CN103992805A - 一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备及生产方法，所述木炭生产线的炭化炉设置空气鼓风机、木片连续供给装置和调节炭化炉内空气压力的气动阀门；所述木醋液生产线的发酵罐设置压力控制器。通过调节空气鼓风机和气动阀门来控制木片完全燃烧或不完全燃烧；当需要提取焦油量较少的木醋液时，控制木片完全燃烧；主要提取木炭瓦斯时，控制木片进行不完全燃烧。通过控制发酵罐压力，强制发酵木醋液的发酵期比现有技术缩短了1～4周。本发明冷却水以炭化炉→2次冷凝器→1次冷凝器→热压缩机→锅炉的顺序流入。减少热损失。将冷却水送往锅炉回收再使用，提高锅炉的效率。

Description

一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备及生产方法

技术领域

本发明涉及木炭燃烧的技术领域。更具体地，涉及一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备及生产方法。

背景技术

传统的木醋液生产设备是用手动的方式来调节木片的供给量和过量空气。使焦油和木醋液产量不均匀、存在着安全等方面的问题。以往木醋液要经过4～6个月的发酵期后才能蒸馏使用。通过液化工程，液化木炭烟气时排出大量木炭瓦斯。木炭瓦斯属于无法液化的气体，只能燃烧掉或者排到海洋里。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯的生产设备。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯的生产方法。

为解决上述第一个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯的生产设备，主要包括木炭生产线、焦油生产线、木醋液生产线和木炭瓦斯生产线，所述木炭生产线由炭化炉和连接于炭化炉底部碳落口的木炭输送机构成；所述焦油生产线由连接于炭化炉的焦油分离器、阀门连接于焦油分离器下端出口的焦油收集罐、阀门连接于焦油收集罐的焦油输送泵、阀门连接于焦油输送泵出液口的焦油储罐构成；所述木醋液生产线由连接于焦油分离器上端排气口的一次冷却器、连接于一次冷却器下端侧面烟气出口的二次冷却器、阀门连接于一次冷却器底部的一次原液收集器、阀门连接于二次冷却器底部的二次原液收集器、阀门连接于一次原液收集器和二次原液收集器的第一原液输送泵、阀门连接于第一原液输送泵的原液储罐、连接于二次冷却器下端侧面烟气出口的鼓风机、连接于鼓风机烟气出口的烟气与原液分离器、阀门连接于烟气与原液分离器下端排液出口的第二原液输送泵、阀门连接于第二原液输送泵出液口的原液储罐、连接于原液储罐下方第三原液输送泵、阀门连接于第三原液输送泵出液口的木醋液发酵罐、阀门连接于木醋液发酵罐下端出液口的第一木醋液输送泵构成；所述木炭瓦斯生产线由连接于烟气与原液分离器上端木炭瓦斯出口的木炭瓦斯热水锅炉、阀门连接于木炭瓦斯热水锅炉的热水储罐、阀门连接于热水储罐的热水输送泵、阀门连接于热水输送泵出水口的一次蒸馏罐和二次蒸馏罐、焊接于一次蒸馏罐上方的一次冷凝器、焊接于二次蒸馏罐上方的二次冷凝器、焊接于一次冷凝器下端出液口的一次缓冲器、焊接于二次冷凝器下端出液口的二次缓冲器、焊接于一次缓冲器下方出液口的一次蒸馏液主收集罐、焊接于二次缓冲器上方出液口的二次蒸馏液主收集器、阀门连接于一次蒸馏液主收集罐的第一蒸馏液辅助收集罐、阀门连接于二次蒸馏液主收信罐的第二蒸馏液辅助收集罐、阀门连接于一次蒸馏液主收集罐和第一蒸馏液辅助收集罐、二次蒸馏液主收信罐和第二蒸馏液辅助收集罐的第一蒸馏液储罐和第二蒸馏液储罐、阀门连接于第一蒸馏液储罐和第二蒸馏液储罐下端出液口的第二木醋液输送泵、连接于第二木醋液输送泵的一次过滤器、连接于一次过滤器的缓冲罐、连接于缓冲罐的二次过滤器、阀门连接于二次过滤器出液口的木醋液包装机组构成，所述一次缓冲器上连接有第一真空泵，所述二次缓冲器上连接有第二真空泵，第一真空泵和第二真空泵的另一端连接于一次冷却器，所述一次蒸馏罐和二次蒸馏罐的出水口连接于木炭瓦斯热水锅炉，所述第一木醋液输送泵的另一端并连有一次蒸馏罐和二次蒸馏罐上部的进液口构成。

