CN103952163A - 一种电磁炭化装置和包括该装置的生物质炭化系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物质能源处理技术领域，尤其涉及一种电磁炭化装置和包括该装置的生物质炭化系统。所述装置包括由上至下设置且相互平行的干燥处理管、炭化处理管和焙烧处理管，每个处理管内设有电磁加热装置和同轴的螺旋输送机，包括所述电磁炭化装置的生物质炭化系统还包括上料机，上料机与所述电磁炭化装置的进料仓连接，电磁炭化装置的主排气管与除尘过滤装置连接，除尘过滤装置与可燃气过滤冷却装置、螺旋管复合气液分离器、引风机和储气罐顺次连接，所述的连接方式为管道连接。本发明结构简单，设计合理，节能环保，提高炭粉产量又减少高温烟雾排放，改善操作工人工作环境，而且对于不同物料所采用的温度可有效调整和控制。

Description

一种电磁炭化装置和包括该装置的生物质炭化系统

技术领域

   本发明属于生物质能源处理技术领域，尤其涉及一种电磁炭化装置和包括该装置的生物质炭化系统。

背景技术

生物质能源是一种可再生的新能源，其开发利用不仅可以解决与能源密切相关的环境污染问题，而且还可以解决化石能源日趋紧缺的问题，从而促进经济、社会的可持续发展。目前生物质能源的开发利用方法很多，在热化方法中目前主要有以下几种技术：生物质气化 、土窑炭化 、干馏釜热解、生物质炭化制气。生物质炭化制气是将粉碎后的物料，经烘干系统后直接连续加入裂解炉，裂解热源经多回程利用，提高了热效率，同时由于机组的连续运行，避免了裂解炉反复加热、冷却的热损失，最终可得到生物燃气、生物炭、木焦油和木醋液等产物，且其生物炭为炭粉，拓展了原料及炭粉的用途。该技术的研发与应用，促进了生物质能源的清洁、高效利用。

   目前生物质炭化制气主要为气化加热，气化加热是将粉碎的物料加入气化炉内，经缺氧燃烧生成可燃气。可燃气经过滤净化用于连续炭化设备点火和加热，但由于可燃气的纯度不确定，且其生成量难以控制，导致连续炭化设备生产运行和炭粉质量不稳定。更严重的是物料在气化炉生成可燃气的过程中的产生大量的高温烟雾，高温烟雾排放对环境污染较大，并且在生产过程中气化炉温度过高容易造成操作人员烫伤，工作环境比较恶略。

发明内容

 本发明的目的是提供一种电磁炭化装置和包括该装置的生物质炭化系统，本发明结构简单，设计合理，节能环保，提高炭粉产量又减少高温烟雾排放，改善操作工人工作环境，而且对于不同物料所采用的温度可有效调整和控制。

     为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种电磁炭化装置，所述装置包括由上至下设置且相互平行的干燥处理管、炭化处理管和焙烧处理管，每个处理管内设有电磁加热装置和同轴的螺旋输送机，每个螺旋输送机的主轴与相应的传动装置连接；干燥处理管、炭化处理管和焙烧处理管与水平线夹角皆为5°-10°，干燥处理管的上端设有进料仓，下端设有出料口，干燥处理管的出料口与炭化处理管的进料口连接，炭化处理管的出料口与焙烧处理管的进料口连接。

优选的，所述的每个处理管内轴方向上等间距设有三套电磁加热装置。

优选的，所述的传动装置包括变频电机，变频电机与减速机连接，减速机与传动主轴连接，传动主轴与相应的螺旋输送机主轴通过花键连接。

优选的，所述炭化处理管的进料口位于其下端，出料口位于其上端，焙烧处理管的进料口为与其上端，出料口位于其下端，并与炭粉冷却装置连接。

优选的，每个处理管内螺旋输送机的传动装置设置在靠近进料口一端。

优选的，每个处理管上皆设有出气口，出气口分别通过相应的支排气管与主排气管连接。

所述的电磁炭化装置工作时，将粉碎后的生物质原料通过进料仓送入干燥处理管内，干燥处理管内的三套电磁加热装置分别独立控制，使得干燥处理管内原料温度在80-200℃之间，保证原料从内到外加热至水分充分排出。原料干燥后，干燥处理管内的螺旋输送机在相应的传动装置带动下转动，向下推动干燥原料从干燥处理管的出料口和炭化处理管的进料口进入炭化处理管内；炭化处理管内的三套电磁加热装置分别独立控制，使得炭化处理管内原料的温度在250-400℃之间，此温度下原料急剧地进行热分解，生成大量分解产物，然后炭化处理管内的螺旋输送机在相应的传动装置带动下转动，向上推动炭化后原料和分解产物从炭化处理管的出料口和焙烧处理管的进料口进入焙烧处理管，焙烧处理管内的三套电磁加热装置分别独立控制，使得焙烧处理管内的物料温度在450-800℃，提供外部热量使分解产物中生物炭进行煅烧，排出残留在生物炭中的挥发性物质，提高生物炭的固定碳含量，最终，焙烧处理管内的螺旋输送机在相应的传动装置带动下转动，向下推动分解产物中的生物炭从焙烧处理管的出料口落入炭粉冷却装置中，同时，将每个处理管中原料产生的生物可燃气体通过支排气管导入主排气管中被处理；每个处理管的倾斜角度设置，也利于原料分解出的木焦油和木醋液等液态产物的回收。

