CN107245344B - 农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法 - Google Patents

农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107245344B
CN107245344B CN201710489746.7A CN201710489746A CN107245344B CN 107245344 B CN107245344 B CN 107245344B CN 201710489746 A CN201710489746 A CN 201710489746A CN 107245344 B CN107245344 B CN 107245344B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coke
hearth
agricultural waste
communicated
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710489746.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107245344A (zh
Inventor
易宝军
袁巧霞
曹红亮
牛文娟
晏水平
王明
梅道峰
刘志刚
张建国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong Agricultural University
Original Assignee
Huazhong Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong Agricultural University filed Critical Huazhong Agricultural University
Priority to CN201710489746.7A priority Critical patent/CN107245344B/zh
Publication of CN107245344A publication Critical patent/CN107245344A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107245344B publication Critical patent/CN107245344B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/02—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form of cellulose-containing material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/08—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form
    • C10B49/10—Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form according to the "fluidised bed" technique
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/02—Multi-step carbonising or coking processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/08—Non-mechanical pretreatment of the charge, e.g. desulfurization
    • C10B57/10—Drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/52—Ash-removing devices
    • C10J3/526—Ash-removing devices for entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
    • C10J3/56—Apparatus; Plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/721—Multistage gasification, e.g. plural parallel or serial gasification stages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0903—Feed preparation
