CN108165283A - 一种生物质炭化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质炭化炉，包括炉体、下料装置、集炭室、进气匀气管、出气匀气管；其中：炉体与集炭室通过下料装置连接，生物质原料在炉体中进行燃烧产生生物质炭和生物质燃气，生物质炭通过下料装置进入集炭室，空气通过进气匀气管进入到炉体中，生物质燃气通过出气匀气管排出炉体。空气气化剂在生物质炭化炉炉内分布更均匀，能够更均匀的进行炭化反应，有效的防止由于进气、排气不均匀导致的生物质原料烧穿的现象。集炭室作为冷却室为生物质炭降温，炉体内可继续填料，可实现连续填料、连续成产、连续出料，达到连续化生产。
Description
技术领域
本发明属于生物质炭化设备技术领域，具体的是涉及一种生物质炭化炉。
背景技术
生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质，它包括植物、动物和微生物。生物质气化技术是生物质热化学转换的一种技术，即生物质原料在不完全燃烧条件下，其中较高分子量的有机碳氢化合物链发生裂解，变成较低分子量的CO、H2、CH4等可燃性气体。
生物质原料炭化时所用的设备称为炭化炉，是生物质炭化的核心设备，现有生物质炭化炉(以空气为气化剂)存在进气、排气不均匀，息炭时需喷淋冷水降温导致生物质炭的热值降低等问题。
发明内容
为解决生物质炭化炉进气、排气不均匀，以及用喷淋的方式对生物质炭进行降温的问题，本发明提供一种生物质炭化炉。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种生物质炭化炉，包括炉体、下料装置、集炭室、进气匀气管、出气匀气管；其中：炉体与集炭室通过下料装置连接，生物质原料在炉体中进行燃烧产生生物质炭和生物质燃气，生物质炭通过下料装置进入集炭室，空气通过进气匀气管进入到炉体中，生物质燃气通过出气匀气管排出炉体；进气匀气管、出气匀气管分别环绕设置在炉体的外侧，且进气匀气管、及出气匀气管分别包括圆环部和位于圆环部内壁的若干第一通气管及位于圆环部外壁的两个第二通气管，第一通气管与第二通气管通过圆环部连通；进气匀气管通过第二通气管进气至圆环部再通过若干第一通气管进入炉体；出气匀气管通过若干第一通气管排气至圆环部再通过第二通气管排出炉体外侧。
更进一步的，第一通气管均布于圆环部的内侧，进气匀气管与出气匀气管中的第一通气管的数量均为4-10个。
更进一步的，炉体包括上部炉体和下部炉体，且上部炉体与下部炉体可拆卸连接。
更进一步的，上部炉体顶部设置有封盖，封盖上设置有入料口和点火孔。
更进一步的，进气匀气管设置在上部炉体的上部，出气匀气管设置在下部炉体的上部。
更进一步的，上部炉体和下部炉体的炉壁内侧均设置有耐火保温层。
更进一步的，集炭室包括上部集炭室和下部集炭室，上部集炭室和下部集炭室通过中部闸板连接，下部集炭室底部设置有下部闸板；当中部闸板打开，上部集炭室内的生物质炭落入下部集炭室中，当下部闸板打开，下部集炭室内的生物质炭排出。
更进一步的，上部集炭室和下部集炭室均包括外壁和内壁，且外壁、内壁之间的空隙内通冷却水，其中，上部集炭室底部设置有上部集炭室冷却水入口、上部设置有上部集炭室冷却水出口；下部集炭室底部设置有下部集炭室冷却水入口、上部设置有下部集炭室冷却水出口。
更进一步的，下料装置包括若干个下料齿辊、齿辊机壳、摆线针轮减速器、若干个第一齿轮，其中，下料齿辊的数量与炉体的内径匹配；任一下料齿辊通过任一第一齿轮固定在齿辊机壳上，摆线针轮减速器设置在齿辊机壳的一端；其中，下料齿辊中通入冷却水。
更进一步的，下料齿辊包括第一旋转接头、第二齿轮、密封装置、轴、齿辊、轴承座、第二旋转接头，齿辊套设在轴外侧，轴的两端设置有密封装置，下料齿辊的两端分别设置有第一旋转接头和第二旋转接头，且通过轴承座与轴连接，下料齿辊的一端设置有第二齿轮，第二齿轮设置在旋转接头和密封装置之间，并与第一齿轮啮合连接。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明的生物质炭化炉通过设置炉体与集炭室，且通过下料装置连接，生物质原料在炉体内燃烧炭化完成后，生物质炭通过下料装置落入集炭室，集炭室作为冷却室为生物质炭降温，炉体内可继续填料，可实现连续填料、连续成产、连续出料，达到连续化生产；本发明中通过设置进气匀气管、出气匀气管，且进气匀气管、出气匀气管均包括圆环部、若干个第一通气管及两个第二通气管，可保证进入的空气气化剂均匀进入炉体内、且在炉体内均匀分布，保证炭化时空气气化剂均匀进入原料燃烧层，反应更均匀，以保证热解面的形成，以及均匀产气，同时可保证生物质炭化炉炉内抽气时的均匀性。本发明中通过设置进气匀气管、出气匀气管，有效的防止由于进气、排气不均匀导致的生物质原料烧穿的现象。
