CN107858159A - 一种生物质炭化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生物质炭化装置,属于生物质热化学转化技术领域。本发明装置首先点燃炭化装置内部的加热装置,加热装置使空气升温经烟气管道进入烟气室,通过烟气室对粉碎装置进行升温,将潮湿的秸秆加入粉碎装置,由于烟气室的加热,使潮湿的秸秆被烘干,烘干后的秸秆经破碎辊碾压破碎,破碎后的秸秆经螺旋推送装置进入炭化装置内,通过进气室以及进气孔向炭化装置内提供有限的空气,从而将秸秆进行炭化,炭化后的秸秆经螺旋推送装置推送出料,在螺旋推送装置推送过程中,通过降温换热装置对炭化后的秸秆进行降温。减少降温时间,提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质炭化装置,属于生物质热化学转化技术领域。
背景技术
能源是全人类全社会发展的动力。但是随着全球人口不断増涨,经济发展不断増加。人均资源占有量持续下降,资源被开发和使用过度,导致不可再生资源的枯竭,环境被破坏,全球气候变暖等一系列问题。
因此开发一种可再生的环保能源就显得尤为重要。生物质能指的是生物质通过光合作用而储存在自身体内的能量,它是以生物为储存载体,是一种间接的太阳能。生物质能是当今四大能源之一,全球每年生物质能相当于10年的燃料消耗。在资源总量上仅次于煤炭、石油、天然气,而在四大能源当中,它是唯一的可再生能源。生物质能主要优点如下:
(1)资源丰富且可再生性:生物质分布极其广泛,种类繁多且总量极大。由于生物质能是一种间接的太阳能通过植物光合作用转化形成的化学能,因此具有可巧生性。
(2)低碳、环保:生物能在燃烧使用过程中,主要产物为水和二氧化碳,其他有害物质极少。稻杆占生物质总量约70%。因此针对生物质能的利用,主要是对稻杆的利用。我国每年农林废弃物高达14亿吨,相当于7亿吨标准煤,而目前我国每年煤炭使用量约为2.2亿吨。可想而知,稻杆的二次利用在能源方面的潜力是巨大的。我国秸秆约占世界稻杆总量三分之一,但是相对发达国家,我国秸秆利用率却不高。主要原因是农民对环境保护意识淡薄,商品化,市场化程度低,没有形成收购-深加工-商品化一条龙产业链。生物质炭与未经炭化热解的生物质相比,能量密度高,储存方便。在能源,农业止壤,空气环境,工业等领域用途极其广泛,生物质炭发展是节约型社会,可持续发展大势之趋。所以研发一种生物质炭化装置就显得尤为重要。
秸秆的炭化大部分是先是粉碎然后打压成型,制成炭制棒后炭进行化。但是如果针对一些硬度较高的稻杆如玉米稻杆等,粉碎和成型比较困难。含水率和硬度有负相关关系,生物质含水率越小硬度越高,炭化原料越不容易粉碎。对于电机的功率、机械加工要求也越高,同时对于干燥预热阶段往往需要外加热源烘干加热,造成能源浪费,缺乏经济效益。同时现存成型机也存在维修次数频繁,尤其螺旋轴材料需要经常更换,寿命不长等特点。如果是粉末颗粒的生物质炭化,会有大量尘埃颗粒杂物,对收集生物油生物气带来一些固体杂质,在冷凝管形成污垢产生热阻,甚至会堵塞冷凝管道。因此凡是炭化粉碎或颗粒状的生物质炭化热解装置,都配有旋风分离器。旋风分离器的作用是将颗粒物在风扇旋转离屯、力的作用下,从高速气流中被分离出来。但是它的工作效率不高,分离效果往往不会达到理想的效果,进料口密封性不好,进料管容易堵塞,进料罐出现盲拱现象等问题。
综上所诉,炭化装置往往比较复杂,机械装置较多,先粉碎成型,再制炭。成本较大,为了尽可能降低成本,往往为不可移动的固定装置,进行集中式大量生产。而一些稻杆湿度比较大,分散也不集中,如果保存运输不当,还会出现发霉腐烂等问题。所以研发一种生物质炭化装置就显得尤为重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题:针对炭化装置比较复杂,机械装置较多,炭化原料越不容易粉碎,工作效率不高的问题,提供了一种生物质炭化装置。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种生物质炭化装置,包括粉碎装置以及炭化装置,所述的粉碎装置外侧设置有烟气室,粉碎装置内部设置有破碎辊,粉碎装置下方为螺旋推送装置,螺旋推送装置与炭化装置相连接,所述的碳化装置上方连接有烟气管道与烟气室相连接,炭化装置内部设置有加热装置,炭化装置外侧设置有进气室,进气室与炭化装置之间设置有进气孔,碳化装置左下方连接有螺旋推送装置,螺旋推送装置外侧包裹有降温换热装置,降温换热装置上方为降温剂入口,下方为降温试剂出口。
一种生物质炭化装置的应用方法是:首先点燃炭化装置内部的加热装置,加热装置使空气升温经烟气管道进入烟气室,通过烟气室对粉碎装置进行升温,将潮湿的秸秆加入粉碎装置,由于烟气室的加热,使潮湿的秸秆被烘干,烘干后的秸秆经破碎辊碾压破碎,破碎后的秸秆经螺旋推送装置进入炭化装置内,通过进气室以及进气孔向炭化装置内提供有限的空气,从而将秸秆进行炭化,炭化后的秸秆经螺旋推送装置推送出料,在螺旋推送装置推送过程中,通过降温换热装置对炭化后的秸秆进行降温。