    • C10J2300/0909—Drying
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/0916—Biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/12—Heating the gasifier
    • C10J2300/1207—Heating the gasifier using pyrolysis gas as fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，它的炉膛内设置间壁管道，间壁管道的顶端口伸出炉膛的顶面，第一给粉器连通间壁管道的顶端口，第二给粉器连通炉膛内部；焦样输运绞龙的一端设置在排焦室的底部，另一端设置在焦炭热解储藏室内，布风室的顶面设有溢流管、流化风孔和空气输送管，空气输送管的输入端穿过布风室的底面与空气压缩机的输出端连通，布风室的底面设有烟气管道，烟气管道的一端通过流化风孔与炉膛连通，烟气管道的另一端与烟气循环风机的输出端连通；旋风分离器的输入端连通炉膛，旋风分离器的第一输出端连通炉膛的下部侧壁，旋风分离器的第二输出端连通气体净化系统的输入端。本发明实现低能耗高效的处理农业废弃物。

Description

农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法
技术领域
本发明涉及农业废弃物热解炭化装置，具体涉及一种农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法。
背景技术
农业废弃物热解炭化是目前处理农业废弃物最便捷、高效的方式，处理废弃物的同时获得可改良土壤、处理污水的生物炭，其适用的原料种类和处理成本对于该技术的竞争力至关重要。
目前，热解炭化处理农业废弃物具有固定床和流化床两种炉体。固定床处理彻底、产物稳定、可控，但是传热、传质差，效率低，长时间的保温能耗大。流化床在效率上有大幅度提升，气固接触好，目前主要运用于燃烧供能装置，由于热解产物不稳定，相关热解炭化装置少，尤其是缺乏经济性考量的装备。
国内外现有流化床热解炭化装置，许多装备都是采用两级或者多级进行热解、气化和燃烧分级废弃物处理利用，分级可以针对不同产物进行分级利用，适用于产物组份少、纯度高的物质，但分级利用显著地增加了系统的复杂度。然而农业废弃物种类繁多、组份复杂，且具备高含水率和高灰含量，按照分级利用的处理成本较高。宋英豪将热解气作为流化气运用在热解装置中也具有明显优势(授权号CN 103254941B)，可促进焦油裂解和气体净化。此装置不适用于高含水率的农业废弃物，且热解后炭粉较少，热值较低，燃烧将循环烟气加热到1000～1100℃较为困难。与此同时，郑冀鲁发明的自热式热解装置针对林农废弃物处理(授权号CN 103555351B)，在节能方面具有鲜明特色。但是从整个系统可以看出，采用电加热方式预热空气至700℃，且炭粉燃烧通过外部换热器来预热热解气，热解设备中的热量来源于预热空气，热效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法，该装置和方法解决了现有热解炭化装置系统复杂，能耗高，对农业废弃物种类有限制的问题。
为解决上述技术问题，本发明公开的农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，其特征在于，它包括第一给粉器、第二给粉器、炉膛、间壁管道、布风室、旋风分离器、烟气循环风机、空气压缩机、溢流管、储焦仓、焦样输运绞龙、焦样排出绞龙、预干燥农业废弃物输运绞龙、气体净化系统、第一粉料输送绞龙和第二料输送绞龙，其中，所述储焦仓为相互独立的内外双层仓室，所述储焦仓的内仓室为焦炭热解储藏室，储焦仓的外仓室为湿农业废弃物预热室，炉膛内设置间壁管道，布风室位于炉膛底部，炉膛顶部设有燃气喷口，间壁管道的顶端口伸出炉膛的顶面，间壁管道的底端口位于炉膛内部的流化区上部，第一给粉器的输出端通过第一粉料输送绞龙连通间壁管道的顶端口，第二给粉器的输出端对应第二料输送绞龙的输入端，第二料输送绞龙的输出端连通炉膛内部的流化区底部侧进料口；
所述炉膛的底部设置有排焦室，焦样输运绞龙的一端设置在排焦室的底部，焦样输运绞龙的另一端设置在焦炭热解储藏室内，焦炭热解储藏室的底部设置焦样排出绞龙，焦样排出绞龙用于将焦炭热解储藏室内的焦炭排出储焦仓外，湿农业废弃物预热室的底部设置预干燥农业废弃物输运绞龙，预干燥农业废弃物输运绞龙用于将湿农业废弃物预热室内干燥后的农业废弃物运送至第一给粉器；所述布风室的顶面设有多个流化风孔，布风室内设有溢流管，溢流管的顶部管口穿过布风室的顶面与炉膛连通，溢流管的底部管口穿过布风室的底面与排焦室连通，布风室内还设有空气输送管，空气输送管的输出端穿过布风室的顶面与炉膛连通，空气输送管的输入端穿过布风室的底面与空气压缩机的输出端连通，布风室的底面设有烟气管道，烟气管道的一端通过流化风孔与炉膛连通，烟气管道的另一端与烟气循环风机的输出端连通；