所述炭化炉主要由顶部装燃料室、通过连接法兰连接于顶部装燃料室下端的中部装燃料室、螺丝连接于中部装燃料室下端的主装燃料室构成，所述顶部装燃料室的上方设有木片入口，所述主装燃料室的下端螺丝连接有锥体，所述主装燃料室和锥体交接处，并在主装燃料室内设有柒罩板，所述柒罩板上方固定有三角架，所述主装燃料室壳体内设有夹套，所述锥体壳体内设有与夹套相连的底部夹套，所述底部夹套上设有进水口，所述夹套上设有出水口，所述主装燃料室的正面并对应柒罩板设有入孔，所述主装燃料室的上端侧面设有烟气出口，所述锥体的底部设有木炭出口，木炭出口上设有滑动门。

所述中部装燃料室的上端外侧设有四根支架。

所述夹套上还设有进水泵。

所述木炭瓦斯热水锅炉主要由加热仓、连接于加热仓下方的下锥体、通过第一连接法兰连接于加热仓上方的水箱、通过第二连接法兰连接于水箱上方的上锥体和连接于上锥体上方的烟囱构成，所述下锥体的底部插入有一端设有燃烧罩并置于加热仓内的瓦斯入管，所述水箱上设有水箱进水口和水箱出水口，所述水箱内设有连接于所述水箱进水口和水箱出水口的至少两根传热管。

所述水箱的外侧设有水位计。

所述下锥体上设有至少两个支架腿。

所述炭化炉还设置空气鼓风机、木片连续供给装置和调节炭化炉内空气压力的气动阀门；通过调节空气鼓风机和气动阀门来控制木片完全燃烧或不完全燃烧，1、当需要提取焦油量较少的木醋液时，控制木片完全燃烧；2、主要提取木炭瓦斯时，控制木片进行不完全燃烧。

所述木醋液生产线还设置热压缩机，冷却水供给路线为炭化炉→木醋液生产线的二次冷却器(8)→木醋液生产线的一次冷却器(6)→热压缩机→木炭瓦斯热水锅炉(14)。

所述木醋液生产线的发酵罐设置压力控制器。现有技术中木醋液流入发酵罐后要经过4～6个月的发酵期后才能蒸馏使用。本发明通过控制发酵罐压力，强制发酵木醋液的发酵期比现有技术缩短了1～4周。

现有技术中，冷却水供给是从1次冷凝器→2次冷凝器→炭化炉→温水制造设备的方向供给。导致1次冷凝器提取出较多的木醋液、2次冷凝器提取出较多焦油。此方式无法100％分离烟气中的水分。最终将含有水分的烟气送往锅炉，降低锅炉效率。本发明设备采用的冷却水供给路线正好与上述路线不同，是以炭化炉→2次冷凝器→1次冷凝器→热压缩机→锅炉的顺序流入。如此设计的目的在于减少热损失。将冷却水送往锅炉回收再使用，提高锅炉的效率。

优选地，所述木炭生产线的空气鼓风机的吸压为500mmHg～540mmHg。

为解决上述第二个技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯的生产方法，所述木炭生产线的木片连续供给装置供给的木片长度为20-30mm，木片燃烧高度为150-200mm。

优选地，所述木炭生产线的炭化炉内壁温度为90-120℃。

优选地，所述二次冷却器进水口的冷却水温度为15-18℃。

优选地，所述热压缩机出水口的水温为32-63℃。

优选地，所述木醋液生产线的发酵罐的压力控制为0.05-0.1Mpa。

本发明的有益效果如下：

1、通过调节空气鼓风机和气动阀门来控制木片完全燃烧或不完全燃烧；当需要提取焦油量较少的木醋液时，控制木片完全燃烧；主要提取木炭瓦斯时，控制木片进行不完全燃烧。

2、通过控制发酵罐压力，强制发酵木醋液的发酵期比现有技术缩短了1～4周。

3、冷却水以炭化炉→2次冷凝器→1次冷凝器→热压缩机→锅炉的顺序流入。减少热损失。将冷却水送往锅炉回收再使用，提高锅炉的效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出实施例1的木醋液生产设备的结构示意图。

图2示出实施例1的木醋液生产设备的炭化炉的结构示图。

图3示出图2中三角架的俯视图。

图4示出实施例1的木醋液生产设备的木炭瓦斯热水锅炉的结构示意图。

图5示出图4中水箱的截面图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

采用申请号为201020611622.5的中国专利公开一种木醋液生产设备，进行改进。

如图1所示，一种木醋液生产设备，它主要由木炭生产线、焦油生产线、木醋液生产线和木炭瓦斯生产线构成，其中，所述木炭生产线由炭化炉1和连接于炭化炉底部碳落口的木炭输送机2构成；

所述焦油生产线由连接于炭化炉的焦油分离器3、阀门连接于焦油分离器下端出口的焦油收集罐4、阀门连接于焦油收集罐4的焦油输送泵5、阀门连接于焦油输送泵出液口的焦油储罐17构成；

