CN105885873A - 一种连续生产式旋转下料炭化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连续生产式旋转下料炭化炉，生物质原料炭化储料仓与炭化固体物连续下料罐的上端口连接，炭化产气室环绕设置在生物质原料炭化储料仓的下部，炭化产气室与生物质原料炭化储料仓之间通过筛网连通，生物质原料炭化储料仓与炭化固体物连续下料罐之间设置有下料旋转盘，油气输送管路与炭化产气室连通，炭化固体物连续下料罐的下端口与炭化物料收集仓的上端口连接，炭化物料收集仓的下端口通过密封盖密封，旋转下料动力源用于带动下料旋转盘，物料提升装置与炭化物料收集仓连接，用于将炭化物料收集仓内的成品物料传送到外部。本发明对环境的污染小，人工投入费用低，自动化程度高。

Description

一种连续生产式旋转下料炭化炉
技术领域
本发明属于生物质炭化技术领域，具体涉及一种连续生产式旋转下料炭化炉。
背景技术
目前，我国的生物质能源极为丰富，每年农村中农作物秸秆产量约为7亿吨，可作为能源用途的约3亿吨，约折合1.5亿吨标准煤。然而有不少地区却将农田中的秸秆直接焚烧处理，不仅对能源造成了巨大的浪费，而且滚滚浓烟对大气、环境也造成了巨大的污染。可见发展生物质能源、生物质炭化技术对我国建设生态文明有非常重要的战略意义。
现阶段，有很多厂家投入到了生物质再生设备的研究中，但整体技术水平都比较低，功能不齐全，综合利用性差；比较先进的移动式箱式炉，也存在炭化周期长，设备成本高，占地面积大，机械化自动化水平低等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种连续生产式旋转下料炭化炉。该装置环境污染小，人工投入费用低，自动化程度高。
本发明采用的技术方案：一种连续生产式旋转下料炭化炉，它包括生物质原料炭化储料仓、液压自动下料压紧机构、炭化产气室、炭化固体物连续下料罐、旋转下料动力源、炭化物料收集仓、物料提升装置、油气输送管路、油气流动动力源、油气加压冷凝分离器、液态焦油存储罐和成品气体存储罐，生物质原料炭化储料仓与炭化固体物连续下料罐的上端口连接，炭化产气室环绕设置在生物质原料炭化储料仓的下部，炭化产气室与生物质原料炭化储料仓之间通过筛网连通，生物质原料炭化储料仓与炭化固体物连续下料罐之间设置有下料旋转盘，油气输送管路与炭化产气室连通，炭化固体物连续下料罐的下端口与炭化物料收集仓的上端口连接，炭化物料收集仓的下端口通过密封盖密封，旋转下料动力源用于带动下料旋转盘，物料提升装置与炭化物料收集仓连接，用于将炭化物料收集仓内的成品物料传送到外部，其中，在生物质原料炭化储料仓的下部侧壁上位于炭化产气室的上方一定距离处设置有数个点火口和数个进氧口；油气输送管路先与油气流动动力源连接，再与油气加压冷凝分离器连接，油气加压冷凝分离器通过两个出口分别与液态焦油存储罐和成品气体存储罐连通，其中分离出来的焦油进入液态焦油存储罐，分离出的气体进入成品气体存储罐；成品气体存储罐与油气加压冷凝分离器之间设置有气体成分分析仪，用于将分析后的数据传给油气流动动力源来调节气流流动速度。
进一步地，所述的生物质原料炭化储料仓为圆筒状结构，生物质原料炭化储料仓由位于上部的生料区、位于中部的半碳化区和位于下部且靠近点火口和炭化产气室的炭化区组成。
进一步地，所述的圆筒状结构由外层不锈钢层、中间耐高温珍珠砂隔热层和内层高温不锈钢层依次连接而成。
进一步地，所述的生物质原料炭化储料仓的侧壁上设置有数个温度检测口。
进一步地，所述的炭化产气室为圆弧状，且为双层保温结构，其内层和外层为高温不锈钢层，中间为耐高温珍珠砂隔热。
进一步地，所述的炭化固体物连续下料罐为圆锥体状，上端口为大开口，下端口为小开口。
进一步地，所述的旋转下料动力源电机输出动力，经过V型皮带轮减速，传递到摆线针轮减速器，经过二次减速后传递到下料旋转盘上。
进一步地，所述的炭化物料收集仓为方锥体形状，上端口为大口，下端为小口。
进一步地，所述的物料提升装置为圆筒状外形，内部为螺旋叶片结构，在螺旋叶片结构旋转的过程中实现物料的提升传动，物料提升装置的两端有密封端盖将其密封，物料提升装置的上部有出料口，炭化成品从出料口排出，在出料口有水雾除尘装置。
进一步地，所述的油气输送管路外部包设有保温材料包裹层；油气加压冷凝分离器由气体压缩机和气体冷凝器组成。
本发明与现有技术相比其有益效果是：采用本发明可实现生物质原料的连续性炭化，炭化过程中不需要停火，生产效率高。整个生产过程中环境污染小，人工投入费用低，自动化程度高，通过变频调速等功能，生产的产品质量稳定、可靠、易于控制。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种连续生产式旋转下料炭化炉，它包括生物质原料炭化储料仓1、液压自动下料压紧机构2、炭化产气室3、炭化固体物连续下料罐4、旋转下料动力源5、炭化物料收集仓6、物料提升装置7、油气输送管路8、油气流动动力源9、油气加压冷凝分离器10、液态焦油存储罐11和成品气体存储罐12，生物质原料炭化储料仓1与炭化固体物连续下料罐4的上端口连接，炭化产气室3环绕设置在生物质原料炭化储料仓1的下部，炭化产气室3与生物质原料炭化储料仓1之间通过筛网连通，防止炭化物中的固体小颗粒进入炭化产气室3内，堵塞产气室或油气输送管路8。生物质原料炭化储料仓1与炭化固体物连续下料罐4之间设置有下料旋转盘，油气输送管路8与炭化产气室3连通，炭化固体物连续下料罐4的下端口与炭化物料收集仓6的上端口连接，炭化物料收集仓6的下端口通过密封盖密封，旋转下料动力源5用于带动下料旋转盘，物料提升装置7与炭化物料收集仓6连接，用于将炭化物料收集仓6内的成品物料传送到外部，其中，在生物质原料炭化储料仓1的下部侧壁上位于炭化产气室3的上方一定距离处设置有数个点火口15和数个进氧口；油气输送管路8先与油气流动动力源9连接，再与油气加压冷凝分离器10连接，油气加压冷凝分离器10通过两个出口分别与液态焦油存储罐11和成品气体存储罐12连通，其中分离出来的焦油进入液态焦油存储罐11，分离出的气体进入成品气体存储罐12；成品气体存储罐12与油气加压冷凝分离器10之间设置有气体成分分析仪13，用于将分析后的数据传给油气流动动力源9来调节气流流动速度。
所述的生物质原料炭化储料仓1为圆筒状结构，生物质原料炭化储料仓1由位于上部的生料区、位于中部的半碳化区和位于下部且靠近点火口15和炭化产气室3的炭化区组成。用于储放秸秆、果木、草料等不同性质的颗粒状或节状原料。所述的圆筒状结构由外层不锈钢层、中间耐高温珍珠砂隔热层和内层高温不锈钢层依次连接而成。
所述的生物质原料炭化储料仓1的侧壁上设置有数个温度检测口。用进氧量和吸风量大小控制炉内炭化时间、温度、产量、质量。
所述的炭化产气室3为圆弧状，且为双层保温结构，其内层和外层为高温不锈钢层，中间为耐高温珍珠砂隔热。该结构可防止气体在输送过程中，焦油冷却堵塞管道。
所述的炭化固体物连续下料罐4为圆锥体状，上端口为大开口，下端口为小开口。
所述的旋转下料动力源5电机输出动力，经过V型皮带轮减速，传递到摆线针轮减速器，经过二次减速后传递到下料旋转盘上。在下料旋转盘旋转的同时，实现成品炭化物的下移流转。为避免减速器环境温度过高，损坏减速器，在减速器周围有隔热水冷装置，保证减速器的正常使用。
所述的炭化物料收集仓6为方锥体形状，上端口为大口，下端为小口。该收集仓功能是收集从炭化固体物连续下料罐4内下来的成品物料。
所述的物料提升装置7为圆筒状外形，内部为螺旋叶片结构14，在螺旋叶片结构14旋转的过程中实现物料的提升传动，物料提升装置7的两端有密封端盖将其密封，物料提升装置7的上部有出料口，炭化成品从出料口排出，在出料口有水雾除尘装置，避免粉尘对环境的污染。
所述的油气输送管路8外部包设有保温材料包裹层；油气加压冷凝分离器10由气体压缩机和气体冷凝器组成，避免油气在输送过程中产生焦油凝结将管路堵塞。
油气流动动力源9包括罗茨风机、电机与变频调速器，根据产生气体成分分析仪13的数据调整风机的风力大小。
油气加压冷凝分离器10由气体压缩机和气体冷凝器组成，作用是将气体与焦油等液体在此装置中进行分离。
液态焦油存储罐11，该罐的外形为圆柱形筒状结构，特点是对焦油的密封采用了水密封结构。
气体成分分析仪13，该仪的作用是分析气体的成分特别是氧气的百分比，对风机的风力大小调整给定依据。
成品气体存储罐12是储存成品气体的容器，带有压力指示仪表。
工作原理：开启液压自动下料压紧机构2，物料进入到生物质原料炭化储料仓1内，根据压力传感器的设定，液压自动下料压紧机构2会自动滚动将物料压实到一定的压力，并停止工作，为炭化做好准备。
开启炭化点火口15上的密封盖，从各个点火口15中逐次点火，同时开启在后道工序的净化系统的风机以及其他开关阀门。待火燃烧后，将各店火孔盖装上，使点火孔完全密封。此后生物质将从点火端向内部逐渐开始炭化。炭化一段时间后，内部温度逐步升高，到达炭化产气室3的筛网处温度达到了最高。此时生物质原料炭化储料仓1的下部物料全部炭化，炭化后的料强度降低，并成脆性。此时，开启旋转下料动力源5，成品物料开始下降进入炭化物料收集仓6，同时开启物料提升装置7，物料通过物料提升装置7被提升收集到运输车中。
在炭化的同时会产生焦油气等产物，会经过炭化产气室3流出。气体通过油气输送管路8进入到油气加压冷凝分离器10，油气分离以后，焦油等液体被液态焦油存储罐11储存。气体部分进入到成品气体存储罐12储存。
实施例1：在边炭化边出料的连续生产过程中，出炭速度为一定值，这时输送出的炭化物效果未达到应用指标，应及时调慢旋转下料的转动速度，降低出料速度，并持续观察被输送出料的物料炭化效果，直至被输送出的物料炭化效果达到应用指标后，保持出炭速度不变，这时炭化完全，并能及时出料，使进出料速度达到动态平衡，保证进出料的连续性。
实施例2：在边炭化边出料的连续生产过程中，随时观察炉体内温度的变化，如温度持续降低，说明出料快，应及时调整下料的速度，当温度上升到一定值，并且保持不变时，下料装置的速度不变，这时炭化完全，并且能及时出料，使进出料速度达到动态平衡，保证出料的连续性。
炭化中气体的循环过程为，空气从生物质原料炭化储料仓1的上口进入在料仓下端与物料进行炭化反应化学反应后的全部气体经过炭化产气室3及其管道进入液态焦油存储罐11与成品气体存储罐12。途中会经过气体成分分析仪13，根据分析仪中氧气的比例调整罗茨风机的风量大小，分机的调速由变频完成，确保氧气的含量在安全含量范围内。

Claims (10)

1.一种连续生产式旋转下料炭化炉，包括生物质原料炭化储料仓、液压自动下料压紧机构、炭化产气室、炭化固体物连续下料罐、旋转下料动力源、炭化物料收集仓、物料提升装置、油气输送管路、油气流动动力源、油气加压冷凝分离器、液态焦油存储罐和成品气体存储罐，其特征在于，生物质原料炭化储料仓与炭化固体物连续下料罐的上端口连接，炭化产气室环绕设置在生物质原料炭化储料仓的下部，炭化产气室与生物质原料炭化储料仓之间通过筛网连通，生物质原料炭化储料仓与炭化固体物连续下料罐之间设置有下料旋转盘，油气输送管路与炭化产气室连通，炭化固体物连续下料罐的下端口与炭化物料收集仓的上端口连接，炭化物料收集仓的下端口通过密封盖密封，旋转下料动力源用于带动下料旋转盘，物料提升装置与炭化物料收集仓连接，用于将炭化物料收集仓内的成品物料传送到外部，其中，在生物质原料炭化储料仓的下部侧壁上位于炭化产气室的上方一定距离处设置有数个点火口和数个进氧口；油气输送管路先与油气流动动力源连接，再与油气加压冷凝分离器连接，油气加压冷凝分离器通过两个出口分别与液态焦油存储罐和成品气体存储罐连通，其中分离出来的焦油进入液态焦油存储罐，分离出的气体进入成品气体存储罐；成品气体存储罐与油气加压冷凝分离器之间设置有气体成分分析仪，用于将分析后的数据传给油气流动动力源来调节气流流动速度。
2.根据权利要求1所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的生物质原料炭化储料仓为圆筒状结构，生物质原料炭化储料仓由位于上部的生料区、位于中部的半碳化区和位于下部且靠近点火口和炭化产气室的炭化区组成。
3.根据权利要求2所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的圆筒状结构由外层不锈钢层、中间耐高温珍珠砂隔热层和内层高温不锈钢层依次连接而成。
4.根据权利要求1所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的生物质原料炭化储料仓的侧壁上设置有数个温度检测口。
5.根据权利要求1所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的炭化产气室为圆弧状，且为双层保温结构，其内层和外层为高温不锈钢层，中间为耐高温珍珠砂隔热。
6.根据权利要求1所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的炭化固体物连续下料罐为圆锥体状，上端口为大开口，下端口为小开口。
7.根据权利要求1所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的旋转下料动力源电机输出动力，经过V型皮带轮减速，传递到摆线针轮减速器，经过二次减速后传递到下料旋转盘上。
8.根据权利要求1所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的炭化物料收集仓为方锥体形状，上端口为大口，下端为小口。
9.根据权利要求1所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的物料提升装置为圆筒状外形，内部为螺旋叶片结构，在螺旋叶片结构旋转的过程中实现物料的提升传动，物料提升装置的两端有密封端盖将其密封，物料提升装置的上部有出料口，炭化成品从出料口排出，在出料口有水雾除尘装置。
10.根据权利要求1所述的一种连续生产式旋转下料炭化炉，其特征在于，所述的油气输送管路外部包设有保温材料包裹层；油气加压冷凝分离器由气体压缩机和气体冷凝器组成。
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