旋风分离器的输入端连通炉膛的上部侧壁，旋风分离器的第一输出端连通炉膛的下部侧壁，旋风分离器的第二输出端连通气体净化系统的输入端，旋风分离器的第二输出端还与烟气循环风机的输入端连通。
一种利用上述装置的农业废弃物低能耗热解炭化方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：炉膛的燃气喷口通过燃烧燃气，使炉膛内达到300～850℃，然后关闭燃气；
步骤2：湿农业废弃物料从第一给粉器进入间壁管道，并在间壁管道内进行干燥，随着间壁管道内物料的下落再进行热处理，同时，干农业废弃物料从第二给粉器直接进入炉膛，干农业废弃物料与炉膛内的流化介质充分混合并进行热处理；
步骤3：步骤2热处理后的物料一部分以气体形式进入旋风分离器，另一部分以固体形式进入溢流管，旋风分离器中部分固体颗粒被分离出来回到炉膛，旋风分离器的一部分气体经过烟气循环风机加压进入到布风室并通过流化风孔进入炉膛，吹动炉膛的固体颗粒，进行气固反应，旋风分离器的气体另外一部分经过气体净化系统连接至烟囱排空；
步骤4：空气压缩机将空气压入位于炉膛中心位置的空气输送管，使部分农业废弃物燃烧产生热量用于维持炉膛温度，所述溢流管处于开放状态，当炉膛内整个反应进行10～60min时，启动真空泵使排焦室造成负压，便于焦炭排出，制备出的热解焦炭从排焦室直接通过焦样输运绞龙送入储焦仓的焦炭热解储藏室，保温指定时间(30～90mim)后的热解焦炭通过焦样排出绞龙输送到焦炭包装处。
本发明的有益效果：
1、由于采用了双入料口，且第一给粉器采用重力、绞龙挤压力和气体压力的组合，可以适应高含水率的农业废弃物。
2、本发明将湿物料与干物料实现对冲布置，且是接触和非接触相混合的方式，在保证热解正常工作的前提下最大限度的利用高品质能量。
3、本发明的流化床采用了正压驱动和负压驱动两种模式，可实现连续进出样，在实际运行中可以提高系统调控比。
4、本发明的流化床针对农业废弃物热解炭化后农业还田使用，将燃烧、热解和气化集成在一起，减少了多级利用各过程间的能量损耗，与此同时，本文热解制备的焦炭由于运用于农田，要求较低，亦可减少停留时间、纯度，特别是降低系统对密封性的要求，故可大幅度降低农业废弃物处理成本。
5、本发明的流化介质主要来源于循环烟气，可以通过富含CO2气氛保留大量氮、磷和钾的同时，大幅度降低了CO2的成本。
6、本发明热解制备的焦炭存放于储焦罐，内部存放焦炭，外部存放新鲜农业废弃物，可以减少保温材料，亦可实现能量的优化利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中布风室的俯视结构示意图。
其中，1—第一给粉器、2—第二给粉器、3—炉膛、3.1—清焦口、4—间壁管道、5—布风室、6—燃气喷口、7—旋风分离器、8—烟气循环风机、9—空气压缩机、10—空气输送管、11—流化风孔、12—溢流管、13—清焦管、14—排焦室、15—储焦仓、15.1—焦炭热解储藏室、15.2—湿农业废弃物预热室、15.3—湿农业废弃物输入口、16—焦样输运绞龙、17—焦样排出绞龙、18—预干燥农业废弃物输运绞龙、19—气体净化系统、20—烟囱、21—真空泵、22—第一粉料输送绞龙、23—第二料输送绞龙、24—流化区底部侧进料口、25—烟气管道。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明所设计的农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，如图1和2所示，它包括第一给粉器1、第二给粉器2、炉膛3、间壁管道4、布风室5、旋风分离器7、烟气循环风机8、空气压缩机9、溢流管12、储焦仓15、焦样输运绞龙16、焦样排出绞龙17、预干燥农业废弃物输运绞龙18、气体净化系统19、第一粉料输送绞龙22和第二料输送绞龙23，其中，所述储焦仓15为相互独立的内外双层仓室，所述储焦仓15的内仓室为焦炭热解储藏室15.1，储焦仓15的外仓室为湿农业废弃物预热室15.2，炉膛3内设置间壁管道4，布风室5位于炉膛3底部，炉膛3顶部设有燃气喷口6(可安装沼气或者热解气等喷口，通过管道连接气体，用于点火或者燃料不足使用)，间壁管道4的顶端口伸出炉膛3的顶面，间壁管道4的底端口位于炉膛内部的流化区上部，第一给粉器1的输出端通过第一粉料输送绞龙22连通间壁管道4的顶端口，第二给粉器2的输出端对应第二料输送绞龙23的输入端，第二料输送绞龙23的输出端连通炉膛内部的流化区底部侧进料口24；
