CN105482837B - 一种竹物质连续炭化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竹物质连续炭化炉，包括供热系统、炭化系统和气水回收系统。供热系统通过热风环管与炭化系统的炉体相连，水环式加压机与气水回收系统的煤气储藏柜相连，炭化系统的炉体通过位于炉顶平台的煤气收集环管与气水回收系统相连；炭化系统的冷却腔通过管道与气水回收系统的煤气储藏柜相连，气水回收系统位于底板的右端。本申请干馏速度快、炭生成率高、热量利用率高、资源综合利用率高，同时过程中无废弃物产生，不会对环境造成污染。

Description

一种竹物质连续炭化炉

技术领域

本发明涉及一种竹物质连续炭化炉，特别是一种竹物质连续生产的炭化炉。

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。由于木炭的主要原材料是天然木材，因此也加大了对天然木材的需求。我国竹资源丰富，在竹子利用过程中产生大量的竹屑等产品，为了有效的保护林业资源，如今已使用竹炭来替代木炭，这样就能大大降低对天然木材的需求量，从而被广泛运用到家居生活的方方面面。生物质炭化就是利用热化学反应原理，以竹屑等废弃物作为物质原料来制备绿色可再生燃料，在炭化过程中，物质原料中多余的水分及挥发物被脱除，生物质原料中的纤维素、半纤维素、木质素等被部分分解，最终得到竹炭、竹焦油、竹醋液等产物。但烧炭工艺设备落后，存在诸多问题，具体表现在：

一、反应气体在炉体内部燃烧加热，造成炉体内物料受热不均匀，由于生成的炭产品自然冷却或者直接用水冷，导致部分炭产品自燃或者和水发生反应，炭生成率降低，如果用水冷却，冷却水中含有焦油等有机化合物直接排放会造成环境污染；

二、排除的炭产物温度很高，反应过程中的热量不能得到有效利用，造成热量浪费；

三，反应过程中只得到炭产品，生成的水煤气、竹醋液和竹焦油等产品得不到回收，造成资源浪费，排放到大气中又会对环境造成污染。

发明内容

针对上述问题，研发了一种出炭率高、综合利用率高、无污染的竹物质连续炭化炉。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：

一种竹物质连续炭化炉，包括供热系统、炭化系统和气水回收系统。其特征在于，供热系统位于整个竹物质连续炭化炉最下方的底座上，通过热风环管、冷煤气管与炭化系统的炉体相连，供热系统的过水环式加压机通过管道与气水回收系统的煤气储藏柜相连；炭化系统主体装置位于底座的中间位置，炭化系统的炉体与位于炉顶平台的一组煤气收集环管相连；

所述的供热系统由两台蓄热式换热炉、三台水环式加压机、一台助燃风机、热风环管、冷煤气管、烟筒、密封式液压闸阀组成。两台蓄热式换热炉并排放置在底板上，对通入炉体内的煤气进行加热；三台水环式加压机位于蓄热式换热炉的右侧，有两台水环式加压机通过管道与蓄热式换热炉相连，用于给蓄热式换热炉通入煤气；第三台水环式加压机通过冷煤气管与炉体下端的冷却腔相连，用于给冷却腔通入冷煤气；助燃风机位于蓄热式换热炉的左侧，通过管道与蓄热式换热炉相连，在蓄热式换热炉预热时通入空气；蓄热式换热炉通过管道与烟筒相连，将预热完成后生成的气体排放；蓄热式换热炉通过管道与热风环管相连，热风环管与炉体上的环孔相通，给炉体通入热煤气。

所述的炭化系统由半地下受料槽、链斗提升机、中间料仓、螺旋输送机、炉顶平台、炉体、热风环管平台、炉基平台及底座组成。其中半地下受料槽与链斗提升机安装在炉体的左侧，链斗提升机用于将半地下受料槽中的物料提升到一定高度给入中间料仓中；中间料仓安装在炉顶平台上方，用于储藏物料；中间料仓下端安装有螺旋输送机，用于将中间料仓中的物料给入炉体内；炉体在螺旋输送机下面，固定在炉基平台上，炉体内部从上向下依次为预热腔、脱水腔、炭化腔和冷却腔。