根据不同原料在不同阶段的炭化温度曲线，电磁炭化装置内三个处理管内的温度被9套相互独立操控的电磁加热装置控制，适应不同物料的炭化工艺生产，能够保证可燃气体质量纯度和数量稳定，其后续处理和使用提供保障。另外产生的可燃气体可充当焙烧处理管煅烧的原料，自给自足，节省能耗。

包括所述电磁炭化装置的生物质炭化系统，所述系统包括上料机，上料机与所述电磁炭化装置的进料仓连接，电磁炭化装置的主排气管与除尘过滤装置连接，除尘过滤装置与可燃气过滤冷却装置、螺旋管复合气液分离器、引风机和储气罐顺次连接，所述的连接方式为管道连接。

优选的，所述的除尘过滤装置包括依次连接的一次除尘过滤装置和二次除尘过滤装置。

优选的，所述的可燃气体过滤冷却装置包括依次连接的一次气体过滤冷却装置和二次气体过滤冷却装置。

优选的，所述的电磁炭化装置的焙烧处理管上设有进气口，进气口与储气罐通过管道连接。

所述的生物质炭化系统工作时，上料机将粉碎后的生物质原料通过电磁炭化装置的进料仓加入电磁炭化装置内，经过电磁炭化装置处理后的生物炭粉进入炭粉冷却装置内被冷却后回收，经过电磁炭化装置处理后的生物可燃气体通过主排气管和在引风机的作用下，依次通过一次除尘过滤装置、二次除尘过滤装置、一次气体过滤冷却装置、二次气体过滤冷却装置后进入螺旋管复合气液分离器中脱去大量的水分和焦油，提高纯度，高纯度的可燃气体进入储气罐中被人们使用或进入电磁炭化装置的焙烧处理管中充当煅烧燃料。

     本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1）根据不同原料在不同阶段的炭化温度曲线，电磁炭化装置内三个处理管内的温度被9套相互独立操控的电磁加热装置控制，适应各种不同物料的炭化工艺所产生的可燃气体的有效管控，能够保证可燃气体质量纯度和数量稳定，为其后续的处理、使用提供保障。

2）采用电磁加热技术，彻底解决采用气化加热工艺时，炭化炉“点火冒烟”的技术瓶颈，为彻底解决环保及设备安全运行提供有力保证；

3）生产效率高，采用同样的成本投入，本发明的生物质分解产物产量比现有技术增加近一倍,即经济效益提高近一倍。

附图说明

图1为具体实施方式中电磁炭化装置的结构示意图；

图2为图1中电磁炭化装置的右视图；

图3为具体实施方式中包括图1-2所示电磁炭化装置的生物质炭化系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，一种电磁炭化装置，所述装置包括由上至下设置且相互平行的干燥处理管1、炭化处理管2和焙烧处理管3，每个处理管内设有电磁加热装置和同轴的螺旋输送机6，每个螺旋输送机6的主轴与相应的传动装置5连接；干燥处理管1、炭化处理管2和焙烧处理管3与水平线夹角皆为10°，干燥处理管1的上端设有进料仓4，下端设有出料口，炭化处理管2的进料口位于其下端，出料口位于其上端，焙烧处理管3的进料口为与其上端，出料口位于其下端，干燥处理管1的出料口与炭化处理管2的进料口连接，炭化处理管2的出料口与焙烧处理管3的进料口连接，焙烧处理管3的出料口与炭粉冷却装置7连接，每个处理管内轴方向上等间距设有三套电磁加热装置。所述的传动装置5包括变频电机，变频电机与减速机连接，减速机与传动主轴连接，传动主轴与相应的螺旋输送机6主轴通过花键连接。。每个处理管内螺旋输送机6的传动装置5设置在靠近进料口一端。每个处理管上皆设有出气口，出气口分别通过相应的支排气管8与主排气管9连接。

所述的电磁炭化装置16工作时，将粉碎后的生物质原料通过进料仓4送入干燥处理管1内，干燥处理管1内的三套电磁加热装置分别独立控制，使得干燥处理管1内原料温度在80-200℃之间，保证原料从内到外加热至水分充分排出。原料干燥后，干燥处理管1内的螺旋输送机6在相应的传动装置5带动下转动，向下推动干燥原料从干燥处理管1的出料口和炭化处理管2的进料口进入炭化处理管2内；炭化处理管2内的三套电磁加热装置分别独立控制，使得炭化处理管2内原料的温度在250-400℃之间，此温度下原料急剧地进行热分解，生成大量分解产物，然后炭化处理管2内的螺旋输送机6在相应的传动装置5带动下转动，向上推动炭化后原料和分解产物从炭化处理管2的出料口和焙烧处理管3的进料口进入焙烧处理管3，焙烧处理管3内的三套电磁加热装置分别独立控制，使得焙烧处理管3内的物料温度在450-800℃，提供外部热量使分解产物中生物炭进行煅烧，排出残留在生物炭中的挥发性物质，提高生物炭的固定碳含量，最终，焙烧处理管3内的螺旋输送机6在相应的传动装置5带动下转动，向下推动分解产物中的生物炭从焙烧处理管3的出料口落入炭粉冷却装置7中，同时，将每个处理管中原料产生的生物可燃气体通过支排气管8导入主排气管9中被处理；每个处理管的倾斜角度设置，也利于原料分解出的木焦油和木醋液等液态产物的回收。