所述木醋液生产线由连接于焦油分离器3上端排气口的一次冷却器6、连接于一次冷却器下端侧面烟气出口的二次冷却器8、阀门连接于一次冷却器底部的一次原液收集器7、阀门连接于二次冷却器8底部的二次原液收集器9、阀门连接于一次原液收集器和二次原液收集器的第一原液输送泵10、阀门连接于第一原液输送泵10的原液储罐18、连接于二次冷却器8下端侧面烟气出口的鼓风机11、连接于鼓风机烟气出口的烟气与原液分离器12、阀门连接于烟气与原液分离器12下端排液出口的第二原液输送泵13，阀门连接于第二原液输送泵13出液口的原液储罐18、连接于原液储罐18下方第三原液输送泵19、阀门连接于第三原液输送泵19出液口的木醋液发酵罐20、阀门连接于木醋液发酵罐下端出液口的第一木醋液输送泵21构成；；所述发酵罐(20)内设置压力控制器；

所述木炭瓦斯生产线由连接于烟气与原液分离器12上端木炭瓦斯出口的木炭瓦斯热水锅炉14、阀门连接于木炭瓦斯热水锅炉的热水储罐15、阀门连接于热水储罐15的热水输送泵16、阀门连接于热水输送泵16出水口的一次蒸馏罐22和二次蒸馏罐28、焊接于一次蒸馏罐22上方的一次冷凝器23、焊接于二次蒸馏罐28上方的二次冷凝器29、焊接于一次冷凝器23下端出液口的一次缓冲器24、焊接于二次冷凝器29下端出液口的二次缓冲器30、焊接于一次缓冲器24下方出液口的一次蒸馏液主收集罐25、焊接于二次缓冲器30上方出液口的二次蒸馏液主收集器31、阀门连接于一次蒸馏液主收集罐25的第一蒸馏液辅助收集罐26、阀门连接于二次蒸馏液主收信罐31的第二蒸馏液辅助收集罐32、阀门连接于一次蒸馏液主收集罐25和第一蒸馏液辅助收集罐26、二次蒸馏液主收信罐31和第二蒸馏液辅助收集罐32的第一蒸馏液储罐34和第二蒸馏液储罐35、阀门连接于第一蒸馏液储罐和第二蒸馏液储罐下端出液口的第二木醋液输送泵36、连接于第二木醋液输送泵36的一次过滤器37、连接于一次过滤器的缓冲罐38、连接于缓冲罐38的二次过滤器39、阀门连接于二次过滤器39出液口的木醋液包装机组40，所述一次缓冲器24上连接有第一真空泵27，所述二次缓冲器30上连接有第二真空泵33，第一真空泵27和第二真空泵33的另一端连接于一次冷却器6，所述一次蒸馏罐22和二次蒸馏罐28的出水口连接于木炭瓦斯热水锅炉14，所述第一木醋液输送泵21的另一端并连有一次蒸馏罐22和二次蒸馏罐28上部的进液口构成。

如图2、图3所示，木醋液制备装置中的炭化炉1主要由顶部装燃料室51、通过连接法兰50连接于顶部装燃料室下端的中部装燃料室49、螺丝连接于中部装燃料室下端的主装燃料室41构成，所述顶部装燃料室51的上方设有木片入口52，所述主装燃料室41的下端螺丝连接有锥体45，所述主装燃料室和锥体45交接处，并在主装燃料室内设有柒罩板55，所述柒罩板55起焖烧后的木片便于坠落的作用，所述柒罩板上方固定有使木片缓冲下压便于燃烧的三角架58，所述主装燃料室41壳体内设有使冷却水循环、并保持炭化炉外部和炉内壁温度作用和熄炉时迅速降温的夹套42，所述锥体45壳体内设有与夹套42相连的底部夹套44，所述底部夹套44上设有进水口43，所述夹套42上设有出水口47，所述炭化炉1主装燃料室41的冷却水由进水口43进入其腔内夹层中，循环后由炭化炉上端的出水口47出水，与锥体45的出水一同回水利用至木炭瓦斯热水锅炉14内，所述主装燃料室41的正面并对应柒罩板55设有入孔56和活动观察口，所述主装燃料室41的上端侧面设有烟气出口53，所述锥体45的底部设有木炭出口57，木炭出口上设有滑动门46；所述炭化炉还设置空气鼓风机、木片连续供给装置和调节炭化炉内空气压力的气动阀门；

所述中部装燃料室49的上端外侧设有用于支撑炭化炉1的四根支架48，所述夹套42上还设有进水口54。

如图4所示，木醋液制备装置中的木炭瓦斯热水锅炉14主要由加热仓60、连接于加热仓下方的下锥体61、通过第一连接法兰64连接于加热仓上方的水箱59、通过第二连接法兰67连接于水箱上方的上锥体68和连接于上锥体上方的烟囱69构成，所述下锥体61的底部插入有一端设有燃烧罩71并置于加热仓60内的瓦斯入管63，所述水箱59上设有水箱进水口65和水箱出水口70，所述水箱59内设有连接于所述水箱进水口65和水箱出水口70的至少两根传热管72，所述水箱59的外侧设有水位计66，所述下锥体上设有至少两个支架腿62。

