CN105349155B - 环保炭化炉中的烟路循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保炭化炉中的烟路循环装置，隔热板将炉腔分隔成相互独立的第一炉腔和第二炉腔，在隔热板上由前至后间隔设置有若干气体通道，各气体通道两端分别与第一炉腔和第二炉腔相连通；在第一炉腔后端设置有与第一炉腔相连通的第一管道，在第二炉腔后端设置有与第二炉腔相连通的第二管道；在炭化炉炉体后侧设置有燃烧室，引风机通过引风管道与燃烧室内腔相连通；在第一炉腔与燃烧室之间设置有第一烟路循环装置，在第二炉腔与燃烧室之间设置有第二烟路循环装置。该环保炭化炉中的烟路循环装置集烘干炭化为一体、能源循环自产自供、产炭率高、成本低。

Description

环保炭化炉中的烟路循环装置

技术领域

本发明涉及生物质碳化领域，尤其涉及一种环保炭化炉中的烟路循环装置。

背景技术

我国是木炭生产大国，每年木炭产量高达千万吨，随着国民经济的快速发展，木炭的需求量也逐年上升。同时，我国还是农业生产大国，每年农作物秸秆、杂树杂木等生物质废弃物约为70亿吨左右，除了少部分用作饲料、燃料和工业燃料以外，大部分在田间直接焚烧或丢弃，造成严重的环境污染，利用率仅为20%，白白浪费了自然资源。生物质碳化技术能有效地将这些生物质废弃物转化为生物质碳化产物——可燃气体和生物炭（生物炭即木炭），这样既能大大降低对天然木材的需求量，从而有效地保护林业资源，同时还能有效利用生物质废弃物。生物炭用途十分广泛，既可用作生活用炭，用于烧烤、取暖等生活用途中，也可与农、林业相结合，作为土壤改良剂，改善土壤，促进植物更好地生长，此外还可将生物炭进一步加工成活性炭，用于净化空气、水质等。

目前常用的生物质碳化装置分为两种类型，一种类型是手工碳化窑和半工业碳化釜，这两种装置在工作过程中始终需要依靠外界提供热能来对生物质原料进行高温碳化，碳化加热时间至少需要10天左右，碳化时间长、产率低、能耗高，而且在碳化过程中产生污染气体的程度更甚于将生物质原料直接焚烧所产生污染气体的程度，严重污染了环境。另一种类型为炭化炉，该炭化炉结构复杂、体积庞大，造价十分昂贵，并不适合大规模的推广和应用，因而目前木炭的生产依然普遍以手工碳化窑和半工业碳化釜为主。

发明内容

本发明所需解决的技术问题是：提供一种集烘干炭化为一体、能源循环自产自供的环保炭化炉中的烟路循环装置。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的环保炭化炉中的烟路循环装置，包括：带炉腔的炭化炉炉体，在炉腔中部设置有隔热板，隔热板将炉腔分隔成相互独立的第一炉腔和第二炉腔，在隔热板上由前至后间隔设置有若干气体通道，各气体通道两端分别与第一炉腔和第二炉腔相连通；在第一炉腔后端设置有与第一炉腔相连通的第一管道，在第二炉腔后端设置有与第二炉腔相连通的第二管道；在炭化炉炉体后侧设置有燃烧室，引风机通过引风管道与燃烧室内腔相连通；在第一炉腔与燃烧室之间设置有第一烟路循环装置，位于第一炉腔内的生物质原料产生的可燃气体能通过第一烟路循环装置进入燃烧室内，燃烧室内燃烧的高温热烟气能通过第一烟路循环装置进入第一炉腔中；在第二炉腔与燃烧室之间设置有第二烟路循环装置，位于第二炉腔内的生物质原料产生的可燃气体能通过第二烟路循环装置进入燃烧室内，燃烧室内燃烧的高温热烟气能通过第二烟路循环装置进入第二炉腔中。

进一步地，前述的环保炭化炉中的烟路循环装置，其中，所述的第一烟路循环装置的结构包括：第一燃气管道和第一烟气管道，第一燃气管道的后端通过燃烧室侧壁上的第一通孔与燃烧室相连通，第一燃气管道的前端与第一通道密封连接，在第一燃气管道上还设置有第一蒸汽排放装置，在第一蒸汽排放装置与燃烧室之间的第一燃气管道上设置有第一阀门；第一烟气管道前端通过炭化炉炉体后端的第一连接孔与第一炉腔相连通，第一烟气管道后端通过燃烧室侧壁上的第二通孔与燃烧室相连通，在第一烟气管道上设置有第一烟气排放装置，在第一烟气排放装置与燃烧室之间的第一烟气管道上设置有第二阀门。

