CN107384455A - 下吸式辐射管生物质热解制炭炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，包括用于进行热解制炭的炉体，原料仓与炉体的顶部之间设置有用于将原料仓内的原料加入到炉体内的加料机，在炉体上均匀的布置有用于对进入炉体的原料进行生物质热解的蓄热式辐射管燃烧机，所述炉体的下端分别设置有用于收集煤气产品的煤气收集口以及用于输出炭产品的炭出口，所述炭出口连接用于将炭产品输送出炉体的炭输送机，所述煤气收集口通过煤气管道连接换热器，换热器连接用于给降温后的煤气进行除尘的布袋除尘器，布袋除尘器通过引风机连接到用于存储煤气产品的煤气储藏罐。利用蓄热式辐射管燃烧机进行生物质热解，综合热效率高，对物料尺寸的要求相当宽松，能连续制炭。
Description
技术领域
本发明涉及一种热解制炭炉，具体是一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉。
背景技术
生物质资源具有来源广泛、易集中处理、低污染、可再生等特点，应用潜力巨大。据统计，我国仅作物秸秆一项，资源总量就已超过7亿吨。但是，其中约有33-40％被废弃在田间或露天焚烧，不仅造成了生物质资源的严重浪费，破坏了土壤结构、使生产能力下降，还导致了严重的环境污染，威胁交通运输和人们的生产、生活安全。将这些废弃的生物质资源通过炭化技术制备成生物炭加以多元化开发利用，可以在很大程度上解决可持续发展、节能降耗、环境保护与治理等领域面临的复杂问题，有助于构建低炭高效经济发展模式，对保障国家环境、能源、粮食安全意义重大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，利用蓄热式辐射管燃烧机进行生物质热解，综合热效率高，对物料尺寸的要求相当宽松，能连续制炭。
本发明的技术方案：一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，包括用于进行热解制炭的炉体，所述炉体的顶部安装有用于盛装原料的原料仓，原料仓与炉体的顶部之间设置有用于将原料仓内的原料加入到炉体内的加料机，在炉体上均匀的布置有用于对进入炉体的原料进行生物质热解的蓄热式辐射管燃烧机，所述炉体的下端分别设置有用于收集煤气产品的煤气收集口以及用于输出炭产品的炭出口，所述炭出口连接用于将炭产品输送出炉体的炭输送机，所述炭输送机的下端设置用于收集炭产品的收集口，所述煤气收集口通过煤气管道连接换热器，煤气收集口收集炉体内的高温煤气并通过煤气管道输送到换热器内进行冷却降温，所述换热器连接用于给降温后的煤气进行除尘的布袋除尘器，布袋除尘器通过引风机连接到用于存储煤气产品的煤气储藏罐。
所述炉体的上部还设置有用于观察炉体内原料热解情况的窥视窗。
所述换热器包括煤气进口、煤气出口、冷水进口和热水出口，从炉体内输出的高温煤气通过煤气进口进入到换热器内，高温煤气经过换热器的冷却后通过煤气出口输出降温后的煤气，冷水进口实时向换热器内充入用于冷却高温煤气的冷水，冷水冷却高温煤气后变成热水通过热水出口输出换热器，热水出口连接到向用户输送热水的热水管道用于给用户提供热水。
所述蓄热式辐射管燃烧机的辐射管伸入到炉体内部以便于对炉体内的原料进行隔离加热。
所述蓄热式辐射管燃烧机等间距的从上到下依次安装有多层。
所述蓄热式辐射管燃烧机每层都是等间距的环绕炉体呈周向均匀分布。
上下两层所述蓄热式辐射管燃烧机的辐射管长短不同且长短不同的辐射管在炉体内相互交错设置。
所述炉体的下端设置成方便集中煤气产品和炭产品的漏斗形。
所述煤气收集口为圆筒状，圆筒状煤气收集口上等均匀的开设有方便煤气进入的圆孔。
本发明的技术效果：采用蓄热式辐射管燃烧机，综合热效率可达90％，辐射管燃烧机排烟温度可控制在150℃以下；
辐射管燃烧机产生的燃烧产物通过辐射管排放出去，与炉内的气氛隔绝，生物质热解炉内无空气、无CO2，因此产生的生物质可燃气只有CO、H2、CH4等可燃气体给炉内辐射管燃烧机供热使用，而从炉内出来的高温可燃气体通过换热器将换热出来的蒸汽可用于物料烘干，减少了炉内燃料耗量；
采用辐射管提供热解反应炉所需要的热量，辐射管燃烧机可连续提供要求的热量，因此该气化炉只需稳定的加料，就能连续制炭；
由于采用辐射管供热，因此对物料尺寸的要求相当宽松，只要上料系统和下料系统能够兼容就行，因此生物质的前期处理成本非常低；
采用下吸式出气方式，因此在炉体内产生的焦油在高温区几乎都被气化掉，生物质燃气中的焦油显著减少，防止管道堵塞；