木炭瓦斯生产线生产的木炭瓦斯进入木炭瓦斯热水锅炉14底部的瓦斯入管63燃烧，燃烧的火焰经过传热管71加热水箱59内的回水，剩下不可燃烧的烟气顺着传热管口依次经过加热仓60、水箱59及上锥体68，最后由烟囱69排出。

所述木醋液生产线还设置热压缩机，冷却水供给路线为炭化炉→木醋液生产线的二次冷却器(8)→木醋液生产线的一次冷却器(6)→热压缩机→木炭瓦斯热水锅炉(14)。

优选地，所述木炭生产线的空气鼓风机的吸压为500mmHg～540mmHg。

所述木炭生产线的木片连续供给装置供给的木片长度为20-30mm，木片燃烧高度为150-200mm。

优选地，所述木炭生产线的炭化炉内壁温度为90-120℃。

优选地，所述二次冷却器进水口的冷却水温度为15-18℃。

优选地，所述热压缩机出水口的水温为32-63℃。

优选地，所述木醋液生产线的发酵罐的压力控制为0.05-0.1Mpa。

通过调节空气鼓风机和气动阀门来控制木片完全燃烧或不完全燃烧，1、当需要提取焦油量较少的木醋液时，控制木片完全燃烧；2、主要提取木炭瓦斯时，控制木片进行不完全燃烧。

现有技术中木醋液流入发酵罐后要经过4～6个月的发酵期后才能蒸馏使用。本发明通过控制发酵罐压力，强制发酵木醋液的发酵期比现有技术缩短了1～4周。生产出的木醋液pH值为3-4。

现有技术中，冷却水供给是从1次冷凝器→2次冷凝器→炭化炉→温水制造设备的方向供给。导致1次冷凝器提取出较多的木醋液、2次冷凝器提取出较多焦油。此方式无法100％分离烟气中的水分。最终将含有水分的烟气送往锅炉，降低锅炉效率。本发明设备采用的冷却水供给路线正好与上述路线不同，是以炭化炉→2次冷凝器→1次冷凝器→热压缩机→锅炉的顺序流入。如此设计的目的在于减少热损失。将冷却水送往锅炉回收再使用，提高锅炉的效率。

木炭瓦斯的燃烧，创出热量达650～750KJ的高热源。一般，燃烧1kg木片时能得到约8.5～12％(按木片品种、产地，数据略有不同)的木炭瓦斯。木炭瓦斯燃烧时，可以得到高达3600kcal/kg的热量。

木片使用水分含量为25～30％的干木。

木炭瓦斯锅炉在生产1,000kg/h蒸汽时，所需要的木片燃烧量可以通过以下公式来计算。生产1,000kg/h蒸汽时所需要的木片燃烧量计算公式：

生产1kg饱和蒸汽需要660kcal/kg的热量。

木片的低发热量＝3600kcal/kg时

Q t＝1,000*660

＝660,000kcal/3600kcal/kg＝183.3kg/gas

在这里，燃烧1kg木片时所排出的木炭烟气量以平均10％来计算时，

可以算出183.3kg*10＝1,833kg/hr的木片燃烧量。其中，忽视设备的热损失(一般设备的热损失为3％)。计算以上公式时冷却水视为20度的常温。因此，可以判断出送往锅炉的冷却水水温越高，所需要的木片燃烧量就会越少。

木炭瓦斯锅炉除了制造蒸汽之外，还可以制造温水。水的供给量超过制造蒸汽时所需要的水量时，水在沸腾之前就会加热成温水而排出。因此，考虑到使用需求的不同，将木炭瓦斯锅炉设计成了既能制造温水、又能制造蒸汽的多功能锅炉。

实施例2

同实施例1，根据本发明，木片在炭化炉内燃烧后排出木炭烟气和木炭。利用木炭烟气可以液化提取木醋液、焦油、木炭瓦斯。根据木炭瓦斯的燃烧热量，可以制造出生产蒸汽和温水的木炭瓦斯锅炉。

1.自动、连续燃烧型炭化炉。

本发明的炭化炉配备了炭化炉炉体、木片连续供给装置、自动按钮式自动调节过量空气的装置、位置选定传感器、木炭排出闸板、木炭碎末连续排出传送带和自动射水灭火器。

在不使用木片供给装置(传送带)和调节木片供给量的水平传感器时，炭化炉根据自动按钮自动将盖儿盖住，防止微量空气流入。

炭化炉连续燃烧木片时，木片燃烧高度大约在于150～200mm。此时，炭化炉上部被木片覆盖。因此，过量空气绝不可能从上方流入。燃烧只能依靠炭化炉底部流入的空气。

木炭排出口就是空气流入口。这部位不大重要，平时开着也不会流入过量空气。因为，空气的流入量取决于空气鼓风机的速度。但这时一定要设定好自动按钮系统的工作时间。

木片燃烧时炭化炉内壁处于90～120度高温。为了保证炭化炉能够在低温下安全运转，炭化炉内壁由水循环的夹套构成。冷却水通过夹套后，水温上涨13～30度。再把这些冷却水送往木炭瓦斯锅炉，改善锅炉的废热回收功能。