进一步地，前述的环保炭化炉中的烟路循环装置，其中，所述的第一蒸汽排放装置的结构包括：设置在第一燃气管道上的第一蒸汽排放管道，第一蒸汽排放管道与第一燃气管道相连通，在第一蒸汽排放管道上设置有第三阀门；所述的第一烟气排放装置的结构包括：设置在第一烟气管道上的第一烟气排放管道，第一烟气排放管道与第一烟气管道相连通，在第一烟气排放管道上设置有第四阀门。

进一步地，前述的环保炭化炉中的烟路循环装置，其中，在炭化炉炉体中设置有第一烟气引入管道，在第一炉腔侧壁上由前至后间隔设置有若干与第一烟气引入管道相连通的第一分支通孔，第一烟气引入管道后端与第一连接孔相连通。

进一步地，前述的环保炭化炉中的烟路循环装置，其中，所述的各气体通道位于隔热板的上段，各第一分支通孔位于第一炉腔侧壁的下段。

进一步地，前述的环保炭化炉中的烟路循环装置，其中，所述的第二烟路循环装置的结构包括：第二燃气管道和第二烟气管道，第二燃气管道的后端通过燃烧室侧壁上的第三通孔与燃烧室相连通，第二燃气管道的前端与第二管道密封连接，在第二燃气管道上还设置有第二蒸汽排放装置，在第二蒸汽排放装置与燃烧室之间的第二燃气管道上设置有第五阀门；第二烟气管道前端通过炭化炉炉体后端的第二连接孔与第二炉腔相连通，第二烟气管道后端通过燃烧室侧壁上的第四通孔与燃烧室相连通，在第二烟气管道上设置有第二烟气排放装置，在第二烟气排放装置与燃烧室之间的第二烟气管道上设置有第六阀门。

进一步地，前述的环保炭化炉中的烟路循环装置，其中，所述的第二蒸汽排放装置的结构包括：设置在第二燃气管道上的第二蒸汽排放管道，第二蒸汽排放管道与第二燃气管道相连通，在第二蒸汽排放管道上设置有第七阀门；所述的第二烟气排放装置的结构包括：设置在第二烟气管道上的第二烟气排放管道，第二烟气排放管道与第二烟气管道相连通，在第二烟气排放管道上设置有第八阀门。

进一步地，前述的环保炭化炉中的烟路循环装置，其中，在炭化炉炉体中设置有第二烟气引入管道，在第二炉腔侧壁上由前至后间隔设置有若干与第二烟气引入管道相连通的第二分支通孔，第二烟气引入管道尾端与第二连接孔相连通。

进一步地，前述的环保炭化炉中的烟路循环装置，其中，所述的各气体通道位于隔热板的上段，各第二分支通孔位于第二炉腔侧壁的下段。

本发明的有益效果是：通过第一烟路循环装置和第二烟路循环装置配合能使位于第一炉腔中的生物质原料和位于第二炉腔中的生物质原料交替进行烘干作业和炭化作业，集烘干炭化为一体、能源循环自产自供，有效提高了产炭率，大大降低了成本，除此之外在使用过程中无污水、焦油排放，烟气排放符合环保标准。

附图说明

图1是本发明所述的环保碳化炉中的烟路循环装置的结构示意图。

图2是图1中A-A剖视方向的结构示意图。

图3是图2中C-C剖视方向的结构示意图。

图4是图1中E部分的局部放大图。

图5是图1中F部分的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本发明所述的环保炭化炉中的烟路循环装置，包括：带炉腔的炭化炉炉体1，在炉腔中部设置有隔热板12，隔热板12将炉腔分隔成相互独立的第一炉腔2和第二炉腔3，在隔热板12上由前至后间隔设置有若干气体通道13，各气体通道13两端分别与第一炉腔2和第二炉腔3相连通；在第一炉腔2后端设置有与第一炉腔2相连通的第一管道21，在第二炉腔3后端设置有与第二炉腔3相连通的第二管道31；在炭化炉炉体1后侧设置有燃烧室4，引风机10通过引风管道101与燃烧室4的内腔相连通，在引风管道101上设置有控制阀门102；在第一炉腔2与燃烧室4之间设置有第一烟路循环装置，位于第一炉腔2内的生物质原料产生的可燃气体能通过第一烟路循环装置进入燃烧室4内，燃烧室4内燃烧的高温热烟气能通过第一烟路循环装置进入第一炉腔2中；在第二炉腔3与燃烧室4之间设置有第二烟路循环装置，位于第二炉腔3内的生物质原料产生的可燃气体能通过第二烟路循环装置进入燃烧室4内，燃烧室4内燃烧的高温热烟气能通过第二烟路循环装置进入第二炉腔3中。

