CN110724542A - 一种自动控制运行的炭化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动控制运行的炭化炉，包括炭化炉，炭化炉的进料口设有螺旋输送器，螺旋输送器将物料库中的物料输送至炭化炉内，炭化炉设有进气口和烟气出口，进气口经管路和第一风机相连，烟气出口经第二风机和余热锅炉相连，余热锅炉的出气口经管路和除尘器相连；降温单元包括水箱，水箱和冷却塔相连，水箱经管路和循环泵相连，循环泵和炭化炉的冷却水进口相连，炭化炉的冷却水出口经管路连接水箱。本发明通过炭化炉对热解反应后产生的可燃气体进行三段式充分燃烧，充分燃烧排出的烟气进入余热锅炉进行热交换，最后经过除尘器处理后达到排放标准，对炭化炉烟气的处理效果较好；而且炭化炉内具有温度自动控制功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动控制运行的炭化炉。
背景技术
生物质热解炭化技术是一种很有发展前景的生物质能利用技术，按照热解炭化温度的不同，生物质热解炭化可分为低温热解、中温热解和高温热解三种形式。
炭化炉在进行生物质热解炭化或者裂解气化过程中需要大量燃料提供反应所需的热量，因此炭化炉在工作过程中会产生大量的高温烟气，现有技术中对烟气的处理方法大多将炭化炉的烟气重新引入燃烧室，使烟气中的一氧化碳等可燃气体充分燃烧，并通过余热锅炉吸收燃烧产生的热，用于生产蒸气。这种处理方法的缺陷是：一方面对能量的利用比较单一，全部用于生产水蒸气，容易出现蒸气产量过大的问题，最终能量还是不能有效使用；另一方面，该装置对烟气的处理工艺仅为焚烧，虽然去除了一部分可燃气体，但是烟气中的含氮、含硫和不能燃烧的固体颗粒任意随烟气排放到大气中，造成了对环境的污染。另外，炭化炉自身的温度考虑到物料的特点需要控制在合理范围，现有炭化炉的温度调控往往需要人工辅助，自动化程度低，但因为炭化炉周围工作环境温度高，增加人工成本，而且因为炭化炉的工作温度高，与炭化炉相配套的设备在高温条件下都容易出现故障，出现故障后若不能及时发现容易出现危险情况，导致设备损坏，造成企业损失。
发明内容
本发明提供了一种自动控制运行的炭化炉，其结构设计合理，通过炭化炉对热解反应后产生的可燃气体进行三段式充分燃烧，充分燃烧排出的烟气进入余热锅炉进行热交换，最后经过除尘器处理后达到排放标准，对炭化炉烟气的处理效果较好；而且炭化炉内具有温度自动控制功能，能够对炉内温度进行监控，并且在炭化炉的料仓内设置料位报警器，能够将物料控制在合理范围，同时对炭化炉配备冷却管路，有利于温度控制，保护设备安全，而且对炭化炉的配套设备设置监测报警，出现故障后能够及时进行报警停机，确保炭化炉及其他设备不会造成更大损失，及时提醒工作人员进行维修,解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种自动控制运行的炭化炉，包括：
炭化炉，所述炭化炉的进料口设有螺旋输送器，所述螺旋输送器将物料库中的物料输送至所述炭化炉内，所述炭化炉设有进气口和烟气出口，所述进气口经管路和第一风机相连，所述烟气出口经第二风机和余热锅炉相连，所述余热锅炉的出气口经管路和除尘器相连；
降温单元，所述降温单元包括水箱，所述水箱和冷却塔相连，所述水箱经管路和循环泵相连，所述循环泵和所述炭化炉的冷却水进口相连，所述所述炭化炉的冷却水出口经管路连接所述水箱；所述炭化炉的出料口位置设有降温出料器，所述降温出料器设有进水口和出水口，所述降温出料器的进水口经管路和循环泵相连，所述降温出料器的出水口经管路和水箱相连；
