所述清灰漏斗（22）清理热解气通过折流墙（42）落下的固体颗粒。

6.根据权利要求1所述的一种动床生物质热解设备，其特征在于：所述底脚推饲板（27）安装在往复大车（38）上的固定钢管梁（36）上；高脚推饲板（26）搭接设置在底脚推饲板（27）的上面，高脚推饲板（26）安装在往复大车（38）上的活动钢管梁（37）上。

7.根据权利要求1所述的一种动床生物质热解设备，其特征在于：所述的进料装置（Ⅱ）包括进料机构（5），设置在进料机构（5）一侧的提料电机（6），设置在进料机构（5）下面的进料斗（4），设置在进料斗（4）一端的调节进料量的物料闸板（35），对称连接在物料闸板（35）上端两侧的带有闸板手轮（8）的调节丝杠（7），所述的进料斗（4）底部对应底脚推饲板（27）设置，进料斗（4）上设有视窗（28）。

8.根据权利要求1所述的一种动床生物质热解设备，其特征在于：所述的供风装置（Ⅲ）包括设置在供风槽支架（12）上的供风槽（13），设置在供风槽（13）上的燃气控制通道（15）和辅助燃气控制通道（16），连接供风槽（13）的燃油器（11），设置在供风槽（13）上面的配风通道（14）；所述的供风槽（13）通过隔墙（43）被分割成（D）、（E）、（F）三个腔室。

9.根据权利要求1所述的一种动床生物质热解设备，其特征在于：所述的排料装置（Ⅳ）包括排渣绞龙（20），连接排渣绞龙（20）的排渣电机（23），设置在排渣绞龙（20）外面的水套（21）。