如图3和图4所示，本实施例中所述的第一烟路循环装置的结构包括：第一燃气管道5和第一烟气管道6，第一燃气管道5的后端通过燃烧室4侧壁上的第一通孔41与燃烧室4相连通，第一燃气管道5的前端与第一通道21密封连接，在第一燃气管道5上还设置有第一蒸汽排放装置，在第一蒸汽排放装置与燃烧室4之间的第一燃气管道5上设置有第一阀门91。本实施例中所述的第一蒸汽排放装置的结构包括：设置在第一燃气管道5上的第一蒸汽排放管道51，第一蒸汽排放管道51与第一燃气管道5相连通，在第一蒸汽排放管道51上设置有第三阀门93。第一烟气管道6前端通过炭化炉炉体1后端的第一连接孔23与第一炉腔2相连通，第一烟气管道6后端通过燃烧室4侧壁上的第二通孔42与燃烧室4相连通，在第一烟气管道6上设置有第一烟气排放装置，在第一烟气排放装置与燃烧室4之间的第一烟气管道6上设置有第二阀门92。本实施例中所述的第一烟气排放装置的结构包括：设置在第一烟气管道6上的第一烟气排放管道61，第一烟气排放管道61与第一烟气管道6相连通，在第一烟气排放管道61上设置有第四阀门94。本实施例中，在炭化炉炉体1中设置有第一烟气引入管道22，在第一炉腔2侧壁上由前至后间隔设置有若干与第一烟气引入管道22相连通的第一分支通孔，第一烟气引入管道22后端与第一连接孔23相连通。所述的各气体通道13位于隔热板12的上段，各第一分支通孔位于第一炉腔2侧壁的下段。

如图5所示，本实施例中所述的第二烟路循环装置的结构包括：第二燃气管道7和第二烟气管道8，第二燃气管道7的后端通过燃烧室4侧壁上的第三通孔43与燃烧室4相连通，第二燃气管道7的前端与第二管道31密封连接，在第二燃气管道7上还设置有第二蒸汽排放装置，在第二蒸汽排放装置与燃烧室4之间的第二燃气管道上设置有第五阀门95。本实施例中所述的第二蒸汽排放装置的结构包括：设置在第二燃气管道7上的第二蒸汽排放管道71，第二蒸汽排放管道71与第二燃气管道7相连通，在第二蒸汽排放管道71上设置有第七阀门97。第二烟气管道8前端通过炭化炉炉体1后端的第二连接孔33与第二炉腔3相连通，第二烟气管道8后端通过燃烧室4侧壁上的第四通孔44与燃烧室4内相连通，在第二烟气管道8上设置有第二烟气排放装置，在第二烟气排放装置与燃烧室4之间的第二烟气管道上设置有第六阀门96。本实施例中所述的第二烟气排放装置的结构包括：设置在第二烟气管道8上的第二烟气排放管道81，第二烟气排放管道81与第二烟气管道8相连通，在第二烟气排放管道81上设置有第八阀门。本实施例中在炭化炉炉体1中设置有第二烟气引入管道32，在第二炉腔侧壁上由前至后间隔设置有若干与第二烟气引入管道32相连通的第二分支通孔，第二烟气引入管道32尾端与第二连接孔33相连通，各第二分支通孔位于第二炉腔3侧壁的下段。在实际生产过程中，在第一烟气排放管道61和第二烟气排放管道81的排放口处设置烟囱，第一烟气排放管道61和第二烟气排放管道81可以共用一个烟囱，也可以在各自的排放口分别设置一个烟囱。