根据不同原料在不同阶段的炭化温度曲线，电磁炭化装置16内三个处理管内的温度被9套相互独立操控的电磁加热装置控制，适应不同物料的炭化工艺生产，能够保证可燃气体质量纯度和数量稳定，其后续处理和使用提供保障。另外产生的可燃气体可充当焙烧处理管煅烧的原料，自给自足，节省能耗。

包括所述电磁炭化装置16的生物质炭化系统，所述系统包括上料机10，上料机10与所述电磁炭化装置16的进料仓4连接，电磁炭化装置16的主排气管9与除尘过滤装置连接11，除尘过滤装置11与可燃气过滤冷却装置12、螺旋管复合气液分离器13、引风机14和储气罐15顺次连接，所述的连接方式为管道连接，除尘过滤装置11包括依次连接的一次除尘过滤装置和二次除尘过滤装置；可燃气体过滤冷却装置12包括依次连接的一次气体过滤冷却装置和二次气体过滤冷却装置，电磁炭化装置16的焙烧处理管3上设有进气口，进气口与储气罐15通过管道连接。

所述的生物质炭化系统工作时，上料机10将粉碎后的生物质原料通过电磁炭化装置16的进料仓4加入电磁炭化装置16内，经过电磁炭化装置16处理后的生物炭粉进入炭粉冷却装置7内被冷却后回收，经过电磁炭化装置16处理后的生物可燃气体通过主排气管9和在引风机的14的作用下，依次通过一次除尘过滤装置、二次除尘过滤装置、一次气体过滤冷却装置、二次气体过滤冷却装置后进入螺旋管复合气液分离器13中脱去大量的水分和焦油，提高纯度，高纯度的可燃气体进入储气罐15中被人们使用或进入电磁炭化装置16的焙烧处理管3中充当煅烧燃料。

Claims (10)

1.一种电磁炭化装置，其特征在于，所述装置包括由上至下设置且相互平行的干燥处理管、炭化处理管和焙烧处理管，每个处理管内设有电磁加热装置和同轴的螺旋输送机，每个螺旋输送机的主轴与相应的传动装置连接；干燥处理管、炭化处理管和焙烧处理管与水平线夹角皆为5°-10°，干燥处理管的上端设有进料仓，下端设有出料口，干燥处理管的出料口与炭化处理管的进料口连接，炭化处理管的出料口与焙烧处理管的进料口连接。

2.如权利要求1所述的一种电磁炭化装置，其特征在于，所述的每个处理管内轴方向上等间距设有三套电磁加热装置。

3.如权利要求1所述的一种电磁炭化装置，其特征在于，所述的传动装置包括变频电机，变频电机与减速机连接，减速机与传动主轴连接，传动主轴与相应的螺旋输送机主轴通过花键连接。

4.如权利要求1所述的一种电磁炭化装置，其特征在于，所述炭化处理管的进料口位于其下端，出料口位于其上端，焙烧处理管的进料口为与其上端，出料口位于其下端，并与炭粉冷却装置连接。

5.如权利要求4所述的一种电磁炭化装置，其特征在于，每个处理管内螺旋输送机的传动装置设置在靠近进料口一端。

6.如权利要求1所述的一种电磁炭化装置，其特征在于，每个处理管上皆设有出气口，出气口分别通过相应的支排气管与主排气管连接。

7.包括权利要求1-6任一所述电磁炭化装置的生物质炭化系统，其特征在于，所述系统包括上料机，上料机与所述电磁炭化装置的进料仓连接，电磁炭化装置的主排气管与除尘过滤装置连接，除尘过滤装置与可燃气过滤冷却装置、螺旋管复合气液分离器、引风机和储气罐顺次连接，所述的连接方式为管道连接。

8.如权利要求7所述的生物质炭化系统，其特征在于，所述的除尘过滤装置包括依次连接的一次除尘过滤装置和二次除尘过滤装置。

9.如权利要求7所述的生物质炭化系统，其特征在于，所述的可燃气体过滤冷却装置包括依次连接的一次气体过滤冷却装置和二次气体过滤冷却装置。

10. 如权利要求7所述的生物质炭化系统，其特征在于，所述的电磁炭化装置的焙烧处理管上设有进气口，进气口与储气罐通过管道连接。