CN107858162A - 生物质秸秆炭化炉及排炭装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物质秸秆炭化炉及排炭装置，该炭化炉结构简单、制造成本低、运行效率高。其排炭装置可将炭化炉排出的炭化物快速降温，可直接进行入袋包装。该生物质秸秆炭化炉排炭装置，安装在炭化炉下方，包括绞笼片、外套筒、主轴和传动部件，绞笼片和主轴设于外套筒内，绞龙片设于主轴上，所述外套筒设有进炭口和出炭口，且外套筒采用双层套结构并设有进水口和出水口，所述主轴采用空心主轴；外套筒的进水口和出水口，以及空心主轴的两端分别与冷却介质循环系统连接。升温后的冷却介质可以与供暖系统换热，实现热量回用。

Description

生物质秸秆炭化炉及排炭装置

技术领域：

本发明涉及一种炭化炉和排炭装置，尤其涉及一种搅拌式炭化炉和空心主轴绞笼排炭装置。适用于生物秸秆的炭化处理。

背景技术：

我国秸秆资源丰富，每年拥有大量的秸秆资源，秸秆有效利用率低，大部分被焚烧，严重污染空气。秸秆在乡村堆垛，影响农村环境。秸秆禁烧也是困绕百姓的一道难题。为了解决秸秆利用所采取的行之有效途径，主要通过推广秸秆饲料化、肥料化、燃料化、基料化等处理方式，但利用的有效性均十分有限。推广秸秆直燃发电，秸秆利用率高，但经济效益差。

传统秸秆炭化炉是间歇性，外热式，并且多数为先成型后炭化，成本高、效益差，炭化物排入炭塔或炭室贮藏，进行自然冷却。有内热式炭化炉，但排炭后直接装袋包装不多。

CN 205556561 U号文献公开一种生物质池式炭化炉，包含炉本体及设于炉本体内的燃烧室、炭化室、集炭箱及排炭装置，炉本体上还设置有加料机构，排炭装置设置在集炭箱内，其特征在于：炉本体包含耐火内衬及保温隔热层，炭化室上部设置有集气罩，集气罩上连接有集气管路，炭化室下部设置有若干燃烧室及布气孔，燃烧室和布气孔上均设置有经耐火砖交错排列形成的气体分布流道，炭化室设置有多个红外测温孔，燃烧室连接有鼓风机及煤气管路，对应的燃烧室下部设置有排炭口，排炭口与集炭箱连通设置。该炭化炉存在的缺陷是排出的炭粉需要先进入集炭箱进行储存，待炭粉完全冷却后才能进行包装，操作十分不便，而且炭化炉排出的高温炭粉如处理不当，容易着火燃烧，造成安全隐患。

发明内容:

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种生物质秸秆炭化炉，该炭化炉结构简单、制造成本低、运行效率高。

本发明另一目的是提供一种生物质秸秆炭化炉排炭装置，该排炭装置可将炭化炉排出的炭化物快速降温，可直接进行入袋包装。

本发明采用的技术方案如下：

一种生物质秸秆炭化炉排炭装置，安装在炭化炉下方，包括绞笼片、外套筒、主轴和传动部件，绞笼片和主轴设于外套筒内，绞龙片设于主轴上，所述外套筒设有进炭口和出炭口，且外套筒采用双层套结构并设有进水口和出水口，所述主轴采用空心主轴；外套筒的进水口和出水口，以及空心主轴的两端分别与冷却介质循环系统连接。升温后的冷却介质可以与供暖系统换热，实现热量回用。

排炭装置的进一步设计在于：

绞龙片为螺旋形，绞龙片设计有空腔并与冷却介质循环系统连接连通。

排炭装置设有二级或多组，各级之间的外套管密封连接，对炭粉连续降温冷却。

所述排炭装置水平设置或倾斜设置，倾角一般<30º角设置。

基于上述排炭装置的生物质秸秆炭化炉，包括炉体，炉体上部设有进料口和烟气出口，底部设有配风孔、点火器和炭出口，炉体内设有搅拌杠，搅拌杠与炉体外的搅拌电机相连，所述炉体为分体式结构，上、下部分通过法兰盘连接。

该炭化炉的进一步设计在于：

炭化炉还设有排气处理系统，该系统包括依次连接设置的旋风除尘器、喷淋冷却塔、焦油分离塔、气水分离器和水封器，炭化炉产生的混合气依次经过旋风除尘器、喷淋冷却塔、焦油分离塔、气水分离器和水封器，水封器后的纯净可燃气装入贮气罐。