工作时，在第一炉腔2和第二炉腔3中分别装载生物质原料，在实际使用过程中，为了方便将生物质原料放入第一炉腔2和第二炉腔3中，以及方便将炭化后的木炭从第一炉腔2和第二炉腔3中取出，可以将生物质原料装载于推车箱体中，然后将推车箱体推入第一炉腔或第二炉腔中。在炭化炉初始启动阶段，可先在燃烧室4内添加燃料，打开引风机10和和控制阀门102，使燃料燃烧产生高温热烟气，对第一炉腔2或第二炉腔3中的生物质原料进行预热及炭化作业，等第一炉腔2或第二炉腔3中的生物质原料炭化产生稳定的可燃气体时，即可利用可燃气体燃烧产生高温热烟气，此时就不需要再另外添加燃料了。假设先对第一炉腔2中的生物质原料进行预热，第二阀门92、第三阀门93、第八阀门和控制阀门62打开，其余阀门均关闭，燃烧室4内燃烧产生的高温热烟气通过第一烟气管道6、第一连接孔23、第一烟气引入管道22、各第一分支通孔进入第一炉腔2中，对位于第一炉腔2中的生物质原料进行预热，与第一炉腔2中的生物质原料换热后的烟气通过隔热板2上的各气体通道13进入第二炉腔3中，并经各第二分支通孔、第二烟气引入管道32、第二连接孔33、第二烟气管道8、第二烟气排放管道81排出；此时高温热烟气的温度大部分消耗于与第一炉腔2内的生物质原料换热中，因而进入第二炉腔3中的换热后的烟气温度无法满足对位于第二炉腔3内的生物质原料进行预热的温度。位于第一炉腔2内的生物质原料预热产生的水蒸气经第一燃气管道5、第一蒸汽排放管道51排出。当第一炉腔2中的生物质预热完毕进入炭化状态时，关闭第三阀门93，打开第一阀门91和第七阀门97，此时，位于第一炉腔2内的生物质原料炭化产生的可燃气体经第一燃气管道5进入燃烧室4内燃烧，燃烧室4内燃烧产生的高温热烟气通过第一烟气管道6、第一连接孔23、第一烟气引入管道22、各第一分支通孔进入第一炉腔2中，使位于第一炉腔2中的生物质原料进行炭化，炭化过程中第一炉腔2中的烟气通过各气体通道13进入第二炉腔3中，此时进入第二炉腔3中的烟气的温度满足对生物质原料进行预热的温度，通过从第一炉腔2流入的烟气对位于第二炉腔3中的生物质原料进行预热，换热后的烟气经各第二分支通孔、第二烟气引入管道32、第二连接孔33、第二烟气管道8、第二烟气排放管道81排出，位于第二炉腔3中的生物质原料预热产生的水蒸气经第二燃气管道7、第二蒸汽排放管道71排出。此时，第一炉腔2中的生物质原料进行炭化作业，第二炉腔3中的生物质原料进行预热作业。当第一炉腔2中的生物质原料炭化完毕，第二炉腔3中的生物质原料也由预热状态进入炭化准备阶段，将各阀门及控制阀门102关闭，将第一炉腔2中的木炭取出，并重新装入生物质原料。打开第六阀门96、第七阀门97、第四阀门94、第三阀门93和控制阀门102，其余阀门均关闭，位于第二炉腔3内的生物质原料炭化产生的可燃气体经第二燃气管道7进入燃烧室内燃烧，燃烧室4内燃烧产生的高温热烟气通过第二烟气管道8、第二连接孔33、第二烟气引入管道32、各第二分支通孔进入第二炉腔3中，使位于第二炉腔3中的生物质原料炭化，第二炉腔3中的烟气通过各气体通道13进入第一炉腔2中，对位于第一炉腔2中的生物质原料进行预热，换热后的烟气经各第一分支通孔、第一烟气引入管道22、第一连接孔23、第一烟气管道6、第一烟气排放管道61排出，位于第一炉腔2内的生物质原料预热产生的水蒸气经第一燃气管道5、第一蒸汽排放管道51排出。此时，第二炉腔3中的生物质原料进行炭化作业，第一炉腔2中的生物质原料进行预热作业。当第二炉腔3中的生物质原料炭化完毕，第一炉腔2中的生物质原料也由预热状态进入炭化准备阶段，将各阀门和控制阀门102关闭，将第二炉腔3中的木炭取出，并重新放入生物质原料，打开第一阀门91、第二阀门92、第七阀门97、第八阀门和控制阀门102，又可以对第一炉腔2中的生物质原料进行炭化作业，同时对第二炉腔3中的生物质原料进行预热作业了。

