CN104479701A - 生物质炭化与冷却净化一体化装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物质炭化与冷却净化一体化装置，包括支架、热源和设置在支架上的炭化筒，炭化筒的上部具有进料口，热源用于加热炭化筒，其特征在于，还包括冷却筒和过滤筒，冷却筒通过排烟管与炭化筒连通，通过气管与过滤筒连通，冷却筒的内部设有多根冷却管，冷却筒上设有与所述冷却管连通的进水口和出水口，冷却筒的下部设有焦油出口，过滤筒与排气管连通，过滤筒中装有过滤物。生物质原料在炭化炉内炭化，产生的烟气进入冷却筒冷却，冷却筒将焦油从烟气中分离出来，实现了焦油的回收利用；而烟气中的非冷凝气则进入过滤筒经过过滤净化后再向外排放，排放符合环保要求，保护了环境。

Description

生物质炭化与冷却净化一体化装置

技术领域

本发明属于生物质能源制备技术领域，尤其涉及一种生物质炭化与冷却净化一体化装置。

背景技术

生物质能源是一种可再生能源，含硫、氮等污染物少，热化学转化不会造成额外的二氧化碳排放。生物质炭化就是将生物质原料放入炭化炉中，在相对缺氧的状态下进行自然式暗火干馏，在控制燃烧时间和温度的情况下，使生物质原料逐步炭化，生成生物质炭和烟气焦油，烟气焦油可以经过进一步分离后得出焦油和热解气，热解气中含有甲烷与氢气等，这些物质都可以被充分使用。但是，现有的炭化装置，只保留了生物碳，把烟气焦油直接当废弃物排掉，这不但造成资源浪费，而且污染了环境。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可回收焦油并对排放气体进行净化的生物质炭化与冷却净化一体化装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种生物质炭化与冷却净化一体化装置，包括支架、热源和设置在支架上的炭化筒，炭化筒的上部具有进料口，热源用于加热炭化筒，其特征在于，还包括冷却筒和过滤筒，冷却筒通过排烟管与炭化筒连通，通过气管与过滤筒连通，冷却筒的内部设有多根冷却管，冷却筒上设有与所述冷却管连通的进水口和出水口，冷却筒的下部设有焦油出口，过滤筒与排气管连通，过滤筒中装有过滤物。

本发明生物质原料在炭化筒内炭化，炭化产生的烟气进入冷却筒，在冷却筒内进行冷却，焦油遇冷后冷凝为液体存积在冷却筒的下部，冷却筒将焦油从烟气中分离出来，实现了焦油的回收利用；而烟气中的非冷凝气则进入过滤筒，气体经过过滤净化后再向外排放，排放符合环保要求，保护了环境。

进一步地，炭化筒的下部设有进气口，进气口上安装用于调节进气量的调节元件。通过调节元件来调节炭化筒的进氧量和吸风量，以控制炭化时间、温度和质量。

更进一步地，炭化筒的下端设有托板，托板与炭化筒可拆卸连接。炭化时，把托板安装在炭化筒上，炭化完成后，再把托板打开，非常方便出炭。

附图说明

图1为本发明的装配图。

下面结合附图对本发明作详细描述。

具体实施方式

参见图1，生物质炭化与冷却净化一体化装置包括支架1和设置在支架1上的炭化筒2。炭化筒2为薄壁圆柱形不锈钢筒体，上部具有进料口，盖板41螺纹连接在进料口处。盖板41也可以采用如卡扣、插拔等其他活动连接方式与炭化筒连接。进料时，把盖板41打开，进料完成后再盖上盖板41，防止炭化筒2内的热量和烟气等从进料口出来。炭化筒2的下端部为出炭口，出炭口处设有托板4，托板4与炭化筒螺纹连接。托板4也可以采用如卡扣、插拔等其他活动连接方式与炭化筒连接，在出炭口处还可以设置其他的出炭结构。托板4的下方放置存炭筒43，从炭化筒2出来的成品炭直接存放在存炭筒43中，非常便捷。炭化筒2采用热源来加热，在本实施例中，热源为加热圈3，采用电热方式来加热炭化筒2，加热圈3安装在炭化筒2的外壁面上。在两个加热圈3之间设置有检测口，在检测口处安装温度检测元件以检测炭化筒2的温度。热源还可以是高温蒸汽或高温热气。炭化筒2的下部设有多个进气口8，进气口8上安装用于调节进气量的调节元件，在本实施例中，调节元件为螺纹管。通过调节元件来调节炭化筒的进氧量和吸风量，以控制炭化时间、温度和质量。加热圈3的外围设有防护罩42，可防止炭化筒2和加热圈3的热量向外扩散，起到保温作用，同时还可以防止生产人员被烫伤，避免发生生产事故。