连续制炭的同时进行煤气的收集存储，制炭、制气两不误，显著提高工效。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明蓄热式辐射管燃烧机布置结构示意图；
图3为本发明蓄热式辐射管燃烧机结构示意图。
图中标号分别表示，1-炉体，2-原料仓，3-加料机，4-蓄热式辐射管燃烧机，5-煤气收集口，6-炭出口，7-炭输送机，8-收集口，9-煤气管道，10-换热器，11-热水管道，12-布袋除尘器，13-引风机，14-煤气储藏罐，15-窥视窗。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如图1和图2所示，一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，包括用于进行热解制炭的炉体1，所述炉体1的顶部安装有用于盛装原料的原料仓2，原料仓2与炉体1的顶部之间设置有用于将原料仓2内的原料加入到炉体1内的加料机3，在炉体1上均匀的布置有用于对进入炉体的原料进行生物质热解的蓄热式辐射管燃烧机4，所述炉体1的下端分别设置有用于收集煤气产品的煤气收集口5以及用于输出炭产品的炭出口6，所述炭出口6连接用于将炭产品输送出炉体的炭输送机7，所述炭输送机7的下端设置用于收集炭产品的收集口8，所述煤气收集口5通过煤气管道9连接换热器10，煤气收集口5收集炉体内的高温煤气并通过煤气管道9输送到换热器10内进行冷却降温，所述换热器10连接用于给降温后的煤气进行除尘的布袋除尘器12，布袋除尘器12通过引风机13连接到用于存储煤气产品的煤气储藏罐14。
所述炉体1的上部还设置有用于观察炉体内原料热解情况的窥视窗15。
所述换热器10包括煤气进口、煤气出口、冷水进口和热水出口，从炉体1内输出的高温煤气通过煤气进口进入到换热器10内，高温煤气经过换热器10的冷却后通过煤气出口输出降温后的煤气，冷水进口实时向换热器内充入用于冷却高温煤气的冷水，冷水冷却高温煤气后变成热水通过热水出口输出换热器10，热水出口连接到向用户输送热水的热水管道11用于给用户提供热水。
所述蓄热式辐射管燃烧机4的辐射管伸入到炉体内部以便于对炉体内的原料进行隔离加热。
所述蓄热式辐射管燃烧机4等间距的从上到下依次安装有多层。
所述蓄热式辐射管燃烧机4每层都是等间距的环绕炉体1呈周向均匀分布。
上下两层所述蓄热式辐射管燃烧机4的辐射管长短不同且长短不同的辐射管在炉体内相互交错设置。
所述炉体1的下端设置成方便集中煤气产品和炭产品的漏斗形。
所述煤气收集口5为圆筒状，圆筒状煤气收集口上等均匀的开设有方便煤气进入的圆孔。
如图3所示，蓄热式辐射管燃烧机采用专利申请号为03254702.1的实用新型专利所公开的蓄热式煤气辐射管燃烧机，与普通的辐射燃烧机一样，辐射管外形为U形或W形，其主体部分是安装在辐射管两端的燃烧装置，燃烧装置主要由燃烧器、空气/烟气管道、煤气管道和与其相配套的换向阀组成；蓄热式煤气辐射管燃烧机的特别之处在于：本燃烧机的辐射管的前端U/W形部分的内腔为燃烧腔室，其后端两直管部分内腔均设置有二次煤气喷嘴和蓄热体，两端的二次煤气喷嘴和蓄热体交替进行工作；两直管部分中央均设置有煤气管，煤气管穿过蓄热体，其前端与二次煤气喷嘴相连：煤气管中央还设置有将远程点火火种传递到二次煤气喷嘴的点火通道，点火通道前端直达二次煤气喷嘴，后端与远程点火器相连；煤气换向阀分别与两直管后端的煤气管相接；空气/烟气换向阀分别与两直管后端的空气、烟气管相接，温度检测电偶设置在烟气总管上，微电脑控制盒设置在燃烧机外壳内。管内设置有肋片和蓄热体的煤气管中央还设置有将远程点火火种传递到二次煤气喷嘴的点火通道，点火通道前端直达二次煤气喷嘴，后端与远程点火器相连，远程点火器是一个长筒形的密闭腔体，在点火器腔室内顺火种前进方向，依次设置有煤气进口、点火风管、高压点火头。
蓄热式煤气辐射管燃烧机远程点火器的点火步骤如下：
A、在点火端，开启压力空气进行吹扫10-30秒钟；
B、启动高压点火头使产生电火花，随即启功煤气进口，煤气的启动时间较电火花迟1-2秒，电火花持续6-8秒，煤气供给燃烧时间为30-60秒；
C、空气/烟气换向阀和煤气换向阀进行换向，在辐射管的另一端开始准备工作；
D、在另一点火端，同样采用压力空气先进行10-30秒钟的吹扫：
E、启动高压点火头使产生电火花，随即启动煤气进口，煤气的启动时间较电火花迟1-2秒，电火花持续6-8秒，煤气供给燃烧时间为30-60秒；