2、本发明中设置上、下两个集炭室，上、下两个集炭室对生物质炭进行分级降温，可实现连续生产，排炭不影响炉体内进行炭化。将上集炭室中的生物质炭通过中部闸板卸至下集炭室中继续冷却降温，炭化炉炉体内部继续对生物质原料炭化。利用集炭室内、外壁之间的冷却水对生物质炭进行降温，较直接喷淋的降温方式可以保证生物质炭的热值不会降低，进一步保证了生物质原料的利用价值及转化率。
3、本发明采用下料装置将炉体内的生物质炭卸到上部集炭室中，可将生物质炭压碎，有利于热的生物质炭在集炭室中降温冷却。同时，下料齿辊中通入冷却水，下料齿辊压碎生物质炭的同时起到对生物质炭进行初步降温的作用，有利于生物质炭在集炭室中降温，也能延长下料装置的使用寿命。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1：为本发明一种生物质炭化炉的主视结构示意图；
图2：为本发明一种生物质炭化炉的右视结构示意图；
图3：为本发明一种生物质炭化炉的俯视结构示意图；
图4：为图2的A-A剖视图中的进气匀气管的放大示意图；
图5：为图2的B-B剖视图中的出气匀气管的放大示意图；
图6：为本发明一种生物质炭化炉中下料装置的结构示意图；
图7：为图6的C-C剖视图中的下料齿辊的放大示意图；
1-上部炉体、2-下部炉体、3-上部集炭室、4-下部集炭室、5-进气匀气管、6-出气匀气管、7-入料口、8-点火孔、9-下料齿辊、10-中部闸板、11-下部闸板、12-齿辊机壳、13-摆线针轮减速器、14-第一齿轮、31-上部集炭室冷却水入口、32-上部集炭室冷却水出口、41-下部集炭室冷却水入口、42-下部集炭室冷却水出口、50，60-圆环部、52，61-第一通气管、51，62-第二通气管、91-第一旋转接头、92-第二齿轮、93-密封装置、94-轴、95-齿辊、96-轴承座、97-第二旋转接头。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，一种生物质炭化炉，包括炉体、下料装置、集炭室、进气匀气管5、出气匀气管6，其中：炉体与集炭室通过下料装置连接，生物质原料在炉体中进行燃烧产生生物质炭和生物质燃气，生物质炭通过下料装置进入集炭室，空气通过进气匀气管5进入到炉体中，生物质燃气通过出气匀气管6排出炉体。
在生物质原料在炉体内燃烧炭化完成后，生物质炭通过下料装置落入集炭室，集炭室作为冷却室为生物质炭降温，炉体内可继续填料，可实现连续填料、连续成产、连续出料，达到连续化生产。
如图1所示，进气匀气管5、出气匀气管6分别环绕设置在炉体的外侧。如图4、5所示，进气匀气管5、及出气匀气管6分别包括圆环部50/60和位于圆环部50/60内壁的若干第一通气管52/61及位于圆环部外壁的两个第二通气管51/62，第一通气管52/61与第二通气管51/62通过圆环部50/60连通。进气匀气管5通过第二通气管51进气至圆环部50再通过若干第一通气管52进入炉体；出气匀气管6通过若干第一通气管61排气至圆环部60再通过第二通气管62排出炉体外侧。
如图4所示，其中，空气通过进气匀气管5的两个第二通气管51进入到圆环部50、再通过若干个第一通气管52进入到炉体中，由于本实施例中的生物质炭化炉的上部密封，所以空气气化剂进气采用侧进风结构，可保证进入的空气气化剂均匀进入炉体内、且在炉体内均匀分布，保证炭化时空气气化剂均匀进入原料燃烧层，反应更均匀，以保证热解面的形成，以及均匀产气。
优选的，进气匀气管5的第二通气管51上设置有进气阀门，且连通风机，通过调节进气阀门与风机的频率，根据原料的不同可以有效精确的控制进氧量。
如图5所示，其中，生物质原料在生物质炭化炉炉体内燃烧产生的生物质燃气通过出气匀气管6的若干个第一通气管61进入到圆环部60、再通过两个第二通气管62排出生物质炭化炉炉体，进入到净化系统中进行生物质燃气的净化处理。出气匀气管6的第二通气管62连通风机，通过风机引风，将产生的生物质燃气通过风机抽出生物质炭化炉炉体，因出气匀气管6各分支管的第一通气管61均匀分布在炉体上，可保证生物质炭化炉炉内抽气时的均匀性。