所述的气水回收系统由煤气收集环管、重力式除尘器、螺旋输送机、文氏管除尘器、气水分离器、煤气储藏柜、分离水池组成。其中重力式除尘器、文氏管除尘器、气水分离器并排安装在炉体右侧，煤气收集环管通过管道与重力式除尘器相连。螺旋输送机安装在重力式除尘器的下端，用于排出产品；重力式除尘器上端通过管道与文氏管除尘器相连，重力式除尘器、文氏管除尘器主要用于去除煤气带出来的杂质；文氏管除尘器与气水分离器相连，气水分离器主要用于将气体与液体分离；煤气储藏柜通过管道与气水分离器上端相连，主要用于煤气的储藏；分离水池安装在煤气储藏柜的下方，分离水池通过管道与气水分离器下端相连，主要用于将不同成份产品分开。

有益效果

1、采用高温介质内热方式进行竹材干馏，比外热方式干馏速度提高10倍以上；

2、供热介质通过外部蓄热式换热炉加热后再通入炉体内部，可使炉体内竹材受热均匀，为干馏反应提供无氧环境，能够更高效炭化，炭生成率高，所产生的煤气热值高；

3、干馏生成的高温竹炭采用冷介质降温，既降低了炭产品温度，提高了炭收得率，又可以给反应气体预热，有效的利用热量；

4、该竹物质连续炭化炉有气水分离系统，通过煤气收集环管、煤气储藏柜可实现对煤气的回收与储藏，通过气水分离系统的分离水池可有效的从煤气中分离出竹焦油、竹醋液等产品，提高了资源利用率，同时过程中无废弃物产生，不会对环境造成污染。

附图说明

图1是一种竹物质连续炭化炉结构示意图的主视图；

图2是一种竹物质连续炭化炉结构示意图的左视图；

图3是一种竹物质连续炭化炉结构示意图的俯视图；

其中，1-半地下受料槽；2-链斗提升机；3-中间料仓；4-螺旋输送机；5-煤气收集环管；6-炉顶平台；7-炉体；8-热风环管；9-热风环管平台；10-蓄热式换热炉；11-蓄热式换热炉；12-助燃风机；13-水环式加压机；14-水环式加压机；15-水环式加压机；16-冷煤气管；17-烟筒；18-密封式液压闸阀；19-密封式液压闸阀；20-密封式液压闸阀；21-密封式液压闸阀；22-密封式液压闸阀；23-密封式液压闸阀；24-密封式液压闸阀；25-密封式液压闸阀；26-密封式液；压闸阀；27-密封式液压闸阀；28-底座；29-炉基平台；30-重力式除尘器；31-螺旋输送机；32-文氏管除尘器；33-气水分离器；34-分离水池；35-分离水池；36-煤气储藏柜。

具体实施方式

结合附图，详细说明本发明：

一种竹物质连续炭化炉，包括供热系统、炭化系统和气水回收系统。

所述的供热系统由蓄热式换热炉10、11、水环式加压机13、14、15、助燃风机12、热风环管8、冷煤气管16、密封式液压闸阀18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、烟筒17组成。水环式加压机13通过管道分别与蓄热式换热炉10、11相连，之间安装有密封式液压闸阀24、25，水环式加压机14通过管道分别与蓄热式换热炉10、11相连，之间安装有密封式液压闸阀20、21，助燃风机12通过管道分别与蓄热式换热炉10、11相连，之间安装有密封式液压闸阀22、23，蓄热式换热炉10通过管道与热风环管8相连，之间安装有密封式液压闸阀18，蓄热式换热炉10通过管道与烟筒17相连，之间安装有密封式液压闸阀27，蓄热式换热炉11通过管道与热风环管8相连，之间安装有密封式液压闸阀19，蓄热式换热炉11通过管道与烟筒17相连，之间安装有密封式液压闸阀26。供热系统工作时，打开密封式液压闸阀20、22、27，关闭密封式液压闸阀18、19、21、24、25、26，水环式加压机14将煤气通过管道给入蓄热式换热炉10中，助燃风机12将空气通过管道给入蓄热式换热炉10中，煤气燃烧给蓄热式换热炉10 加热，产生的气体经烟筒17排出。待蓄热式换热炉10加热完成后，关闭密封式液压闸阀20、22、27，打开密封式液压闸阀18、24，水环式加压机13通入煤气经蓄热式换热炉10加热后进入热风环管8，给炉体7通入高温煤气。于此同时打开密封式液压闸阀21、23、26，水环式加压机14将煤气通过管道给入蓄热式换热炉11中，助燃风机12将空气通过管道给入蓄热式换热炉11中，煤气燃烧给蓄热式换热炉11 加热，产生的气体经烟筒17排出。待蓄热式换热炉11加热完成后，关闭密封式液压闸阀21、23、26，打开密封式液压闸阀19、25，水环式加压机13通入煤气经蓄热式换热炉11加热后进入热风环管8，给炉体7通入高温煤气。然后关闭密封式液压闸阀18、24，打开密封式液压闸阀20、22、27，再次给蓄热式换热炉10加热。蓄热式换热炉10、11交替作业，不断给炉体7通入高温煤气。