所述炉膛3的底部设置有排焦室14，焦样输运绞龙16的一端设置在排焦室14的底部，焦样输运绞龙16的另一端设置在焦炭热解储藏室15.1内，焦炭热解储藏室15.1的底部设置焦样排出绞龙17，焦样排出绞龙17用于将焦炭热解储藏室15.1内的焦炭排出储焦仓15外，湿农业废弃物预热室15.2的底部设置预干燥农业废弃物输运绞龙18，预干燥农业废弃物输运绞龙18用于将湿农业废弃物预热室15.2内干燥后的焦炭运送至第一给粉器1；所述布风室5的顶面设有多个流化风孔11，布风室5内设有(四个)溢流管12，溢流管12的顶部管口穿过布风室5的顶面与炉膛3连通，溢流管12的底部管口穿过布风室5的底面与排焦室14连通，布风室5内还设有空气输送管10，空气输送管10的输出端穿过布风室5的顶面与炉膛3连通，空气输送管10的输入端穿过布风室5的底面与空气压缩机9的输出端连通，布风室5的底面设有烟气管道25，烟气管道25的一端通过流化风孔11与炉膛3连通，烟气管道25的另一端与烟气循环风机8的输出端连通；
旋风分离器7的输入端连通炉膛3的上部侧壁，旋风分离器7的第一输出端连通炉膛3的下部侧壁，旋风分离器7的第二输出端连通气体净化系统19的输入端，旋风分离器7的第二输出端还与烟气循环风机8的输入端连通，循环风机8用于保证流化压力。
上述技术方案中，所述气体净化系统19的输出端连接有烟囱20。
上述技术方案中，它还包括真空泵21，真空泵21的抽气口穿过排焦室14的侧壁连通排焦室14，真空泵21的第一排气口连通第一给粉器1的加压口，真空泵21的第二排气口连通第二给粉器2的加压口。真空泵21产生负压这样利于焦炭的排出，而出口接给粉器主要是避免抽出气体的浪费，同时便于顺利给粉。
上述技术方案中，所述空气输送管10的输出端位于布风室5的轴心。这样设计可以燃烧部分农业废弃物来提供整个系统的保温，同时，其热气流上升正好干燥间壁管道4下来的湿农业废弃物。
上述技术方案中，所述烟气管道25一端位于布风室5的轴心，所述空气输送管10与烟气管道25为套管形式，空气输送管10为套管的内管，烟气管道25为套管的外管。套管形式主要是一方面用高温循环烟气预热空气，便于炉内燃烧，另一方面，使得燃烧更加集中，而不至于空气和循环烟气混合，稀释氧浓度，不利于燃烧。
上述技术方案中，所述湿农业废弃物预热室15.2的顶部具有湿农业废弃物输入口15.3。
上述技术方案中，它还包括清焦管13，清焦管13的输入端连通炉膛3的清焦口3.1，清焦管13的输出端连通排焦室14，所述清焦口3.1位于炉膛3的布风室5上部位置。因为4个溢流管有一定的高度，而这个清焦口13直接就是布风室顶部，也就是可以将所有的焦炭全部放出。
一种利用上述装置的农业废弃物低能耗热解炭化方法，它包括如下步骤：
步骤1：炉膛3的燃气喷口6通过燃烧燃气(2～4h)，使炉膛3内达到300～850℃，然后关闭燃气；
步骤2：湿农业废弃物料从第一给粉器1进入间壁管道4，并在间壁管道4内进行干燥，随着间壁管道4内物料的下落再进行热处理(热解、气化和燃烧)，同时，干农业废弃物料从第二给粉器2直接进入炉膛3，干农业废弃物料与炉膛3内的流化介质充分混合并进行热处理(气化和燃烧)；
步骤3：步骤2热处理后的物料一部分以气体形式进入旋风分离器7，另一部分以固体形式进入(四个)溢流管12，旋风分离器7中部分固体颗粒被分离出来回到炉膛3，旋风分离器7的一部分气体经过烟气循环风机8加压进入到布风室5并通过流化风孔11进入炉膛3，吹动炉膛3的固体颗粒，进行气固反应，旋风分离器7的气体另外一部分经过气体净化系统19连接至烟囱20排空；
步骤4：空气压缩机9将空气压入位于炉膛中心位置的空气输送管10，使部分农业废弃物燃烧产生热量用于维持炉膛温度，所述溢流管12处于开放状态，但是由于下部压力与炉膛压力持平，所以进入排焦室14中的焦炭较少，当炉膛3内整个反应进行10～60min时，启动真空泵21使排焦室14造成负压，便于焦炭排出，同时为了加大排焦量或者排焦速度可以将清焦管13的阀门打开，制备出的热解焦炭从排焦室14直接通过焦样输运绞龙16送入储焦仓15的焦炭热解储藏室15.1，保温指定时间(30～90min)后的热解焦炭通过焦样排出绞龙17输送到焦炭包装处；
步骤5：湿废农业废弃物送入湿农业废弃物预热室15.2，湿农业废弃物预热室15.2内的湿农业废弃物通过与焦炭热解储藏室15.1进行热交换，使湿农业废弃物干燥为半干的农业废弃物，半干的农业废弃物通过预干燥农业废弃物输运绞龙18运送到第一给粉器1。
实施例1，高热值农业废弃物热解炭化
本发明针对高热值农业废弃物热解炭化(林业废弃物等)，完全可以实现热量的自平衡，因此，此模式的主要给粉器入口为第二给粉器2，一般设置总给粉量的65％～100％，炉膛3空气给量按照燃料完全燃烧化学当量比65％～100％，第一给粉器1的给粉量为总给粉量的35％～0％，炉膛3在满足温度的前提下(一般设置在700～850℃)，尽可能减少农业废弃物的燃烧反应。系统稳定运行时热解气或者沼气喷口关闭，炉膛3维持在100～1000Pa微正压状态。农业废弃物在炉膛内循环反应后焦炭的含碳量在10％～30％。储焦仓15中焦量与待干燥农业废弃物量按照1:10～1:2比例运行，保证良好的换热。
实施例2，低热值、干农业废弃物热解炭化
