CN109135831A - 一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，属于生物质反应设备的技术领域。一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置包括热解筒壳体和由输送中心轴和螺旋叶片组成的螺旋输送机；本发明将中空的输送中心轴和空心的螺旋叶片连通并通入高温空气，使在输送生物质原料的过程中通过搅拌实现高频率的热交换，提高热交换效率，通过在输送中心轴上开设喷气孔实现高温气体和生物质原料的直接接触，产生有氧热解反应，释放不完全燃烧的热量，提高热解反应效率，还于气化炉的可燃气体出口和输送中心轴的高温空气入口间设置空气预热器，实现热量的回收利用，实现了热解的热源来自系统本身，无需另设加热设备和处理设备，成本更低，更节能环保。

Description

一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置

技术领域

本发明涉及生物质反应设备的技术领域，具体是涉及一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置。

背景技术

生物质气化由于能源转化效率高，设备结构简单，操作方便，并且转化的气体燃料易于管道输送、燃烧效率高、燃烧过程易控制、没有颗粒物排放的特点，使得生物质气化成为了生物质主要转换技术之一。

生物质气化是一种在高温下使燃料与气化剂发生部分氧化的反应，并将生物质燃料转化为气体燃料的过程。生物质气化技术适用于固体生物质燃料，包括林业和农业废弃物、加工废弃物等，在气化过程中，生物质依次发生干燥、热解、氧化和还原反应。当生物质发生热解反应时，需要吸收大量的热量来维持反应的进行，吸收的热量越多，则热解反应进行的越彻底，如若生物质原料没有得到有效的热解，则原料中的挥发分就不能充分析出，致使在后续的气化还原过程中会同步产生大量的焦油，不仅使产出燃气中的焦油含量偏高，还易导致严重的堵塞和磨损问题。目前，市面上存在以下几种热解方式：

第一种，在热解筒内通过活塞推进来实现给料，虽然能部分增大了换热面积，但是无法使得活塞和所有的生物质原料接触，仍然处于一种换热系数较低的夹套换热模式中，不能避免焦油的生产；

第二种，在热解筒中设置箱式换热器，增加与物料的换热面积，将热解气以及热解气燃烧生成的烟气作为热源来直接接触，虽能改善换热情况，但是通过此种方式获得的出口燃气并没有进一步将燃气中的焦油杂质在炉内进行有效的脱除，并且出口燃气温度较低，大量焦油会冷凝在设备管道上；

第三种，热解筒内采用灌注导热油的空心绞龙叶片结构进行送料，虽能提供较高的换热系数，但是导热油需要另设加热热源并调控加热温度，增加了成本，并且也没有考虑加热介质与物料之间的反应特性，实用性不够。

第四种，热解筒采用夹套的换热方式进行换热，烟气与原料之间的间壁式换热系数较低，高温气体的热量并没有得到最大程度的利用，同样存在换热效率低下的问题；

第五种，将热解气直接与原料进行接触换热，但是这种方式不仅影响了出口燃气的品质，还使得热解气经过余热利用之后另设一套水洗焦油的方法来进一步脱除焦油，增加了处理成本。

综上所述，目前的热解筒内进行热解的结构存在换热效率低，热解不充分，且能源浪费严重，成本过高的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，以设置中空的输送中心轴和空心的螺旋叶片，将螺旋叶片固定于输送中心轴上并连通，并将输送中心轴的一端输入高温空气，实现了对螺旋叶片的加热，从而在输送生物质原料的过程中，通过与物料的频繁接触来对物料进行加热，减少热损耗，提高加热效率，避免热解不充分的问题，并且高温气体是将生物质物料经过气化反应之后产生高温可燃气体通过空气预热器加热空气得到，既实现了热量的回收利用，同时也避免另设处理设备带来的高成本问题，更环保且实用，并且通过在输送中心轴上开设若干个喷气孔，高温空气可从喷气孔中喷出，与生物质原料直接接触而发生有氧热解反应，释放部分生物质原料不完全燃烧的热量，进一步提高热解反应效率。

具体技术方案如下：

一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，包括：热解筒壳体和螺旋输送机，热解筒壳体具有空腔，空腔内设置有螺旋输送机，且热解筒壳体的一端连接有料仓，另一端连接有气化炉，具有这样的特征，螺旋输送机包括输送中心轴和螺旋叶片，输送中心轴呈中空设置，输送中心轴沿料仓至气化炉的方向布置，且输送中心轴的两端分别活动连接于热解筒壳体的两侧壁体上，并且输送中心轴的一端穿过热解筒壳体后与驱动器连接，另一端穿过热解筒壳体后与高温空气入口连接，螺旋叶片沿输送中心轴的轴向呈螺旋形绕设于输送中心轴上，螺旋叶片为空心结构，且螺旋叶片的空心和输送中心轴的中空连通。

上述的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其中，输送中心轴在空腔内且背离连接高温空气入口的一端连接有高温空气出口。