110度的木炭烟气与干木进行热交换、完成焦油工程之后，燃气最终温度只在于70度左右。

按照木材的尺寸，炭化炉的燃烧时间、温度、空气消耗量会明显不同。燃料用木材要切成20～30mm的木片。如果尺寸太大，就会流入过量空气。导致炭化炉内壁温度上升、投料量增加、冷却水量和木炭瓦斯量比例增加等现象。因此，炭化炉运转的环境非常重要，要避免完全燃烧工程。完全燃烧工程可以提取出焦油量较少的木醋液。不过，会减少木炭瓦斯的提取量。主要提取木炭瓦斯为目的时，要避免完全燃烧工程。此项技术的突出点在于完全燃烧工程与不完全燃烧工程的可选性。

根据本发明，炭化炉内导入自动按钮装置。使炭化炉稳当调节过量空气、能够按照空气鼓风机的风速比例来调节燃烧温度。空气鼓风机吸气时，会发生微弱的真空现象。不过维持真空状态的时间非常短暂，不会显然出现真空。在冷凝器内部液化木醋液的时，也会发生微弱的真空现象。不过，在吸入量的作用下马上维持常压状态。再导入了自动调节空气鼓风机速度的系统，保证到炭化炉的稳当燃烧。

此外，本发明使用了封闭炭化炉的方法来掐断外部的空气。掐断炭化炉上、下方的自动锡林阀门，使炭化炉窒息灭火。此方法轻松、迅速，能够防止再燃烧。而且，以上操作可以自动执行。特别是启动了空压锡林推进板，防到了从炭化炉下端上下方流入的空气。提供了更安全，更彻底的停台、开动环境。

以上操作没有时间约束、能够自由运转。

木醋液、焦油提取设备

木片中含有大量c.h.o.n.s等成分。

木片燃烧排出的成分

按木材产地，排出的成分略有差异。

木炭烟气含有多种成分，在低温(常温)下能够轻松冷却液化成水分。可以提取出木醋液、焦油和木炭瓦斯。为了防止木醋液和焦油混合、提高木醋液的产量，工程时一定要将焦油分离掉。在这里采用的气旋式焦油分离技术属于本专利。

木片正常燃烧时，木炭烟气将被空气鼓风机吸收、排到炭化炉外部。其中，最先被气液分离的成分为焦油。气液分离是以比重分离的方式分离。比重较重的焦油在气液分离后流入焦油集收罐。焦油集收罐是以双重罐设计、制造。夹层放流温水，防止焦油硬化的现象、起到了保温效果。同样，焦油移送管道也是用双重管道设计、制造，其目的相同。此外，装置了温度调节设备，用于防止水温过高。集收的焦油在水平传感器的作用下，通过高粘度泵自动被移送到焦油储罐。

此外，本发明还提供了有效分离气与液的气液分离器。在冷凝器底部装置了气液分离器，保证木醋液自流、保证雾状上升的微粒子能够摩擦重新坠落。

气液分离之后，焦油将通过。其中没能在焦油分离器液化的木炭烟气，通过1次冷凝器N1管流入后再从N2管排出。冷却水是从N3处流入、N4处排出。木炭烟气与冷却水进行热交换后，含有水分的木炭烟气在1次冷凝器液化成液体。水分中含有焦油和木醋液成分，直接集收在集收罐。没能在1次冷凝器中液化的木炭烟气将流入2次冷凝器。

冷凝器采用了壳管式和板型式热交换机技术。其中，为了清洗设备内部而采用的壳管式热交换机属于本专利。带有温度的木炭烟气含有等于温度量的潜热物质。冷凝器可以将此潜热转化为显热。在此过程中液化其中的水分就可以提取出木醋液。一般，木炭烟气在流入入口时的温度处于70度低温。此时，可以推测出烟气的潜热量557Kcal/kg、导热量625.5Kcal/kg。这些数据是以木炭烟气中的水分为基准，可以选定出来。利用以上数据可以算出冷凝器的导热面积和冷却水的消耗量，还能得知被排出的烟气成分。

在水平传感器的作用下，木醋液的水位达到集收罐上部时自动将移送泵启动。集收在集收罐里的木醋液会流入木醋液储罐。此时，冷却水的水温要比2次冷凝器的水温高一些。因此，集收到的木醋液含有较多的焦油成分。

流入2次冷凝器的木炭烟气将再次与冷却水进行热交换、气液分离。其工程方式与1次冷凝器相同。由于供给的冷却水水温要比1次冷凝器的水温低一些，在2次冷凝器中大部分木炭烟气将液化成木醋液。这种热交换方式就叫做交叉式热交换，热交换效果极佳。