本发明针对低热值、干农业废弃物热解炭化(秸秆类等)，其不能实现热量的自平衡，但是易燃烧，因此，此模式以低温热解炭化为主，主要给粉器入口为第二给粉器2，一般设置总给粉量的65％～100％，炉膛3空气给量按照燃料完全燃烧化学当量比10％～40％，第一给粉器1的给粉量为总给粉量的35％～0％，炉膛3温度一般设置在500～750℃，尽可能减少农业废弃物的燃烧反应。系统稳定运行时热解气或者沼气喷口根据需要开启，炉膛3维持在100～1000Pa微正压状态。农业废弃物在炉膛内循环反应后焦炭的含碳量在20％～40％。储焦仓15中焦量与待干燥农业废弃物量按照1:6～1:2比例运行，保证良好的换热。
实施例3，低热值、湿农业废弃物热解炭化
本发明针对低热值、湿农业废弃物热解炭化(畜禽粪便类等)，其不能实现热量的自平衡，且不易燃烧，因此，此模式带热解的烘焙，主要给粉器入口为第一给粉器1，一般设置总给粉量的50％～70％，炉膛3空气给量按照燃料完全燃烧化学当量比10％～40％，第二给粉器2的给粉量为总给粉量的50％～30％，炉膛3温度一般设置在300～600℃。系统稳定运行时热解气或者沼气喷口根据需要开启，炉膛3维持在100～1000Pa微正压状态。农业废弃物在炉膛内循环反应后焦炭的含碳量在20％～40％。储焦仓15中焦量与待干燥农业废弃物量按照1:5～1:2比例运行。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，其特征在于，它包括第一给粉器(1)、第二给粉器(2)、炉膛(3)、间壁管道(4)、布风室(5)、旋风分离器(7)、烟气循环风机(8)、空气压缩机(9)、溢流管(12)、储焦仓(15)、焦样输运绞龙(16)、焦样排出绞龙(17)、预干燥农业废弃物输运绞龙(18)、气体净化系统(19)、第一粉料输送绞龙(22)和第二料输送绞龙(23)，其中，所述储焦仓(15)为相互独立的内外双层仓室，所述储焦仓(15)的内仓室为焦炭热解储藏室(15.1)，储焦仓(15)的外仓室为湿农业废弃物预热室(15.2)，炉膛(3)内设置间壁管道(4)，布风室(5)位于炉膛(3)底部，炉膛(3)顶部设有燃气喷口(6)，间壁管道(4)的顶端口伸出炉膛(3)的顶面，间壁管道(4)的底端口位于炉膛内部的流化区上部，第一给粉器(1)的输出端通过第一粉料输送绞龙(22)连通间壁管道(4)的顶端口，第二给粉器(2)的输出端对应第二料输送绞龙(23)的输入端，第二料输送绞龙(23)的输出端连通炉膛内部的流化区底部侧进料口(24)；
所述炉膛(3)的底部设置有排焦室(14)，焦样输运绞龙(16)的一端设置在排焦室(14)的底部，焦样输运绞龙(16)的另一端设置在焦炭热解储藏室(15.1)内，焦炭热解储藏室(15.1)的底部设置焦样排出绞龙(17)，焦样排出绞龙(17)用于将焦炭热解储藏室(15.1)内的焦炭排出储焦仓(15)外，湿农业废弃物预热室(15.2)的底部设置预干燥农业废弃物输运绞龙(18)，预干燥农业废弃物输运绞龙(18)用于将湿农业废弃物预热室(15.2)内干燥后的农业废弃物运送至第一给粉器(1)；所述布风室(5)的顶面设有多个流化风孔(11)，布风室(5)内设有溢流管(12)，溢流管(12)的顶部管口穿过布风室(5)的顶面与炉膛(3)连通，溢流管(12)的底部管口穿过布风室(5)的底面与排焦室(14)连通，布风室(5)内还设有空气输送管(10)，空气输送管(10)的输出端穿过布风室(5)的顶面与炉膛(3)连通，空气输送管(10)的输入端穿过布风室(5)的底面与空气压缩机(9)的输出端连通，布风室(5)的底面设有烟气管道(25)，烟气管道(25)的一端通过流化风孔(11)与炉膛(3)连通，烟气管道(25)的另一端与烟气循环风机(8)的输出端连通；
旋风分离器(7)的输入端连通炉膛(3)的上部侧壁，旋风分离器(7)的第一输出端连通炉膛(3)的下部侧壁，旋风分离器(7)的第二输出端连通气体净化系统(19)的输入端，旋风分离器(7)的第二输出端还与烟气循环风机(8)的输入端连通；
它还包括真空泵(21)，真空泵(21)的抽气口穿过排焦室(14)的侧壁连通排焦室(14)，真空泵(21)的第一排气口连通第一给粉器(1)的加压口，真空泵(21)的第二排气口连通第二给粉器(2)的加压口。
2.根据权利要求1所述的农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，其特征在于：所述气体净化系统(19)的输出端连接有烟囱(20)。
3.根据权利要求1所述的农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，其特征在于：所述空气输送管(10)的输出端位于布风室(5)的轴心。
4.根据权利要求1所述的农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，其特征在于：所述烟气管道(25)一端位于布风室(5)的轴心，所述空气输送管(10)与烟气管道(25)为套管形式，空气输送管(10)为套管的内管，烟气管道(25)为套管的外管。