所述的破碎辊设置有两组,破碎辊上的破碎齿交叉排列。
所述的降温换热装置内使用的换热介质为水。
所述的加热装置为环形,设置在炭化装置内壁上。
本发明的有益效果是:
(1)本发明中将秸秆破碎装置和炭化装置相结合,对秸秆实行先破碎再炭化,在秸秆的炭化过程中,一些秸秆往往含有较多的水分,分散也不集中,如果要等秸秆水分散失再进行炭化,需要很长时间,同时秸秆放置时间过长会导致秸秆腐烂,无法再进行炭化,本发明中采取利用烟气预热的方式来对秸秆进行烘干,通过粉碎装置外侧的加热室,利用炭化过程中产生的烟气的预热对放入破碎装置内的秸秆进行烘干,烘干后的秸秆经破碎装置破碎后再炭化,使用烟气余热对秸秆进行烘干,不仅有效利用了烟气,更节约了资源,同时烟气经过换热再进入净化装置,也有效帮助了烟气的净化。
(2)本发明中在炭化装置内部设置了环形的加热装置,通过环形加热装置,使粉碎后的秸秆在碳化装置内得到充分的加热,再通过进气室以及进气孔控制炭化装置内部的进气量,从而控制秸秆的炭化质量,提高炭化效率,本发明在螺旋推送装置外侧设置了降温换热装置,通过在降温换热装置内部加入冷水,使螺旋推送装置在推送出料时对生物质炭进行冷却降温,减少降温时间,提高生产效率。
附图说明
图1为本发明一种生物质炭化装置的构造示意图。
其中,1、粉碎装置;2、烟气室;3、破碎辊;4、螺旋推送装置;5、降温换热装置;6、螺旋推送装置;7、降温试剂出口;8、烟气管道;9、炭化装置;10、加热装置;11、进气室;12、进气孔;13、降温剂入口。
具体实施方式
一种生物质炭化装置,包括粉碎装置1以及炭化装置9,所述的粉碎装置1外侧设置有烟气室2,粉碎装置1内部设置有破碎辊3,粉碎装置1下方为螺旋推送装置4,螺旋推送装置4与炭化装置9相连接,所述的碳化装置9上方连接有烟气管道8与烟气室2相连接,炭化装置9内部设置有加热装置10,炭化装置9外侧设置有进气室11,进气室11与炭化装置9之间设置有进气孔12,碳化装置9左下方连接有螺旋推送装置6,螺旋推送装置6外侧包裹有降温换热装置5,降温换热装置5上方为降温剂入口13,下方为降温试剂出口7。一种生物质炭化装置的应用方法是:首先点燃炭化装置9内部的加热装置10,加热装置10使空气升温经烟气管道8进入烟气室2,通过烟气室2对粉碎装置1进行升温,将潮湿的秸秆加入粉碎装置1,由于烟气室2的加热,使潮湿的秸秆被烘干,烘干后的秸秆经破碎辊3碾压破碎,破碎后的秸秆经螺旋推送装置4进入炭化装置9内,通过进气室11以及进气孔12向炭化装置9内提供有限的空气,从而将秸秆进行炭化,炭化后的秸秆经螺旋推送装置6推送出料,在螺旋推送装置6推送过程中,通过降温换热装置5对炭化后的秸秆进行降温。所述的破碎辊3设置有两组,破碎辊3上的破碎齿交叉排列。所述的降温换热装置5内使用的换热介质为水。所述的加热装置10为环形,设置在炭化装置9内壁上。
Claims (5)
1.一种生物质炭化装置,包括粉碎装置(1)以及炭化装置(9),所述的粉碎装置(1)外侧设置有烟气室(2),粉碎装置(1)内部设置有破碎辊(3),粉碎装置(1)下方为螺旋推送装置(4),螺旋推送装置(4)与炭化装置(9)相连接,所述的碳化装置(9)上方连接有烟气管道(8)与烟气室(2)相连接,炭化装置(9)内部设置有加热装置(10),炭化装置(9)外侧设置有进气室(11),进气室(11)与炭化装置(9)之间设置有进气孔(12),碳化装置(9)左下方连接有螺旋推送装置(6),螺旋推送装置(6)外侧包裹有降温换热装置(5),降温换热装置(5)上方为降温剂入口(13),下方为降温试剂出口(7)。
2.根据权利要求1所述的一种生物质炭化装置的应用方法是:首先点燃炭化装置(9)内部的加热装置(10),加热装置(10)使空气升温经烟气管道(8)进入烟气室(2),通过烟气室(2)对粉碎装置(1)进行升温,将潮湿的秸秆加入粉碎装置(1),由于烟气室(2)的加热,使潮湿的秸秆被烘干,烘干后的秸秆经破碎辊(3)碾压破碎,破碎后的秸秆经螺旋推送装置(4)进入炭化装置(9)内,通过进气室(11)以及进气孔(12)向炭化装置(9)内提供有限的空气,从而将秸秆进行炭化,炭化后的秸秆经螺旋推送装置(6)推送出料,在螺旋推送装置(6)推送过程中,通过降温换热装置(5)对炭化后的秸秆进行降温。
3.根据权利要求1所述的一种生物质炭化装置,其特征在于:所述的破碎辊(3)设置有两组,破碎辊(3)上的破碎齿交叉排列。
4.根据权利要求1所述的一种生物质炭化装置,其特征在于:所述的降温换热装置(5)内使用的换热介质为水。
5.根据权利要求1所述的一种生物质炭化装置,其特征在于:所述的加热装置(10)为环形,设置在炭化装置(9)内壁上。
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