所述的炭化系统由半地下受料槽1、链斗提升机2、中间料仓3、螺旋输送机4、炉顶平台6、炉体7、热风环管平台9、底座28、炉基平台29组成。半地下受料槽1位于底座28下面，链斗提升机2位于底座28上，在半地下受料槽1上方，中间料仓3在链斗提升机2上端的右侧位置，中间料仓3下端安装有螺旋输送机4，螺旋输送机4下面为炉顶平台6，炉顶平台6下端为炉体7，热风环管平台9位于炉体的下三分之一处位置，炉体7安装在炉基平台29上，炉基平台29下面为底座28。物料由半地下受料槽1给入，经链斗提升机2运输到中间料仓3，中间料仓3的物料经螺旋输送机4给入到炉体7，与通入的热煤气进行反应。反应产生的大部分气体由炉顶平台6的环孔经过煤气收集环管5进入气水回收系统。反应产生的竹炭由炉体7下端排出。

所述的气水回收系统由煤气收集环管5、重力式除尘器30、螺旋输送机31、文氏管除尘器32、气水分离器33、煤气储藏柜36、分离水池34、分离水池35组成。煤气收集环管5通过管道与重力式除尘器30相连，重力式除尘器30下端安装有螺旋输送机31，重力式除尘器30与文氏管除尘器32相连，文氏管除尘器32与气水分离器33相连，气水分离器33上端通过管道与煤气储藏柜36相连，气水分离器33下端通过管道与分离水池34、分离水池35相连。煤气收集环管5收集的煤气经管道进入重力式除尘器30，冷凝的竹焦油通过重力式除尘器30底端的螺旋输送机31排出，为竹焦油产品。经过重力式除尘器30的气体进入文氏管除尘器32，经过除杂后进入气水分离器33，气水分离器33产生的气体由管道导入煤气储藏柜36，气水分离器33产生的液体由管道进入分离水池34、35。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。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。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请型的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种竹物质连续炭化炉，包括供热系统、炭化系统和气水回收系统，其特征在于：所述的供热系统由蓄热式换热炉、水环式加压机、助燃风机、热风环管、冷煤气管、烟筒、及密封式液压闸阀组成；所述的炭化系统由半地下受料槽、链斗提升机、中间料仓、螺旋输送机、炉顶平台、炉体、热风环管平台、炉基平台及底座组成，炉体由预热腔、脱水腔、炭化腔和冷却腔组成；所述的气水回收系统由煤气收集环管、重力式除尘器、螺旋输送机、文氏管除尘器、气水分离器、煤气储藏柜、分离水池组成；所述的供热系统通过热风环管、冷煤气管与炭化系统的炉体相连，通过水环式加压机与气水回收系统的煤气储藏柜相连，炭化系统的炉体通过位于炉顶平台的煤气收集环管与气水回收系统相连。

2.根据权利要求1所述的炭化炉，其特征在于：所述供热系统部分水环式加压机通过管道与蓄热式换热炉相连，蓄热式换热炉最少2台，可以多台交换作业，部分水环式加压机与冷煤气管相连，助燃风机通过管道与蓄热式换热炉相连，蓄热式换热炉通过管道与烟筒相连，蓄热式换热炉通过管道与热风环管相连，热风环管固定在热风环管平台上，与炉体炭化腔下端的环孔相通。

3.根据权利要求1所述的炭化炉，其特征在于：所述炭化系统半地下受料槽与链斗提升机相连并安装固定在底座上，中间料仓安装在炉顶平台上方，中间料仓下端安装有螺旋输送机，炉体在螺旋输送机下面，固定在炉基平台上，炉体内部从上向下依次为预热腔、脱水腔、炭化腔和冷却腔。

4.根据权利要求1所述的炭化炉，其特征在于：所述气水回收系统煤气收集环管通过管道与重力式除尘器相连，重力式除尘器安装在炉基平台上，重力式除尘器下端安装有螺旋输送机，重力式除尘器通过管道与文氏管除尘器相连，文氏管除尘器与气水分离器相连，气水分离器安装在炉基平台上，气水分离器上端通过管道与煤气储藏柜相连，气水分离器下端通过管道与分离水池相连。