CN109609137B - 生物质连续式炭化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质连续式炭化炉，包括：横卧设置的炉体，炉体的炉腔由圆台形状的第一炉腔和圆柱体形状的第二炉腔构成，第一炉腔前端与第二炉腔后端密封连通，且第一炉腔由后向前内径逐渐减小；在炉体后侧设置有燃烧室，燃烧室的高温烟气出口与第一炉腔后端密封连通；在炉体顶部开设有物料进料口，物料进料口与第二炉腔相连通；在炉体前侧设置有旋风除尘器，旋风除尘器的进气口与第二炉腔前端密封连通，旋风除尘器的出气口与高温引风机相连接，旋风除尘器底部的出灰口与收集箱相连接。该生物质连续式炭化炉可实现二十四小时连续热解炭化，且无焦油无污水排放。
Description
技术领域
本发明涉及生物质炭化技术领域，尤其涉及一种生物质连续式炭化炉。
背景技术
生物质是继煤、石油、天然气之后的第四大能源，具有清洁、可再生、分布广泛、二氧化碳“净零排放”等优势，同时也存在能量密度低、运输成本高、利用设备不完善等问题。作为生物质热化学转化技术的一种，生物质炭化技术是指切碎或成型后的生物质原料在绝氧或低氧环境下被加热升温引起分子内部分解形成生物炭、生物油和不可冷凝气体产物的过程。
中国具有悠久的烧炭历史，最早的炭化装置是以窑的形式出现，一般以土窑或砖窑为反应装置，将生物质原料如杂草、秸秆、枯枝、落叶等填入窑中，由窑内燃料燃烧提供炭化过程所需热量，然后将窑封闭，生物质在缺氧环境下被闷烧，并在窑内进行缓慢冷却，最终制成炭。但这种制炭方式存在炭化周期长、炭化过程难以控制、炭质量不稳定等问题。而目前市场上常见的生物质炭化炉结构复杂、体积庞大，造价十分昂贵，除此之外还存在炭化周期长、产量低、不能连续热解炭化、炭化后产生的焦油处理难等缺陷。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种能连续热解炭化的生物质连续式炭化炉。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的生物质连续式炭化炉，包括：横卧设置的炉体，炉体的炉腔由圆台形状的第一炉腔和圆柱体形状的第二炉腔构成，第一炉腔前端与第二炉腔后端密封连通，且第一炉腔由后向前内径逐渐减小；在炉体后侧设置有燃烧室，燃烧室的高温烟气出口与第一炉腔后端密封连通；在炉体顶部开设有物料进料口，物料进料口与第二炉腔相连通；在炉体前侧设置有旋风除尘器，旋风除尘器的进气口与第二炉腔前端密封连通，旋风除尘器的出气口与高温引风机相连接，旋风除尘器底部的出灰口与收集箱相连接。
进一步地，前述的生物质连续式炭化炉，其中，在燃烧室后侧还设置有汽化炉，汽化炉的高温可燃气体出口与燃烧室密封连通，汽化炉中产生的高温可燃气体通过高温可燃气体出口进入燃烧室内燃烧，产生高温烟气，高温烟气通过第一炉腔进入第二炉腔中，与进入第二炉腔中的生物质原料充分接触、使得生物质原料炭化。
进一步地，前述的生物质连续式炭化炉，其中，在汽化炉的进料口处设置有进料绞龙。
进一步地，前述的生物质连续式炭化炉，其中，旋风除尘器的出气口通过高温引风机与锅炉的燃烧室炉膛密封连通，进入第二炉腔中的生物质原料炭化产生的可燃气体及高温烟气通过旋风除尘器、高温引风机进入锅炉的燃烧室炉腔中燃烧，将生物质炭化过程中产生的焦油燃烧掉，从而解决炭化过程中焦油处理难、污水排放污染等问题。
进一步地，前述的生物质连续式炭化炉，其中，在收集箱底部开设有出料口，在出料口处设置有出料绞龙。在第二炉腔中炭化得到的生物质炭在高温烟气由前向后的流速推力以及高温引风机的吸力作用下进入旋风除尘器中，经旋风除尘器底部的出灰口掉落至收集箱，而后通过出料绞龙输出。
本发明的有益效果是：①进入炉腔的粉状或小颗粒状生物质原料在高温引风机的吸力以及高温烟气由前向后的流速推力作用下迅速与高温烟气充分混合接触并瞬间炭化，可实现二十四小时连续热解炭化；②无焦油无污水排放，彻底解决炭化过程中焦油处理难、污水排放污染等问题。
附图说明
图1是本发明所述的生物质连续式炭化炉的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
实施例一
如图1所示，本实施例所述的生物质连续式炭化炉，包括：横卧设置的炉体1，炉体1的炉腔由圆台形状的第一炉腔12和圆柱体形状的第二炉腔13构成，第一炉腔12前端与第二炉腔13后端密封连通，且第一炉腔12由后向前内径逐渐减小，第一炉腔12圆台结构的设置，能够使通过第一炉腔12进入第二炉腔13中的高温烟气的流速增大。在炉体1后侧设置有燃烧室2，燃烧室2的高温烟气出口与第一炉腔12后端密封连通。在炉体1顶部开设有物料进料口11，物料进料口11与第二炉腔13相连通，生物质原料通过物料进料口11进入第二炉腔13中。在炉体1前侧设置有旋风除尘器3，旋风除尘器3的进气口32与第二炉腔13前端密封连通，旋风除尘器3的出气口33与高温引风机4相连接，旋风除尘器3底部的出灰口31与收集箱5相连接。