所述焦油分离塔设置为两级；所述气水分离器设置为三级。

炉体底部的配风孔采用阵列式排布。

炉壁采用耐火材料制成。

炉体下部分有维修门，炉体顶部还安装有料位计。

该套生物质秸秆炭化炉及排炭装置的设计为秸秆高效稳定运作提供保证，为秸秆炭气热电联产提供创新。

本发明提供生物质秸秆炭化炉及排炭设备，该设备能将粉碎长20-100mm，粗20-50mm的松散物料进行连续炭化，并将炭化后的炭粉直接装袋进行包装。炭化产生的可燃气经过除尘器、喷淋冷却塔、焦油分离器、气水分离器、水封器等得到高纯度可燃气，该可燃气可用于生活用气，也可与锅炉、热风炉连接进行工厂和小区供暖，也可与气体发电机相连进行发电并网。该设备前端与上料机相连进行供料。整套装置由电控箱进行控制。从而实现从生物质上料到炭化炉内后进行连续炭化。该装置是生物质秸秆炭气热电联产项目领域的创新，生物质不用成型即可炭化，炭化稳定、质量优、 出炭率高。是生物质秸秆炭气热电联产领域新突破。

本发明相比现有技术具有如下特点：

1、本发明生物质秸秆炭化炉排炭装置，采用内、外水冷套式结构，以及多级绞笼设计，实现了对高温炭化物的连续、快速降温，降温后可直接进行入袋包装。改变了传统炭化炉将炭排入贮藏室进行自然冷却，或者是有外冷水箱冷却，建塔投资大。而且降温热量通过水冷系统可以进行回用。

2、本发明的炭化炉秸秆生物质无需成型，粉碎直接加入炭化炉连续炭化、连续排炭。生产的炭质量好、运输稳定、炭化率高、成本低。而传统炭化炉是先成型后炭化，制造成本高。

3、该生物质秸秆炭化炉所采用内热式连续性炭化。优于传统外热式、间歇性，投资大，效益低的加热方式。

4、本发明的炭化炉设计采用分体结构，便于制造、运输、安装。

5、本发明的炭化炉运行成本低、效率高、运行稳定、操作方便，是一种能充分利用秸秆生物质资源进行炭化热电联产的炭化炉及排炭装置。有效解决了秸秆利用率低，经济效益差，无法大面积推广问题，市场前景十分广阔。

6、本发明生产的炭化物质量稳定、出炭率高、投资小，是一种生物质秸秆高附加值化、工业化、商品化、市场化、可复制、可推广的新型设备。

附图说明：

图1为本发明实施例一排炭装置结构示意图。

图1中：1-进炭口；2-出炭口；3-外水套；4-外水套进水口；5-外水套出水口；6-空心主轴；7-主轴进水口；8-主轴出水口；9-轴承；10-绞龙片；11-减速电机；12-维修口。

图2为本发明实施例二生物质秸秆炭化炉整体结构图。

图2中：1-炉体；2-进料口；3-料位计；4-烟气出口；5-出炭口；6-搅拌杠；7-维修门；8-搅拌电机；9-排炭绞笼；10-耐火材料层；11-连接法兰；12-陈列式配风孔；13-点火器。

图3为本发明实施例三生物质秸秆炭化炉整体结构图。

图3中：1-碳化炉；2-进料口；3-出炭口；4-出气口；5-旋风除尘器；6-喷淋塔；7-焦油分离器；8-气水分离器；9-水封器。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例一：

如图1所示，本发明生物质秸秆炭化炉排炭装置在炭化炉下方，包括螺旋形的绞笼片10、外水套3（即外套筒的双层套结构）、主轴和传动部件，外水套3与水平面约呈15º角设置，主轴采用空心主轴6。

外水套3设有进炭口1和出炭口2，以及维修口12。外水套3还设有外水套进水口4和外水套出水口5，进出水口连接冷却介质循环系统。主轴为空心主轴，主轴两端经轴承9安装于外水套3内，绞笼片10安装在主轴上，主轴两端设有主轴进水口7和主轴出水口8，进出水口连接冷却介质循环系统。传动部件包括减速电机11，还可以包括其他传动部件。该绞笼的维修口12用于检测绞笼故障。

工作时，主轴带动绞龙片旋转，打开冷却介质循环系统开关，炭化炉内高温裂解产生炭，炭从排炭绞笼进炭口1进入绞笼，在绞笼片10的推动下，秸秆炭从出炭口2进入包装袋，从进炭口1进入外水套3内，秸秆炭与绞笼外水套3和空心主轴6进行换热降温，经过绞笼传送过程中使高温炭降温。

换热过程中，外水套进水口4和外水套出水口5，以及空心主轴6的主轴进水口7、出水口8的与冷却介质循环系统的介质循环，可以进行水冷降温，升温后的水介质可以与供暖系统换热，实现热量回用。

实施例二：

为了进一步提升降温效率，本例中的螺旋形的绞龙片还可以设计有连续空腔，即在保证强度的前提下采用中空式结构，并与循环介质连通，在推动秸秆炭过程中对炭灰充分换热降温。

实施例三：

为了实现排出炭粉的连续降温，充分满足装袋要求，本实例中排炭装置设有三组，各级之间的外套管密封连接，各外套筒与水平面均呈15º角，或者第一级呈15º角，第二级、第三级水平设置，该角度设置根据场地情况或安装需要设置，其他结构形式同实施例一。从而通过连续降温冷却，该排炭装置三个相连，就可实现炭化炉制造高温炭，在该绞笼排出时，经过内、外水套的冷却降温，可将高温炭降至30°C以下，出来的炭粉可直接装袋。

实施例四：

本例中，设置一级排炭装置，且水平设置，以适应相应的场地需要。

实施例五：

如图2所示，本发明的生物质秸秆炭化炉包括炉体1、进料口2、料位计3、烟气出口4、出炭口5、搅拌杠6、维修门7、搅拌电机8、耐火材料10、上下炉体连接法兰11、陈列式配风孔12、点火器13和排炭装置。排炭装置如实施例一所示。

炉体上部设有进料口2和烟气出口4，底部设有阵列式配风孔、点火器和炭出口，炉体内设有搅拌杠6，搅拌杠与炉体外的搅拌电机8相连，所述炉体为分体式结构，上、下部分通过连接法兰11连接。炉壁外壁设有耐火材料层，炉体下部分有维修门7，炉体顶部还安装有料位计3。该生物质秸秆炭化炉可实现进料、点火、连续炭化，炭化排炭，运行成本低、运行稳定、出炭率高。

生物质秸秆粉碎原料从进料口2加入炉体1内，启动点火器13对原料进行点火，开启列陈式配风孔12，开启炭化炉搅拌杠6，炉体在高温耐火材料10的保温下，可进行炭化。

工作时，该炉前端由上料机相连进行供料，整套装置由电控箱进行控制。从而实现从生物质上料到炭化炉内后进行连续炭化。炭化炉上料有料位计，对进料速度进行报警。在炭化炉底部安装搅拌杠，该搅拌杠使物料炭化均匀。炭化炉底部安装列陈配风孔，供炭化时空气供给均匀。

实施例六：

如图3所示，在实施例五的基础上，炭化炉还设有排气处理系统，该系统包括连接在排气口4后部的旋风除尘器5、喷淋塔6、焦油分离器7、气水分离器8、水封器9、水封器9后面可与用气户、锅炉供暖户或者气体发电机相连并网发电。水封器后纯净可燃气也可装入贮气罐。本例中，焦油分离塔设置为二级；气水分离器设置为三级。

原料在炭化炉2内产生高温烟气，从排气口4排出。原料裂解产生生物质炭从排炭绞笼9排出。

将生物质秸秆原料从进料口2加入高温炭化炉1，高温裂解产生炭从炭化炉排炭口3排出，秸秆裂解产生烟气从炭化炉排气口4排入旋风除尘器5，除尘后高温烟气进入喷淋冷却塔6，冷却气进入焦油分离器7，再进入气水分离器8、水封器9，再接入用气装置或者气体发电机并网发电。

Claims (10)

1.一种生物质秸秆炭化炉排炭装置，安装在炭化炉下方，其特征是：包括绞笼片、外套筒、主轴和传动部件，绞笼片和主轴设于外套筒内，绞龙片设于主轴上，所述外套筒设有进炭口和出炭口，且外套筒采用双层套结构并设有进水口和出水口，所述主轴采用空心主轴；外套筒的进水口和出水口，以及空心主轴的两端分别与冷却介质循环系统连接。

2.根据权利要求1所述生物质秸秆炭化炉排炭装置，其特征是：排炭装置设有二级或多组，各级之间的外套管密封连接，对炭粉进行连续降温。

3.根据权利要求2所述生物质秸秆炭化炉排炭装置，其特征是：所述排炭装置水平设置或倾斜设置。

4.根据权利要求1、２或3所述生物质秸秆炭化炉排炭装置，其特征是：绞龙片为螺旋形，绞龙片设计有空腔并与冷却介质循环系统连接连通。

5.基于权利要求1任一所述排炭装置的生物质秸秆炭化炉，包括炉体，炉体上部设有进料口和烟气出口，底部设有配风孔、点火器和炭出口，其特征是：炉体内设有搅拌杠，搅拌杠与炉体外的搅拌电机相连，所述炉体采用分体式结构，上、下部分通过连接法兰连接。

6.根据权利要求５所述生物质秸秆炭化炉排炭装置，其特征是：炭化炉还设有排气处理系统，该系统包括依次连接设置的旋风除尘器、喷淋冷却塔、焦油分离塔、气水分离器和水封器，炭化炉产生的混合气依次经过旋风除尘器、喷淋冷却塔、焦油分离塔、气水分离器和水封器，水封器后的纯净可燃气装入贮气罐。

7.根据权利要求６所述生物质秸秆炭化炉排炭装置，其特征是：所述焦油分离塔设置为两级；所述气水分离器设置为三级。

8.根据权利要求５、6或7所述生物质秸秆炭化炉排炭装置，其特征是：炉体底部的配风孔采用阵列式排布。

9.根据权利要求8所述生物质秸秆炭化炉排炭装置，其特征是：炉体顶部还安装有料位计；炉体下部设有维修门。

10.根据权利要求9所述生物质秸秆炭化炉排炭装置，其特征是：炉壁设有耐火材料层。