上述的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其中，输送中心轴上开设有若干喷气孔。

上述的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其中，高温空气入口设置于输送中心轴靠近气化炉的一端，高温空气出口设置于输送中心轴靠近料仓的一端。

上述的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其中，螺旋叶片的两端设置有固定端板，或螺旋叶片的两端和中部区域均设置有固定端板，固定端板均固定于输送中心轴上。

上述的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其中，位于螺旋叶片的两端的固定端板既与螺旋叶片的空心连通又与输送中心轴的中空连通。

上述的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其中，高温空气入口连接有气体热交换装置，气体热交换装置连接于气化炉的可燃气体出口上

上述的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其中，气体热交换装置为空气预热器。

上述技术方案的积极效果是：

上述的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，通过将螺旋输送机的输送中心轴和螺旋叶片均呈空心设置，并对空心中持续通入高温空气，使得输送中心轴和螺旋叶片均能被加热，并在螺旋叶片搅拌输送生物质原料时，不断与生物质原料进行频繁接触并发生热交换，减少热损耗，提高加热效率和处理规模，使生物质原料在输送的过程中充分发生热解反应，并且于输送中心轴上开设喷气孔，使高温空气可直接与生物质原料接触，从而发生有氧热解反应，释放部分生物质原料不完全燃烧的热量，提高热解反应效率，进一步提高生物质原料的热解效果，并且高温空气采用与气化炉的可燃气体出口连接的空气预热器进行热交换产生，不仅实现了热量的回收利用，更加节能环保，同时也能避免增设杂质处理设备而造成成本过高的问题，实用性更高。

附图说明

图1为本发明的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置的实施例的结构图；

图2为本发明一较佳实施例的螺旋输送机的结构图。

附图中：1、热解筒壳体；2、螺旋输送机；21、输送中心轴；22、螺旋叶片；211、喷气孔；221、固定端板；3、料仓；4、气化炉；41、可燃气体出口；5、驱动器；6、高温空气入口；7、高温空气出口。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图2对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。

图1为本发明的一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置的实施例的结构图。如图1所示，本实施例提供的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置包括：热解筒壳体1和螺旋输送机2，其中，热解筒壳体1的两端分别设置有料仓3和气化炉4，且料仓3和气化炉4均与热解筒壳体1连接。热解筒壳体1具有空腔，螺旋输送机2设置于热解筒壳体1的空腔内，通过螺旋输送机2的运动，将料仓3中的生物质原料运送至气化炉4内，达到了对生物质原料气化的目的。

具体的，设置于热解筒壳体1的空腔内的螺旋输送机2包括输送中心轴21和螺旋叶片22，螺旋叶片22固定于输送中心轴21上。输送中心轴21呈中空设置，输送中心轴21在空腔中沿料仓3至气化炉4的方向布置，且输送中心轴21的两端分别活动连接于热解筒壳体1的两侧壁体上，使得输送中心轴21可在空腔中绕自身轴线旋转，并且输送中心轴21的一端穿过热解筒壳体1后与驱动器5连接，另一端穿过热解筒壳体1后与高温空气入口6连接，实现了通过驱动器5带动输送中心轴21转动，并且实现了高温空气对输送中心轴21的中空的注入，实现对输送中心轴21的加热，螺旋叶片22沿输送中心轴21的轴向呈螺旋形绕设于输送中心轴21上，螺旋叶片22为空心结构，且螺旋叶片22的空心和输送中心轴21的中空连通，使得输送中心轴21内的高温空气能进入到螺旋叶片22的空心中实现对螺旋叶片22的加热，从而使得在输送中心轴21带动螺旋叶片22旋转时，螺旋叶片22搅拌生物质原料，使得螺旋叶片22和输送中心轴21均能高频率的与生物质原料进行接触并进行热交换，从而减少热损耗，提高加热效率，使得生物质原料在输送的过程中充分发生热解反应。

具体的，在输送中心轴21于空腔内且背离连接高温空气入口6的一端连接有高温空气出口7，使得高温空气能从高温空气入口6进入至输送中心轴21的中空和螺旋叶片22的空心内，并从高温空气出口7排出，实现了高温气体在热解筒内的热交换，为生物质原料的热解提供条件。

更加具体的，螺旋叶片22的两端均设置有固定端板221，且固定端板221均固定于输送中心轴21上，且两端的固定端板221既与螺旋叶片22的空心连通，又与输送中心轴21的中空连通，既提高了连接结构的结构强度，同时也起到了高温空气的导通作用，结构更合理。