5.根据权利要求1所述的农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，其特征在于：所述湿农业废弃物预热室(15.2)的顶部具有湿农业废弃物输入口(15.3)。
6.根据权利要求1所述的农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置，其特征在于：它还包括清焦管(13)，清焦管(13)的输入端连通炉膛(3)的清焦口(3.1)，清焦管(13)的输出端连通排焦室(14)，所述清焦口(3.1)位于炉膛(3)的布风室(5)上部位置。
7.一种利用权利要求1所述装置的农业废弃物低能耗炭化方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：炉膛(3)的燃气喷口(6)通过燃烧燃气，使炉膛(3)内达到300～850℃，然后关闭燃气；
步骤2：湿农业废弃物料从第一给粉器(1)进入间壁管道(4)，并在间壁管道(4)内进行干燥，随着间壁管道(4)内物料的下落再进行热处理，同时，干农业废弃物料从第二给粉器(2)直接进入炉膛(3)，干农业废弃物料与炉膛(3)内的流化介质充分混合并进行热处理；
步骤3：步骤2热处理后的物料一部分以气体形式进入旋风分离器(7)，另一部分以固体形式进入溢流管(12)，旋风分离器(7)中部分固体颗粒被分离出来回到炉膛(3)，旋风分离器(7)的一部分气体经过烟气循环风机(8)加压进入到布风室(5)并通过流化风孔(11)进入炉膛(3)，吹动炉膛(3)的固体颗粒，进行气固反应，旋风分离器(7)的气体另外一部分经过气体净化系统(19)连接至烟囱(20)排空；
步骤4：空气压缩机(9)将空气压入位于炉膛中心位置的空气输送管(10)，使部分农业废弃物燃烧产生热量用于维持炉膛温度，所述溢流管(12)处于开放状态，当炉膛(3)内整个反应进行10～60min时，启动真空泵(21)使排焦室(14)造成负压，便于焦炭排出，制备出的热解焦炭从排焦室(14)直接通过焦样输运绞龙(16)送入储焦仓(15)的焦炭热解储藏室(15.1)，保温指定时间后的热解焦炭通过焦样排出绞龙(17)输送到焦炭包装处。
8.根据权利要求7所述的农业废弃物低能耗热解炭化方法，其特征在于：所述步骤4后还包括步骤5：湿农业废弃物送入湿农业废弃物预热室(15.2)，湿农业废弃物预热室(15.2)内的湿农业废弃物通过与焦炭热解储藏室(15.1)进行热交换，使湿废农业废弃物干燥为半干的农业废弃物，半干的农业废弃物通过预干燥农业废弃物输运绞龙(18)运送到第一给粉器(1)。
9.根据权利要求7所述的农业废弃物低能耗热解炭化方法，其特征在于：所述步骤2中，间壁管道(4)内物料热处理过程包括热解和气化；干农业废弃物料与炉膛(3)内的流化介质充分混合并进行的热处理过程包括热解、气化和燃烧。
CN201710489746.7A 2017-06-24 2017-06-24 农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法 Active CN107245344B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710489746.7A CN107245344B (zh) 2017-06-24 2017-06-24 农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710489746.7A CN107245344B (zh) 2017-06-24 2017-06-24 农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107245344A CN107245344A (zh) 2017-10-13
CN107245344B true CN107245344B (zh) 2023-04-28

Family

ID=60019603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710489746.7A Active CN107245344B (zh) 2017-06-24 2017-06-24 农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107245344B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113004920B (zh) * 2020-03-10 2022-04-19 安徽燃博智能科技有限公司 一种生物质炭化回田处置装置
CN111303919B (zh) * 2020-03-10 2021-07-09 安徽燃博智能科技有限公司 一种用于改良土壤的秸秆生物质活性炭的生产装置