冷却筒5在炭化筒2的右侧，炭化筒2在其上部通过排烟管71与冷却筒5连通。冷却筒5的上端部密封，下部为漏斗状，下端部为焦油出口54。冷却筒5的内部设有七根冷却管51，冷却筒5的筒体上设有进水口52和出水口53，进水口52和出水口53均与冷却管51连通，均通过水管连接水箱7。水箱7中的冷水从进水口52流入冷却管51中，之后再从出水口53流回水箱7，这样形成冷却源循环，对冷却筒5中的烟气进行循环冷却。冷却源还可以是冷气。炭化筒2中的生物质原料在炭化过程中产生大量的烟气，烟气含有焦油、一氧化碳、甲烷和灰尘等，烟气从排烟管71进入冷却筒5中，从冷却筒5的下部向上流动，产生分散冷却，同时与冷却管51发生热交换，烟气中的焦油为冷凝气体，遇冷会冷凝为液体，冷凝后的焦油存积在冷却筒5下部，而烟气中的非冷凝气体则从气管72流到过滤筒6中。冷却筒将焦油从烟气中分离开，实现了焦油的回收利用。在冷却筒的焦油出口54处设置阀门55，阀门55下方放置焦油筒56，经过一个时段开启阀门55将存积的焦油放入焦油筒56内。相隔一段时间用自来水冲洗清理一次，以防焦油凝聚堵住出口管孔。

过滤筒6在冷却筒5的右侧，过滤筒6的两端封闭，其上部通过气管72与冷却筒5连通，下部与排气管73连通。过滤筒6内部设有网板62和过滤物61，过滤物61放置在网板62上。进入过滤筒6的烟气经过滤物61过滤净化后再通过排气管73向外排放，排放符合环保要求，保护了环境。过滤物可以是生物质炭或其他物质。排放气体中含有少量一氧化碳、甲烷与氢气等易燃成分。如果实验需要做气体检测，可从排放口取样接入气体检测仪，但不准堵死排气管出口。

排烟管71的一端连接炭化筒2的上部，另一端连接冷却筒的下部，气管72均连接冷却筒5的上部和过滤筒6的上部，排气管73连接过滤筒6的下部。烟气在冷却筒5和过滤筒6内均具有最大行程，使冷却和过滤净化更加充分，效果更好。

支架1的顶部设置电器箱10，以对装置进行控制。生物质原料在炭化筒内，通过筒体外围加温在相对缺氧的状态下进行原料热解反应，热解时间、温度、反应物产量与质量等通过进氧量和吸风量大小控制。不同原料炭化可通过设定不同参数控制。各项技术参数指标通过可编程控制器设定，进行数据检测采集，并在显示屏显示。生物质原料经炭化后成品基本保持原状，体积相对缩小，可以作为生物质炭成型燃料、土壤修复用生物质炭等进一步深化加工成高附加值产品的原料。

使用时，生物质原料自身要干燥，含水量控制在20％以下，超过20％以上最好作烘干预处理。生物质原料必须是颗粒状，最大颗粒尺寸不能超过8×8mm，否则必须作切割处理，最长不超过8mm，但细小的粉末状原料最好不用。进料时控制一定的数量，要均匀装料、不能超过2kg，原料体积不能超过炭化筒容积的80％。筒内原料装好后，检查进气口、加热圈电线连接的安全，然后通电加热。如果进行干馏，则进气口应完全关闭，如果进行热解炭化，则保持一定氧气进入炉内，调节进气口的进氧量。从温控仪上观察原料自燃温度的状况，阶段性的调节进气口。从温控仪上检查温度状况，过高过低都要调节进气口同时要控制吸风量，从中找出规律性的温度控制方法。炭化原料不同，进氧量和吸风量大小是不同的。在炭化过程中，也许会发生部分原料自身熄灭或炭化不完全、成品出来后有生熟混在一起的现象，经常检查炭化温度、速度、时间等状况很重要。检查成品质量，正确的判断成品的炭化时间、温度和出料间隔时间，根据成品质量调整所缺部分。大约三个月左右最好要调换过滤用炭成品，清理网板，炭成品经清理翻晒后可重复使用。

Claims (9)

1.生物质炭化与冷却净化一体化装置，包括支架、热源和设置在支架上的炭化筒，炭化筒的上部具有进料口，热源用于加热炭化筒，其特征在于，还包括冷却筒和过滤筒，冷却筒通过排烟管与炭化筒连通，通过气管与过滤筒连通，冷却筒的内部设有多根冷却管，冷却筒上设有与所述冷却管连通的进水口和出水口，冷却筒的下部设有焦油出口，过滤筒与排气管连通，过滤筒中装有过滤物。

2.根据权利要求1所述的生物质炭化与冷却净化一体化装置，其特征在于，所述炭化筒的下部设有进气口，进气口上安装用于调节进气量的调节元件。

3.根据权利要求2所述的生物质炭化与冷却净化一体化装置，其特征在于，所述炭化筒的下端设有托板，托板与炭化筒活动连接。

4.根据权利要求3所述的生物质炭化与冷却净化一体化装置，其特征在于，所述排烟管的一端连接炭化筒的上部，另一端连接冷却筒的下部，气管均连接冷却筒的上部和过滤筒的上部，排气管连接过滤筒的下部。

5.根据权利要求4所述的生物质炭化与冷却净化一体化装置，其特征在于，所述热源为安装在炭化筒外壁面上的加热圈。

6.根据权利要求5所述的生物质炭化与冷却净化一体化装置，其特征在于，所述炭化筒的进料口处活动连接盖板。

7.根据权利要求6所述的生物质炭化与冷却净化一体化装置，其特征在于，所述加热圈的外围设有防护罩。

8.根据权利要求7所述的生物质炭化与冷却净化一体化装置，其特征在于，还包括水箱，水箱通过水管连接所述冷却筒的进水口和出水口。

9.根据权利要求8所述的生物质炭化与冷却净化一体化装置，其特征在于，所述冷却筒的焦油出口处设置阀门，阀门下方放置焦油筒。