本实施中通过设置进气匀气管5、出气匀气管6，有效的防止由于进气、排气不均匀导致的生物质原料烧穿的现象。
如图4、5所示，第一通气管均布于圆环部的内侧，进气匀气管5与出气匀气管6中的第一通气管的数量均为4-10个。
如图1所示，炉体包括上部炉体1和下部炉体2，且上部炉体1与下部炉体2可拆卸连接，方便运输、安装、检修与维护。
如图2、3所示，上部炉体1顶部设置有封盖，封盖上设置有入料口7和点火孔8。其中，入料口7与连续斗提机装配安装，利用连续斗提机将生物质原料输送至上部炉体1和下部炉体2内进行装填。优选的，炉体内设置有料位计，通过料位计确定料位。通过设置料位计和连续斗提机，可实现自动装填料，节省了人力，提高了生产效率。
如图1所示，进气匀气管5设置在上部炉体1的上部，出气匀气管6设置在下部炉体2的上部。
优选的，上部炉体1和下部炉体2的炉壁内侧均设置有耐火保温层，用来做生物质炭化炉炉内保温，同时还能降低生物质燃烧炭化生产时炉壁的温度，以延长生物质炭化炉的使用寿命。
如图1所示，集炭室包括上部集炭室3和下部集炭室4，上部集炭室3和下部集炭室4通过中部闸板10连接，下部集炭室4底部设置有下部闸板11。当中部闸板10打开，上部集炭室3内的生物质炭落入下部集炭室4中，当下部闸板11打开，下部集炭室4内的生物质炭排出。
优选的，上部集炭室3和下部集炭室4均包括外壁和内壁，且外壁、内壁之间的空隙内通冷却水，其中，如图2所示，上部集炭室3下部设置有上部集炭室冷却水入口31、上部设置有上部集炭室冷却水出口32；下部集炭室4下部设置有下部集炭室冷却水入口41、上部设置有下部集炭室冷却水出口42。
生物质原料在炉体内燃烧炭化产生的生物质炭通过打开下料装置，使生物质炭落入上部集炭室3，通过上部集炭室3外壁与内壁之间的循环冷却水，为生物质炭进行初步降温，使其温度降至100-150℃，然后打开中部闸板10，使初步冷却的生物质炭落入下部集炭室4内，通过下部集炭室4外壁与内壁之间的循环冷却水，使生物质炭进一步冷却至40℃-60℃，降温完成后，打开下部闸板11将已降温的生物质炭排出，再将生物质炭送至场地干燥后即可将优质的生物质炭装入仓库，用于制作肥料或制成机制炭或直接售卖等。
本实施例中采用集炭室内、外壁之间的冷却水对生物质炭进行降温，较直接喷淋的降温方式可以保证生物质炭的热值不会降低，进一步保证了生物质原料的利用价值及转化率。
如图2、6所示，下料装置包括若干个下料齿辊9、齿辊机壳12、摆线针轮减速器13、若干个第一齿轮14，其中，下料齿辊9的数量与炉体的内径匹配；任一下料齿辊9通过任一第一齿轮14固定在齿辊机壳12上，摆线针轮减速器13设置在齿辊机壳12的一端，摆线针轮减速器13驱动若干个下料齿辊9转动，将生物质炭压碎。其中，下料齿辊9中通入冷却水，下料齿辊9压碎生物质炭的同时起到对生物质炭进行初步降温的作用，有利于生物质炭在集炭室中降温，也能延长下料装置的使用寿命。
如图7所示，下料齿辊9包括第一旋转接头91、第二齿轮92、密封装置93、轴94、齿辊95、轴承座96、第二旋转接头97，齿辊95套设在轴94外侧，轴94的两端设置有密封装置93，下料齿辊9的两端分别设置有第一旋转接头91和第二旋转接头97，且通过轴承座96与轴94连接，下料齿辊9的一端设置有第二齿轮92，第二齿轮92设置在旋转接头和密封装置93之间，并与第一齿轮14啮合连接。
使用本实施例中生物质炭化炉进行生物质炭化产生物质燃气和生物质炭的方法如下：
首先，使中部闸板10和下部闸板11均处于关闭状态，将入料口7与连续斗提机装配安装，利用连续斗提机装置将生物质原料输送至上部炉体1和下部炉体2内进行装填，并通过炉体内的料位计确定料位。
填料完毕后，调节进气阀门，打开与进气匀气管5的两个第二通气管51连通的风机，根据不同的原料控制不同的进氧量，使空气通过进气匀气管5均匀分布在炉体内，通过上部炉体1封盖上的点火孔8进行点火，通过控制风量控制炉内温度升高至600-1000℃进行对生物质原料的炭化。通过与出气匀气管6的两个第二通气管62连通的引风机将炭化产生的生物质燃气通过出气匀气管6均匀引入后续的净化装置中，将产生的生物质燃气、醋液和焦油分别进行回收。