CN111303920B (zh) * 2020-03-10 2021-07-09 安徽燃博智能科技有限公司 一种生产改良土壤用生物质炭的装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005049530A2 (en) * 2003-11-17 2005-06-02 Entropic Technologies Corporation Waste conversion process
CN1754945A (zh) * 2004-09-30 2006-04-05 中国科学院工程热物理研究所 双循环流化床煤气－蒸汽联产方法及装置
CN101962563A (zh) * 2010-10-30 2011-02-02 上海交通大学 生物质快速热裂解制取生物燃油设备
CN102311742A (zh) * 2011-08-18 2012-01-11 中国科学院过程工程研究所 一种纤维素工业生物质废弃物的加工方法及其工艺装置
CN106635179A (zh) * 2017-01-23 2017-05-10 江苏华威机械制造有限公司 一种循环流化床与热解床复合气化的工艺及其装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005049530A2 (en) * 2003-11-17 2005-06-02 Entropic Technologies Corporation Waste conversion process
CN1754945A (zh) * 2004-09-30 2006-04-05 中国科学院工程热物理研究所 双循环流化床煤气－蒸汽联产方法及装置
CN101962563A (zh) * 2010-10-30 2011-02-02 上海交通大学 生物质快速热裂解制取生物燃油设备
CN102311742A (zh) * 2011-08-18 2012-01-11 中国科学院过程工程研究所 一种纤维素工业生物质废弃物的加工方法及其工艺装置
CN106635179A (zh) * 2017-01-23 2017-05-10 江苏华威机械制造有限公司 一种循环流化床与热解床复合气化的工艺及其装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107245344A (zh) 2017-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104017591B (zh) 一种农林生物质连续热解炭化装置
US10253263B2 (en) Method of continuous pyrolysis and carbonization of agricultural and forestry biomass
CN107245344B (zh) 农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置和方法
CN102226092A (zh) 连续式生物质低温热解炭化方法及其炭化炉
CN106995708A (zh) 一种生物质制炭系统及方法
CN108467736A (zh) 一种多级分段式卧式移动床生物质热解气化设备
CN109485043A (zh) 生物质两段式制备活性炭的系统和方法
CN110079337A (zh) 一种生物质热解气再循环利用的炭化炉及生物质炭化方法
CN111621311A (zh) 一种自热式炭热联产生物质热解设备及工艺
CN111778047B (zh) 一种处理农业废弃物及生活垃圾的热解炭化设备及方法
CN107721112A (zh) 城市污泥干化热解气化自持焚烧系统
CN209322804U (zh) 一种炭/油/气联产的一体化装置
CN107163953A (zh) 一种生物质及含碳有机废弃物热解回转炉及热解产物回收系统
CN109456781A (zh) 一种炭/油/气联产的一体化装置及方法
CN113698964A (zh) 一种器流床和生物质反应炉
CN209024387U (zh) 一种间接传热式污泥热解碳化装置及污泥热解碳化系统
CN207646043U (zh) 城市污泥干化热解气化自持焚烧系统
CN207811690U (zh) 一种分段式热解气化装置
CN108911457A (zh) 一种间接传热式污泥热解碳化装置及污泥热解碳化系统
CN213060745U (zh) 一种自热式炭热联产生物质热解设备
CN207047159U (zh) 农业废弃物低能耗的循环流化床炭化装置
CN203999498U (zh) 一种农林生物质连续热解炭化装置
CN207498323U (zh) 一种高氮抗生素菌渣制备低氮生物质燃气的系统
CN209024386U (zh) 一种蓄热式污泥热解碳化装置及污泥热解碳化系统
CN110396417A (zh) 一种干化炭化处理系统及处理工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant