CN108130109A - 一种自动进出料型生物质炭化自维持装置及方法 - Google Patents

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罗时海
杨选民
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Abstract

本发明涉及一种自动进出料型生物质炭化自维持装置。一种自动进出料型生物质炭化自维持装置，其结构主要包括进料区、炭化区和出料区，所述进料区设有料斗，左端设有电机与进料管；所述炭化区主体为炭化管，所述炭化管设有电加热丝、进气管、烟气回流管道，四周由炉膛包裹，所述炉膛外层设有保温棉；所述出料区设有变径管道，电机和出料管，所述变径管道底部设有出料阀门，所述出料管末端与储料罐相连。通过加热丝对原料进行预燃，热量促使原料炭化，炭化产生的可燃烟气通过回流管道进入炉膛进行回燃，维持原料炭化，进料区和出料区及时完成物料的输入输出，整个作业过程均在密封条件下进行，形成了一种能耗小，安全系数高且自维持的作业装置。

Description

一种自动进出料型生物质炭化自维持装置及方法
技术领域
本发明涉及一种生物质炭化装置，具体涉及一种自动进出料型生物质炭化自维持装置及方法，它属于农林废弃物资源化利用及生物质高温热裂解技术领域。
技术背景
生物质炭化是指在无氧或低氧环境下，生物质被加热升温引起分子裂解生成生物炭、可冷凝液体和可燃气体的过程。生物炭广泛应用于冶金、化工、国防、农业及环境保护等方面；可冷凝液体包括木醋液和木焦油，木醋液是一种天然的植物生长调节剂，具有促进植物生长、杀菌、防虫、防腐、脱臭、改良土壤环境等多种功效；木焦油是生产防水、防腐的优质化工原料，国内主要用于橡胶生产中的抗氧剂和阻聚剂；可燃气体主要包括CO、H2和CH4等组分，单立方的热值可以达到5000千卡，作为一种清洁能源，可以为农村地区进行集中供气。
在生产中应用最为广泛的生物质炭化方法多为外热式加热，即物料与热源分开，对反应釜外壁进行加热，通过釜壁与物料以及物料内部间的热传导，实现生物质受热分解，能耗较高。而且，刚生成的生物炭由于具有较高温度，如果直接打开装置直接进料的话，会引燃里面的高温物质，造成质量损失和装置安全隐患，因而需要间隔一定时间才能再次作业，整体工作效率低下。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种自动进出料型生物质炭化自维持装置，通过加热丝对原料进行预燃，热量促使原料炭化，炭化产生的可燃烟气通过回流管道进入炉膛进行回燃，维持原料炭化，进料区和出料区及时完成物料的输入输出，整个作业过程均在密封条件下进行，形成了一种能耗小，安全系数高且自维持的作业装置。
本发明的技术原理：
一种自动进出料型生物质炭化自维持装置，结构主要包括进料区、炭化区和出料区。打开进料盖板，生物质原料在进料区进料管及电机作用下以固定的速率进入炭化区，同时料斗完成储料工作，进料完成。启动电源炭化区内电加热丝对生物质原料进行加热，温度较高的原料在进气管送入少量氧气条件下，炭化管内开始局部发生燃烧反应，燃烧释放的热量使得炭化区上部的原料发生炭化产生可燃烟气，当炭化区温度探头检测到温度达到220 ℃时,关闭电源，电加热丝停止加热。炭化管道内的可燃烟气通过烟气回流管道回流到炉膛底部并在燃烧器作用下在炉膛底部进行燃烧反应，对炭化管进行加热，维持炭化管内原料进一步炭化。炭化完成后，保温3小时。保温时间结束后，温度较高的生物炭已经冷却下来，打开出料阀门，炭化区生物炭在重力作用下，进入变径管道，并通过底部出料管输出装置进入储料罐中。当炭化区生物炭输出完成时，料斗内生物质原料在进料管及电机作用下再次向炭化区输送原料，装置再次工作。
本发明的技术方案：
一种自动进出料型生物质炭化自维持装置包括进料区、炭化区和出料区，所述进料区上部设有料斗，左端设有电机与进料管。
所述炭化区主体为炭化管，所述炭化管设有电加热丝、进气管、回流管道，四周由炉膛包裹，所述炉膛外层设有保温层。
所述出料区设有变径管道，电机和出料管，所述变径管道底部设有出料阀门，所述出料管末端与储料罐相连。
作为优选，所述炭化管道内设有温度探头，所述送料管和出料管的送料方式为螺旋送料。
作为优选，所述炭化管内径为250毫米，进料速率为0.3千克每分钟。
作为优选，所述炭化管采用厚度为5毫米310s耐高温不锈钢，所述除炭化管之外的其他的金属壳体均采用3毫米304不锈钢。
本发明所具有的有益效果：本发明通过加热丝对原料进行预燃，热量促使原料炭化，炭化产生的可燃烟气通过回流管道进入炉膛进行回燃，维持原料炭化，进料区和出料区及时完成物料的输入输出，整个作业过程均在密封条件下进行，形成了一种能耗小，安全系数高且自维持的作业装置。
附图说明
附图1、图2是本发明的一种自动进出料型生物质炭化自维持装置的结构示意图和剖视图。
图中：1.进料盖板，2. 生物质原料，3.料斗，4.电机，5.进料管，6.烟囱，7. 上端温度探头，8. 上端加热丝，9. 上端进气管，10. 下端温度探头，11. 下端加热丝，12. 下端进气管，13.炭化区壳体，14. 出料阀门，15. 出料管，16.密封盖板，17.烟气回流管道，18. 炉膛，19. 保温层，20. 燃烧器，21. 炭化管，22. 变径管道，23.储料罐，24. 生物炭。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
实施例一
一种自动进出料型生物质炭化自维持装置包括进料区、炭化区和出料区，所述进料区上部设有料斗3，左端设有电机4与进料管5。
所述炭化区主体为炭化管21，所述炭化管21设有电加热丝、进气管、回流管道17，四周由炉膛18包裹，所述炉膛18外层设有保温层19。
所述出料区设有变径管道22，电机4和出料管15，所述变径管道22底部设有出料阀门14，所述出料管15末端与储料罐23相连。
作为优选，所述炭化管21内设有温度探头，所述送料管5和出料管15的送料方式为螺旋送料。
作为优选，所述炭化管21内径为250毫米，进料速率为0.3千克每分钟。
作为优选，所述炭化管21采用厚度为5毫米310s耐高温不锈钢，所述除炭化管之外的其他的金属壳体均采用3毫米304不锈钢。
实施例二
本发明结构主要包括进料区、炭化区和出料区。打开进料盖板1，生物质原料2在进料区进料管5及电机4作用下以固定的速率进入炭化区，同时料斗3完成储料工作，进料完成。启动电源炭化区内电加热丝对生物质原料2进行加热，温度较高的原料2在进气管送入少量氧气条件下，炭化管21内开始局部发生燃烧反应，燃烧释放的热量使得炭化区上部的原料2发生炭化产生可燃烟气，当炭化区温度探头检测到温度达到220 ℃时,关闭电源，电加热丝停止加热。炭化管道内的可燃烟气通过烟气回流管道17回流到炉膛18底部并在燃烧器20作用下在炉膛18底部进行燃烧反应，对炭化管21进行加热，维持炭化管内原料2进一步炭化。炭化完成后，保温3小时。保温时间结束后，温度较高的生物炭24已经冷却下来，打开出料阀门14，炭化区生物炭24在重力作用下，进入变径管道22，并通过底部出料管15输出装置进入储料罐24中。当炭化区生物炭24输出完成时，料斗3内生物质原料2在进料管5及电机作用下再次向炭化区输送原料2，装置再次工作。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自动进出料型生物质炭化自维持装置及方法，其特征在于：所述装置结构主要包括进料区、炭化区和出料区，所述进料区上部设有料斗，左端设有电机与进料管。
2.根据权利要求1所述的一种自动进出料型生物质炭化自维持装置及方法，其特征在于：所述炭化区主体为炭化管，所述炭化管设有电加热丝、进气管、烟气回流管道，四周由炉膛包裹，所述炉膛外层设有保温层。
3.根据权利要求1所述的一种自动进出料型生物质炭化自维持装置及方法，其特征在于：所述出料区设有变径管道，电机和出料管，所述变径管道底部设有出料阀门，所述出料管末端与储料罐相连。
4.根据权利要求1所述的一种自动进出料型生物质炭化自维持装置及方法，其特征在于：所述炭化管道内设有温度探头，所述输料管的送料方式为螺旋送料，所述炭化管内径为250毫米，进料速率为0.3千克每分钟。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111043607A (zh) * 2019-12-17 2020-04-21 新疆农业大学 棉秸秆生物炭制取装置
CN112899003A (zh) * 2021-02-02 2021-06-04 西安交通大学 一种多功能全自动式的生物质炭化系统及生物质炭化方法

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