炭化产生的生物质炭通过打开下料装置，使生物质炭落入上部集炭室3，通过上部集炭室3外壁与内壁之间的循环冷却水，为生物质炭进行初步降温，使其温度降至100-150℃，然后打开中部闸板10，使初步冷却的生物质炭落入下部集炭室4内，通过下部集炭室4外壁与内壁之间的循环冷却水，使生物质炭进一步冷却至40℃-60℃，降温完成后，打开下部闸板11将已降温的生物质炭排出，再将生物质炭送至场地干燥后即可将优质的生物质炭装入仓库，用于制作肥料或制成机制炭或直接售卖等。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种生物质炭化炉，其特征在于，包括炉体、下料装置、集炭室、进气匀气管、出气匀气管；其中：所述炉体与所述集炭室通过所述下料装置连接，生物质原料在所述炉体中进行燃烧产生生物质炭和生物质燃气，生物质炭通过下料装置进入所述集炭室，空气通过所述进气匀气管进入到所述炉体中，生物质燃气通过所述出气匀气管排出所述炉体；所述进气匀气管、出气匀气管分别环绕设置在所述炉体的外侧，且所述进气匀气管、及出气匀气管分别包括圆环部和位于所述圆环部内壁的若干第一通气管及位于所述圆环部外壁的两个第二通气管，所述第一通气管与所述第二通气管通过所述圆环部连通；所述进气匀气管通过所述第二通气管进气至所述圆环部再通过若干所述第一通气管进入所述炉体；所述出气匀气管通过若干所述第一通气管排气至所述圆环部再通过所述第二通气管排出所述炉体外侧。
2.根据权利要求1所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述第一通气管均布于所述圆环部的内侧，所述进气匀气管与出气匀气管中的所述第一通气管的数量均为4-10个。
3.根据权利要求1所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述炉体包括上部炉体和下部炉体，且上部炉体与下部炉体可拆卸连接。
4.根据权利要求3所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述上部炉体顶部设置有封盖，所述封盖上设置有入料口和点火孔。
5.根据权利要求3所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述进气匀气管设置在所述上部炉体的上部，所述出气匀气管设置在所述下部炉体的上部。
6.根据权利要求3-5中任一项权利要求所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述上部炉体和下部炉体的炉壁内侧均设置有耐火保温层。
7.根据权利要求1所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述集炭室包括上部集炭室和下部集炭室，所述上部集炭室和下部集炭室通过中部闸板连接，所述下部集炭室底部设置有下部闸板；当所述中部闸板打开，所述上部集炭室内的生物质炭落入所述下部集炭室中，当所述下部闸板打开，所述下部集炭室内的生物质炭排出。
8.根据权利要求7所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述上部集炭室和下部集炭室均包括外壁和内壁，且外壁、内壁之间的空隙内通冷却水，其中，所述上部集炭室的下部设置有上部集炭室冷却水入口、上部设置有上部集炭室冷却水出口；所述下部集炭室的下部设置有下部集炭室冷却水入口、上部设置有下部集炭室冷却水出口。
9.根据权利要求1所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述下料装置包括若干个下料齿辊、齿辊机壳、摆线针轮减速器、若干个第一齿轮，其中，所述下料齿辊的数量与所述炉体的内径匹配；任一所述下料齿辊通过任一第一齿轮固定在所述齿辊机壳上，所述摆线针轮减速器设置在所述齿辊机壳的一端；其中，所述下料齿辊中通入冷却水。
10.根据权利要求9所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述下料齿辊包括第一旋转接头、第二齿轮、密封装置、轴、齿辊、轴承座、第二旋转接头，所述齿辊套设在所述轴外侧，所述轴的两端设置有密封装置，所述下料齿辊的两端分别设置有第一旋转接头和第二旋转接头，且通过轴承座与所述轴连接，所述下料齿辊的一端设置有所述第二齿轮，所述第二齿轮设置在旋转接头和密封装置之间，并与所述第一齿轮啮合连接。
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