本实施例中，燃烧室2的燃料由汽化炉6提供，在燃烧室2后侧设置有汽化炉6，在汽化炉6的进料口处设置有进料绞龙7。汽化炉6的高温可燃气体出口61与燃烧室2密封连通，汽化炉6中产生的高温可燃气体通过高温可燃气体出口61进入燃烧室2内燃烧，产生高温烟气，高温烟气通过第一炉腔12进入第二炉腔13中，与进入第二炉腔13中的生物质原料充分接触、使得生物质原料炭化。生物质连续式炭化炉各组成部分相互之间密封连接，从而保炉体1的炉腔处于无氧或低氧环境，而燃烧室2燃烧所需的氧气则可通过汽化炉提供。
本实施例中，在收集箱5底部开设有出料口，在收集箱5底部的出料口处设置有出料绞龙8。在第二炉腔13中炭化得到的生物质炭在高温引风机4的吸力以及高温烟气由前向后的流速推力作用下进入旋风除尘器3中，然后经旋风除尘器3底部的出灰口31掉落至收集箱5后通过出料绞龙8输出。
本实施例所的生物质连续式炭化炉适用的生物质原料为各种园林废树枝粉碎物、农作物秸秆碎料以及木片木屑等粉状或小颗粒状生物质原料，生物质原料的含水率小于等于15%。这些粉状或小颗粒状生物质原料进入第二炉腔13后能在高温烟气由前向后的流速推力以及高温引风机4的吸力作用下由第二炉腔13进入旋风除尘器3中。
该生物质连续式炭化炉的工作原理如下：汽化炉6中产生的高温可燃气体通过高温可燃气体出口61进入燃烧室2内燃烧，产生高温烟气，高温烟气通过第一炉腔12增速进入第二炉腔13中，生物质原料通过物料进料口11连续进入第二炉腔13中，进入第二炉腔13中的高温烟气在高温引风机的吸力以及高温烟气由前向后的流速推力作用下迅速与进入第二炉腔13中的生物质原料充分接触，并使生物质原料瞬间炭化，瞬间炭化得到的生物质炭及可燃气体在高温引风机4的吸力以及高温烟气由前向后的流速推力作用下进入旋风除尘器3中，经旋风除尘器3进行气体与生物炭的分离，经旋风除尘器3分离后的可燃气体及高温烟气混合的气体经旋风除尘器3的出气口33、高温引风机4后输出，经旋风除尘器3分离后的生物炭经旋风除尘器3底部的出灰口31掉落至收集箱5，而后通过出料绞龙8输出。输出的生物炭可广泛用于工业炭、民用炭、火药原料、医用添加剂、炭基肥生产、活性炭制备等行业中。
当生物质连续式炭化炉中的生物质原料以1000Kg/h的速度连续加入炉腔中时，经旋风除尘器3分离后得到的可燃气体以1000-1500M3/h的速度产出，经旋风除尘器3分离后得到的生物炭以200-250Kg/h的速度产出。
在实际制造中，可根据实际要求制造生物质连续式炭化炉各组成部分的尺寸参数。当生物质连续式炭化炉中的生物质原料以3000Kg/h的速度连续加入炉腔中时，经旋风除尘器3分离后得到的可燃气体以2000-2200M3/h的速度产出，经旋风除尘器3分离后得到的生物炭以700-1000Kg/h的速度产出。
实施例二
本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例将炭化产生的可燃气体用于热水锅炉、工业锅炉等设备中，从而充分利用生物质原料炭化后产生的可燃气体，具体结构为：使旋风除尘器3的出气口33通过高温引风机9与锅炉的燃烧室炉膛密封连通。进入第二炉腔13中的生物质原料炭化产生的可燃气体及高温烟气通过旋风除尘器3、高温引风机4进入锅炉的燃烧室炉腔中燃烧，将生物质炭化过程中产生的焦油燃烧掉，从而解决炭化过程中焦油处理难、污水排放污染等问题。其余结构和使用方式与实施例一相同，不再赘述。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点是：①进入炉腔的粉状或小颗粒状生物质原料在高温引风机4的吸力以及高温烟气由前向后的流速推力作用下迅速与高温烟气充分混合接触并瞬间炭化，可实现二十四小时连续热解炭化；②无焦油无污水排放，彻底解决炭化过程中焦油处理难、污水排放污染等问题。
Claims (5)
1.生物质连续式炭化炉，包括：横卧设置的炉体，其特征在于：炉体的炉腔由圆台形状的第一炉腔和圆柱体形状的第二炉腔构成，第一炉腔前端与第二炉腔后端密封连通，且第一炉腔由后向前内径逐渐减小；在炉体后侧设置有燃烧室，燃烧室的高温烟气出口与第一炉腔后端密封连通；在炉体顶部开设有物料进料口，物料进料口与第二炉腔相连通；在炉体前侧设置有旋风除尘器，旋风除尘器的进气口与第二炉腔前端密封连通，旋风除尘器的出气口与高温引风机相连接，旋风除尘器底部的出灰口与收集箱相连接。
2.根据权利要求1所述的生物质连续式炭化炉，其特征在于：在燃烧室后侧还设置有汽化炉，汽化炉的高温可燃气体出口与燃烧室密封连通。
3.根据权利要求2所述的生物质连续式炭化炉，其特征在于：在汽化炉的进料口处设置有进料绞龙。
4.根据权利要求1所述的生物质连续式炭化炉，其特征在于：旋风除尘器的出气口通过高温引风机与锅炉的燃烧室炉膛密封连通。
5.根据权利要求1、2或4所述的生物质连续式炭化炉，其特征在于：在收集箱底部开设有出料口，在出料口处设置有出料绞龙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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