F、一个工作周期结束，下一工作周期开始；周而复始，进行以上操作，至到检测结果显示排出烟气温度达到认定温度(150-180℃)时，停止点火操作。
蓄热式煤气辐射管燃烧机，煤气换向阀、空气/烟气换向阀为空气/烟气、煤气能同步切换的三位七通旋转切换阀。
蓄热式煤气辐射管燃烧机，蓄热体为陶瓷蜂窝体、合金钢蜂窝体。
蓄热式煤气辐射管燃烧机，是一种燃烧效率高、安全，运行寿命长的辐射管燃烧机，可带来空气预热温度高，燃烧温度高，辐射管受热均匀，热效率高等一系列的技术优势。
采用蓄热式辐射管燃烧机，综合热效率可达90％，辐射管燃烧机排烟温度可控制在150℃以下；
辐射管燃烧机产生的燃烧产物通过辐射管排放出去，与炉内的气氛隔绝，生物质热解炉内无空气、无CO2，因此产生的生物质可燃气只有CO、H2、CH4等可燃气体给炉内辐射管燃烧机供热使用，而从炉内出来的高温可燃气体通过换热器将换热出来的蒸汽可用于物料烘干，减少了炉内燃料耗量；
采用辐射管提供热解反应炉所需要的热量，辐射管燃烧机可连续提供要求的热量，因此该气化炉只需稳定的加料，就能连续制炭；
由于采用辐射管供热，因此对物料尺寸的要求相当宽松，只要上料系统和下料系统能够兼容就行，因此生物质的前期处理成本非常低；
采用下吸式出气方式，因此在炉体内产生的焦油在高温区几乎都被气化掉，生物质燃气中的焦油显著减少，防止管道堵塞。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：包括用于进行热解制炭的炉体，所述炉体的顶部安装有用于盛装原料的原料仓，原料仓与炉体的顶部之间设置有用于将原料仓内的原料加入到炉体内的加料机，在炉体上均匀的布置有用于对进入炉体的原料进行生物质热解的蓄热式辐射管燃烧机，所述炉体的下端分别设置有用于收集煤气产品的煤气收集口以及用于输出炭产品的炭出口，所述炭出口连接用于将炭产品输送出炉体的炭输送机，所述炭输送机的下端设置用于收集炭产品的收集口，所述煤气收集口通过煤气管道连接换热器，煤气收集口收集炉体内的高温煤气并通过煤气管道输送到换热器内进行冷却降温，所述换热器连接用于给降温后的煤气进行除尘的布袋除尘器，布袋除尘器通过引风机连接到用于存储煤气产品的煤气储藏罐。
2.根据权利要求1所述的一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：所述炉体的上部还设置有用于观察炉体内原料热解情况的窥视窗。
3.根据权利要求1所述的一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：所述换热器包括煤气进口、煤气出口、冷水进口和热水出口，从炉体内输出的高温煤气通过煤气进口进入到换热器内，高温煤气经过换热器的冷却后通过煤气出口输出降温后的煤气，冷水进口实时向换热器内充入用于冷却高温煤气的冷水，冷水冷却高温煤气后变成热水通过热水出口输出换热器，热水出口连接到向用户输送热水的热水管道用于给用户提供热水。
4.根据权利要求1所述的一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：所述蓄热式辐射管燃烧机的辐射管伸入到炉体内部以便于对炉体内的原料进行隔离加热。
5.根据权利要求4所述的一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：所述蓄热式辐射管燃烧机等间距的从上到下依次安装有多层。
6.根据权利要求5所述的一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：所述蓄热式辐射管燃烧机每层都是等间距的环绕炉体呈周向均匀分布。
7.根据权利要求6所述的一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：上下两层所述蓄热式辐射管燃烧机的辐射管长短不同且长短不同的辐射管在炉体内相互交错设置。
8.根据权利要求1所述的一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：所述炉体的下端设置成方便集中煤气产品和炭产品的漏斗形。
9.根据权利要求1所述的一种下吸式辐射管生物质热解制炭炉，其特征在于：所述煤气收集口为圆筒状，圆筒状煤气收集口上均匀的开设有方便煤气进入的圆孔。
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