2次冷凝器要尽可能100％履行气液分离。在这里，冷却水供给量和导热面积(冷却面积)的数据非常重要。冷却水水温越低，效率就会越高。如果冷却水持续在循环式冷却塔下冷却使用，只能增加设备的导热面积和冷却水使用量。

气液分离度可以按照实验数据为基准、通过热力学计算来判定出导热面积和冷却水量。

2次冷凝器和1次冷凝器的木醋液移送方式相同。都是在水平传感器的作用下，通过移送泵将木醋液送往木醋液储罐。

冷却水按照交叉式热交换方式攻击。此方式极大化了冷却水的升温。目的是为了提高温水、蒸汽制造锅炉的生产效率，更有效的冷却、冷凝木醋液。

为此，本发明开发、设置了热压缩机。木醋液冷却工程结束后使冷却水(约32℃)通过热压缩机，冷却水温度32℃-63℃(TGHP)升温至32℃-95℃(CHP)。本设备使用的热压缩机(热泵)分为两种。专用语统称为热泵(HEATPUMP

SYSTEM)＝热压缩机。

1)TGHP(THERMAR GENERATOR HEAT PUMP＝热压缩机)的形式为将水流入泵状装置内。流入的水将通过能够摩擦水的多种形态叶轮和底板。通过高度的摩擦活动来发热水分子，提高水温。

2)CHP(CO2,Gas–HEAT PUMP＝热压缩机)的形式为利用冷冻机的冷凝热来提高水温的方式，运转压力非常高。

一般，家庭用空调或产业用冷冻机的冷凝器使用压力为12–21kg/cm²，运转压力较低。

不过，本装置的冷冻机以CO2Gas冷媒来代替了R22冷媒。运转时冷冻机的压缩压力可高达100–130kg.cm²，高压运转。

此时，在压力发生的冷媒温度高达约160℃-240℃间。是与水热交换的方式进行。强调的是冷凝器和冷冻机(压缩机)的制作要求一定呀耐高压。

冷凝器的制作方式有些特殊，它的传热效率一定要高。此类方式的优点在于通过本装置的热交换来提高木醋液的冷却水水温(32℃-95℃)后供给给温水、蒸汽制造用锅炉。

本装置的COP(性能系数)高达3–3.8。

开发、设置热泵的目的在于：(1)提高在木醋液生产工程中流出的冷却水水温。(2)燃烧在木醋液工程中产生的少量不液性燃气来生产温水、蒸汽时以较少的能源来制造高效率锅炉的技术。总的来说，是利用少量能源来制造出能够导出大量能源的装置。本装置(TGHP和CHP)归于本工程的专利。

此外，通过空气鼓风机可以逆变控制使用燃烧所需要的空气。空气鼓风机的吸压为500mmHg～540mmHg，设计的非常精确。最高吸压可以达到1-540∕760＝0.722bar。

以往(韩国、日本)，冷却水供给是从1次冷凝器→2次冷凝器→炭化炉→温水制造设备的方向供给。导致1次冷凝器提取出较多的木醋液、2次冷凝器提取出较多焦油。此方式无法100％分离烟气中的水分。最终将含有水分的烟气送往锅炉，降低锅炉效率。不过，本设备采用的冷却水供给路线正好与上述路线逆向。是以炭化炉→2次冷凝器→1次冷凝器→热压缩机→锅炉的顺序流入。如此设计的目的在于减少热损失。将冷却水送往锅炉回收再使用，提高锅炉的效率。特别是为了100％分离木醋液，设计时应用了可以提高导热效果的螺旋壳管式技术。

注入空气、强制发酵木醋液的技术。

提取原始木醋液后，利用焦油分离器可以分离出木醋液中的焦油成分。不过，此工程不够彻底。木醋液储罐内还是含有着焦油成份和多种异物质。

此外，木醋液流入发酵储罐后要经过4～6个月的发酵期后才能蒸馏使用。由于木醋液的自然发酵的时间过长，影响到了生产效率。

因此，研发出了注入空气、强制发酵的方法。将木醋液的发酵期缩短了1～4周。而且，发酵质量优、更有利于蒸馏。

为了使空气分布均匀，本专利具备了特定的空气压力控制设备和控制空气流入量的设备。此外，为了更有效处理空气喷射，具备了能够均匀喷射空气的空气分布器。

强制发酵法是本发明的又一个独有成果。强制发酵所提到的上述设备，全部归于本专利。

最后，采用了低真空或常压运转蒸馏的技术。能够生产出PH值低于3～4的木醋液。

木炭瓦斯锅炉设备。

利用木炭烟气提取木醋液和焦油之外，还可以提取到木炭瓦斯。本发明的焦点在于木炭瓦斯的燃烧，创出热量达650～750的高热源。一般，燃烧1kg木片时能得到约8.5～12％(按木片品种、产地，数据略有不同)的木炭瓦斯。木炭瓦斯燃烧时，可以得到高达3600kcal/kg的热量。

木片最好要使用干木(水分含量为25～30％左右)。如果水分含量较多，可以提取到较多的木醋液。反面，提取到的木炭瓦斯量会比较少。

木炭瓦斯锅炉在生产1,000kg/h蒸汽时，所需要的木片燃烧量可以通过以下公式来计算。生产1,000kg/h蒸汽时所需要的木片燃烧量计算公式：

生产1kg饱和蒸汽需要660kcal/kg的热量。

木片的低发热量＝3600kcal/kg时

Q t＝1,000*660

＝660,000kcal/3600kcal/kg＝183.3kg/gas

在这里，燃烧1kg木片时所排出的木炭烟气量以平均10％来计算时，可以算出183.3kg*10＝1,833kg/hr的木片燃烧量。其中，忽视设备的热损失(一般设备的热损失为3％)。计算以上公式时冷却水视为20度的常温。因此，可以判断出送往锅炉的冷却水水温越高，所需要的木片燃烧量就会越少。

木炭瓦斯锅炉除了制造蒸汽之外，还可以制造温水。水的供给量超过制造蒸汽时所需要的水量时，水在沸腾之前就会加热成温水而排出。因此，考虑到使用需求的不同，将木炭瓦斯锅炉设计成了既能制造温水、又能制造蒸汽的多功能锅炉。

过热蒸汽是木炭瓦斯锅炉的特征。温度达250度以上的饱和蒸汽就叫做过热蒸汽。本发明的木炭瓦斯锅炉可以制造过热蒸汽。这里提到的过热蒸汽制造就是指对饱和蒸汽进行再加热的技术。通过对饱和蒸汽(表面管)再加热，蒸汽可以达到600度高温。此时，一定要计算好2次加热管的导热面积。要以线圈式制造，材质要使用无焊缝的不锈钢管。蒸汽再加热技术难度非常大，常常发生导热管出现裂纹、电焊处爆裂的现象。不过，本开发的技术避免了电焊处受热、尽可能取部弯曲处理制造了线圈。

以上所有工程，讲述了怎样利用木片一种原料去生产出多种回收性原料的过程。根据以木片为燃料的炭化炉制造木炭；利用木炭烟气提取木醋液、焦油和木炭瓦斯；注入空气强制发酵木醋液，生产食用醋精的蒸馏设备；生产蒸汽和温水的木炭瓦斯锅炉。

本发明的木醋液、木炭瓦斯锅炉设备对环境非常友好，不会发生大气污染等环境问题。而且这套设备在寒冷地区的产业领域中使用度非常高，效果非常理想。

此外，木醋液还能广泛应用于农场较多的农业区。利用木醋液和天然物合成制造的天然农药的诞生充分体现了木醋液对环境的友好性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (7)

1.一种木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备，主要包括木炭生产线、焦油生产线、木醋液生产线和木炭瓦斯生产线，其特征在于：所述木炭生产线由炭化炉(1)和连接于炭化炉底部碳落口的木炭输送机(2)构成；

所述焦油生产线由连接于炭化炉的焦油分离器(3)、阀门连接于焦油分离器下端出口的焦油收集罐(4)、阀门连接于焦油收集罐(4)的焦油输送泵(5)、阀门连接于焦油输送泵出液口的焦油储罐(17)构成；

所述木醋液生产线由连接于焦油分离器(3)上端排气口的一次冷却器(6)、连接于一次冷却器下端侧面烟气出口的二次冷却器(8)、阀门连接于一次冷却器底部的一次原液收集器(7)、阀门连接于二次冷却器(8)底部的二次原液收集器(9)、阀门连接于一次原液收集器和二次原液收集器的第一原液输送泵(10)、阀门连接于第一原液输送泵(10)的原液储罐(18)、连接于二次冷却器(8)下端侧面烟气出口的鼓风机(11)、连接于鼓风机烟气出口的烟气与原液分离器(12)、阀门连接于烟气与原液分离器(12)下端排液出口的第二原液输送泵(13)，阀门连接于第二原液输送泵(13)出液口的原液储罐(18)、连接于原液储罐(18)下方第三原液输送泵(19)、阀门连接于第三原液输送泵(19)出液口的发酵罐(20)、阀门连接于木醋液发酵罐下端出液口的第一木醋液输送泵(21)构成；所述发酵罐(20)内设置压力控制器；

所述木炭瓦斯生产线由连接于烟气与原液分离器(12)上端木炭瓦斯出口的木炭瓦斯热水锅炉(14)、阀门连接于木炭瓦斯热水锅炉的热水储罐(15)、阀门连接于热水储罐(15)的热水输送泵(16)、阀门连接于热水输送泵(16)出水口的一次蒸馏罐(22)和二次蒸馏罐(28)、焊接于一次蒸馏罐(22)上方的一次冷凝器(23)、焊接于二次蒸馏罐(28)上方的二次冷凝器(29)、焊接于一次冷凝器(23)下端出液口的一次缓冲器(24)、焊接于二次冷凝器(29)下端出液口的二次缓冲器(30)、焊接于一次缓冲器(24)下方出液口的一次蒸馏液主收集罐(25)、焊接于二次缓冲器(30)上方出液口的二次蒸馏液主收集器(31)、阀门连接于一次蒸馏液主收集罐(25)的第一蒸馏液辅助收集罐(26)、阀门连接于二次蒸馏液主收信罐(31)的第二蒸馏液辅助收集罐(32)、阀门连接于一次蒸馏液主收集罐(25)和第一蒸馏液辅助收集罐(26)、二次蒸馏液主收信罐(31)和第二蒸馏液辅助收集罐(32)的第一蒸馏液储罐(34)和第二蒸馏液储罐(35)、阀门连接于第一蒸馏液储罐和第二蒸馏液储罐下端出液口的第二木醋液输送泵(36)、连接于第二木醋液输送泵(36)的一次过滤器(37)、连接于一次过滤器的缓冲罐(38)、连接于缓冲罐(38)的二次过滤器(39)、阀门连接于二次过滤器(39)出液口的木醋液包装机组(40)，所述一次缓冲器(24)上连接有第一真空泵(27)，所述二次缓冲器(30)上连接有第二真空泵(33)，第一真空泵(27)和第二真空泵(33)的另一端连接于一次冷却器(6)，所述一次蒸馏罐(22)和二次蒸馏罐(28)的出水口连接于木炭瓦斯热水锅炉(14)，所述第一木醋液输送泵(21)的另一端并连有一次蒸馏罐(22)和二次蒸馏罐(28)上部的进液口构成；

所述炭化炉(1)主要由顶部装燃料室(51)、通过连接法兰连接于顶部装燃料室下端的中部装燃料室(49)、螺丝连接于中部装燃料室下端的主装燃料室(41)构成，所述顶部装燃料室(51)的上方设有木片入口(52)，所述主装燃料室(41)的下端螺丝连接有锥体(45)，所述主装燃料室和锥体(45)交接处，并在主装燃料室内设有柒罩板(55)，所述柒罩板上方固定有三角架(58)，所述主装燃料室(41)壳体内设有夹套(42)，所述锥体(45)壳体内设有与夹套(42)相连的底部夹套(44)，所述底部夹套(44)上设有进水口(43)，所述夹套(42)上设有出水口(47)，所述主装燃料室(41)的正面并对应柒罩板(55)设有入孔(56)，所述主装燃料室(41)的上端侧面设有烟气出口(53)，所述锥体(45)的底部设有木炭出口(57)，木炭出口上设有滑动门(46)；所述炭化炉还设置空气鼓风机、木片连续供给装置和调节炭化炉内空气压力的气动阀门；

所述中部装燃料室(49)的上端外侧设有四根支架(48)；所述夹套(42)上还设有进水泵(54)；

所述木炭瓦斯热水锅炉(14)主要由加热仓(60)、连接于加热仓下方的下锥体(61)、通过第一连接法兰(64)连接于加热仓上方的水箱(59)、通过第二连接法兰(67)连接于水箱上方的上锥体(68)和连接于上锥体上方的烟囱(69)构成，所述下锥体(61)的底部插入有一端设有燃烧罩(71)并置于加热仓(60)内的瓦斯入管(63)，所述水箱(59)上设有水箱进水口(65)和水箱出水口(70)，所述水箱(59)内设有连接于所述水箱进水口(65)和水箱出水口(70)的至少两根传热管(72)；所述水箱(59)的外侧设有水位计(66)；所述下锥体上设有至少两个支架腿(62)；

所述木醋液生产线还设置热压缩机，冷却水供给路线为炭化炉→木醋液生产线的二次冷却器(8)→木醋液生产线的一次冷却器(6)→热压缩机→木炭瓦斯热水锅炉(14)。

2.根据权利要求1所述木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备，其特征在于：所述木炭生产线的空气鼓风机的吸压为500mmHg～540mmHg。

3.根据权利要求1所述木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯的生产设备的生产方法，其特征在于：所述木炭生产线的木片连续供给装置供给的木片长度为20-30mm，木片燃烧高度为150-200mm。

4.根据权利要求1所述木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备的生产方法，其特征在于：所述木炭生产线的炭化炉(1)内壁温度为90-120℃。

5.根据权利要求1所述木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯的生产设备的生产方法，其特征在于：所述二次冷却器(8)进水口的冷却水温度为15-18℃。

6.根据权利要求1所述木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备的生产方法，其特征在于：所述热压缩机出水口的水温为32-63℃。

7.根据权利要求1所述木炭、焦油、木醋液、木炭瓦斯生产设备的生产方法，其特征在于：所述木醋液生产线的发酵罐(20)的压力控制为0.05-0.1Mpa。