本发明的优点是：通过第一烟路循环装置和第二烟路循环装置配合能使位于第一炉腔中的生物质原料和位于第二炉腔中的生物质原料交替进行烘干作业和炭化作业，集烘干炭化为一体、能源循环自产自供，有效提高了产炭率，大大降低了成本，除此之外在使用过程中无污水、焦油排放，烟气排放符合环保标准。

Claims (1)

1.环保炭化炉中的烟路循环装置，包括：带炉腔的炭化炉炉体，其特征在于：在炉腔中部设置有隔热板，隔热板将炉腔分隔成相互独立的第一炉腔和第二炉腔，在隔热板上由前至后间隔设置有若干气体通道，各气体通道两端分别与第一炉腔和第二炉腔相连通；在第一炉腔后端设置有与第一炉腔相连通的第一管道，在第二炉腔后端设置有与第二炉腔相连通的第二管道；在炭化炉炉体后侧设置有燃烧室，引风机通过引风管道与燃烧室内腔相连通；在第一炉腔与燃烧室之间设置有第一烟路循环装置，位于第一炉腔内的生物质原料产生的可燃气体能通过第一烟路循环装置进入燃烧室内，燃烧室内燃烧的高温热烟气能通过第一烟路循环装置进入第一炉腔中；在第二炉腔与燃烧室之间设置有第二烟路循环装置，位于第二炉腔内的生物质原料产生的可燃气体能通过第二烟路循环装置进入燃烧室内，燃烧室内燃烧的高温热烟气能通过第二烟路循环装置进入第二炉腔中；所述的第一烟路循环装置的结构包括：第一燃气管道和第一烟气管道，第一燃气管道的后端通过燃烧室侧壁上的第一通孔与燃烧室相连通，第一燃气管道的前端与第一管道密封连接，在第一燃气管道上还设置有第一蒸汽排放装置，在第一蒸汽排放装置与燃烧室之间的第一燃气管道上设置有第一阀门；第一烟气管道前端通过炭化炉炉体后端的第一连接孔与第一炉腔相连通，第一烟气管道后端通过燃烧室侧壁上的第二通孔与燃烧室相连通，在第一烟气管道上设置有第一烟气排放装置，在第一烟气排放装置与燃烧室之间的第一烟气管道上设置有第二阀门；所述的第一蒸汽排放装置的结构包括：设置在第一燃气管道上的第一蒸汽排放管道，第一蒸汽排放管道与第一燃气管道相连通，在第一蒸汽排放管道上设置有第三阀门；所述的第一烟气排放装置的结构包括：设置在第一烟气管道上的第一烟气排放管道，第一烟气排放管道与第一烟气管道相连通，在第一烟气排放管道上设置有第四阀门；在炭化炉炉体中设置有第一烟气引入管道，在第一炉腔侧壁上由前至后间隔设置有若干与第一烟气引入管道相连通的第一分支通孔，第一烟气引入管道后端与第一连接孔相连通；所述的各气体通道位于隔热板的上段，各第一分支通孔位于第一炉腔侧壁的下段；所述的第二烟路循环装置的结构包括：第二燃气管道和第二烟气管道，第二燃气管道的后端通过燃烧室侧壁上的第三通孔与燃烧室相连通，第二燃气管道的前端与第二管道密封连接，在第二燃气管道上还设置有第二蒸汽排放装置，在第二蒸汽排放装置与燃烧室之间的第二燃气管道上设置有第五阀门；第二烟气管道前端通过炭化炉炉体后端的第二连接孔与第二炉腔相连通，第二烟气管道后端通过燃烧室侧壁上的第四通孔与燃烧室相连通，在第二烟气管道上设置有第二烟气排放装置，在第二烟气排放装置与燃烧室之间的第二烟气管道上设置有第六阀门；所述的第二蒸汽排放装置的结构包括：设置在第二燃气管道上的第二蒸汽排放管道，第二蒸汽排放管道与第二燃气管道相连通，在第二蒸汽排放管道上设置有第七阀门；所述的第二烟气排放装置的结构包括：设置在第二烟气管道上的第二烟气排放管道，第二烟气排放管道与第二烟气管道相连通，在第二烟气排放管道上设置有第八阀门；在炭化炉炉体中设置有第二烟气引入管道，在第二炉腔侧壁上由前至后间隔设置有若干与第二烟气引入管道相连通的第二分支通孔，第二烟气引入管道尾端与第二连接孔相连通；各第二分支通孔位于第二炉腔侧壁的下段。