或者，螺旋叶片22的两端设置有若干固定端板221，或者螺旋叶片22的两端和中部区域均设置有若干固定端板221，且固定端板22均固定于输送中心轴21上，且位于螺旋叶片22的两端的固定端板221既与螺旋叶片22的空心连通，又与输送中心轴21的中空连通，优选的，位于螺旋叶片22的中部区域的若干固定端板221与螺旋叶片22的空心既可以连通又可以阻断而不连通，同样的，位于螺旋叶片22的中部区域的若干固定端板221与输送中心轴21的中空既可以连通又可以阻断而不连通，可根据实际使用需求进行选择是否连通或不连通，提高适应性，并且通过在螺旋叶片22的两端或两端和中部区域均设置有固定端板221，可进一步提高螺旋叶片22在输送过程中的强度，结构保障性更高。

更加具体的，输送中心轴21上的高温空气入口6上连接有气体热交换装置，气体热交换装置还连接于气化炉4的可燃气体出口41上，优选的，气体热交换装置为空气预热器，使得气化炉4产生的高温的可燃气体从可燃气体出口41排出后进入到空气预热器中与空气进行热交换，使得空气转变为高温空气并从高温空气入口6进入到输送中心轴21内，为生物质原料热解提供条件，实现了用于热解的热量来源于系统本体，无需另设加热设备和杂质处理设备，且对产生的热量进行回收利用，避免了能源的损失，同时也降低了使用成本，实用性更高。

具体的，图2为本发明一较佳实施例的螺旋输送机的结构图。如图1和图2所示，输送中心轴21上开设有若干喷气孔211，使得高温空气可从喷气孔211中喷出，与生物质原料直接接触，从而形成一种有氧热解的气氛，发生有氧热解反应，释放部分生物质原料不完全燃烧的热量，提高热解反应效率。

作为优选的实施方式，高温空气入口6设置于输送中心轴21靠近气化炉4的一端，高温空气出口7设置于输送中心轴21靠近料仓3的一端，既能便于空气预热器的布置，利于与可燃气体出口41进行连接，减少管道布置，降低成本，同时，也能满足热量在进入气化炉4处的温度最高，且热量流动方向与生物质原料传送方向相反，从而有效增大与生物质原料的换热效率，提高热解效果。

本实施例提供的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，包括热解筒壳体1和螺旋输送机2，螺旋输送机2又包括输送中心轴21和螺旋叶片22；通过将输送中心轴21呈中空、螺旋叶片22呈空心设置，且将螺旋叶片22的空心与输送中心轴21的中空连通，并在中空内通入高温空气，实现了输送中心轴21和螺旋叶片22的加热，从而实现了在螺旋叶片22旋转输送生物质原料的过程中不断的搅拌来进行高频率的热交换，提高了热交换效率，使得热解效果更好，同时，于输送中心轴21上开设喷气孔211，实现了高温气体和生物质原料的直接接触，使得产生有氧热解反应，释放部分生物质原料不完全燃烧的热量，提高热解反应效率，还设置空气预热器分别连接气化炉4的可燃气体出口41和输送中心轴21的高温空气入口6，实现了对热量的回收利用，实现了热解的热源来自系统本身，无需另设加热设备和处理设备，成本更低，更节能环保，实用性更高。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，包括：热解筒壳体和螺旋输送机，所述热解筒壳体具有空腔，所述空腔内设置有所述螺旋输送机，且所述热解筒壳体的一端连接有料仓，另一端连接有气化炉，其特征在于，所述螺旋输送机包括输送中心轴和螺旋叶片，所述输送中心轴呈中空设置，所述输送中心轴沿所述料仓至所述气化炉的方向布置，且所述输送中心轴的两端分别活动连接于所述热解筒壳体的两侧壁体上，并且所述输送中心轴的一端穿过所述热解筒壳体后与驱动器连接，另一端穿过所述热解筒壳体后与高温空气入口连接，所述螺旋叶片沿所述输送中心轴的轴向呈螺旋形绕设于所述输送中心轴上，所述螺旋叶片为空心结构，且所述螺旋叶片的空心和所述输送中心轴的中空连通。

2.根据权利要求1所述的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其特征在于，所述输送中心轴在空腔内且背离连接所述高温空气入口的一端连接有高温空气出口。

3.根据权利要求1所述的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其特征在于，所述输送中心轴上开设有若干喷气孔。

4.根据权利要求2所述的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其特征在于，所述高温空气入口设置于所述输送中心轴靠近所述气化炉的一端，所述高温空气出口设置于所述输送中心轴靠近所述料仓的一端。

5.根据权利要求1所述的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其特征在于，所述螺旋叶片的两端设置有固定端板，或所述螺旋叶片的两端和中部区域均设置有所述固定端板，所述固定端板均固定于所述输送中心轴上。

6.根据权利要求5所述的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其特征在于，位于所述螺旋叶片的两端的所述固定端板既与所述螺旋叶片的空心连通又与所述输送中心轴的中空连通。

7.根据权利要求1所述的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其特征在于，所述高温空气入口连接有气体热交换装置，所述气体热交换装置连接于所述气化炉的可燃气体出口上。

8.根据权利要求7所述的内加热式生物质气化炉的热解筒输送装置，其特征在于，所述气体热交换装置为空气预热器。