所述炭化炉内设有温度探头，所述温度探头经导线和控制器相连，所述控制器经导线和炭化炉的燃烧机相连；所述炭化炉的料仓内设有经导线和控制器相连的第一物料计和第二物料计，所述第一物料计设置在料仓内上部，所述第二物料计设置在料仓内下部；
所述炭化炉包括相互连通的热解室、燃烧室、二燃室和三燃室，所述热解室、燃烧室、二燃室和三燃室内分别设有四个温度监控器，所述温度监控器经导线和控制器相连；
所述螺旋输送器、炭化炉、降温出料器、第一风机、第二风机和循环泵均设有电机，每个电机均设有转速测量仪，所述转速测量仪经导线和控制器相连。
进一步的，所述控制器经导线和两个第一报警器相连，所述第一报警器分别对应第一物料计和第二物料计设置，适于反馈物料低于第二物料计位置或物料高于第一物料计位置。
进一步的，所述控制器经导线和多个第二报警器相连，分别与螺旋输送器、炭化炉、降温出料器、第一风机、第二风机和循环泵相对应配合。
进一步的，所述温度监控器将所述炭化炉内不同的四个位置的温度输送至所述控制器，所述控制器经导线分别连接四个温度报警器。
进一步的，所述第二风机经管路和烟囱相连，所述烟囱经管路和所述余热锅炉相连。
进一步的，所述除尘器选用滤袋除尘器。
进一步的，所述控制器设为PLC控制器，所述控制器经导线和触摸屏相连。
进一步的，所述第一报警器和第二报警器均设为声光报警器。
进一步的，所述炭化炉设有炭化室，所述炭化室的下部设为热解室，所述炭化室的上部设为燃烧室，所述热解室内燃烧物料产生热解气，热解气上升至所述燃烧室，所述燃烧室燃烧热解气，所述燃烧室燃烧产生的热辐射反馈至所述热解室内，使物料发生炭化。
进一步的，所述燃烧室的燃烧温度控制在780℃至820℃范围，所述温度探头的温度设为600℃。
本发明采用上述结构的有益效果是，其结构设计合理，通过炭化炉对热解反应后产生的可燃气体进行三段式充分燃烧，充分燃烧排出的烟气进入余热锅炉进行热交换，最后经过除尘器处理后达到排放标准，对炭化炉烟气的处理效果较好；而且炭化炉内具有温度自动控制功能，能够对炉内温度进行监控，并且在炭化炉的料仓内设置料位报警器，能够将物料控制在合理范围，同时对炭化炉配备冷却管路，有利于温度控制，保护设备安全，而且对炭化炉的配套设备设置监测报警，出现故障后能够及时进行报警停机，确保炭化炉及其他设备不会造成更大损失，及时提醒工作人员进行维修。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电气原理图。
图3为本发明的炭化炉部分的结构示意图。
图4为本发明的热解过程的原理示意图。
图中，1、炭化炉；101、热解室；102、燃烧室；103、二燃室；104、三燃室；2、螺旋输送器；3、进气口；4、烟气出口；5、第一风机；6、第二风机；7、余热锅炉；8、除尘器；9、水箱；10、冷却塔；11、循环泵；12、降温出料器；13、温度探头；14、第一物料计；15、第二物料计；16、烟囱。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
如图1-4所示，一种自动控制运行的炭化炉，包括炭化炉1，炭化炉的进料口设有螺旋输送器2，螺旋输送器2将物料库中的物料输送至炭化炉1内，炭化炉1设有进气口3和烟气出口4，进气口3经管路和第一风机5相连，烟气出口4经第二风机6和余热锅炉7相连，余热锅炉7的出气口经管路和除尘器8相连；降温单元包括水箱9，水箱9和冷却塔10相连，水箱9经管路和循环泵11相连，循环泵11和炭化炉1的冷却水进口相连，炭化炉1的冷却水出口经管路连接水箱9；炭化炉1的出料口位置设有降温出料器12，降温出料器12设有进水口和出水口，降温出料器12的进水口经管路和循环泵11相连，降温出料器12的出水口经管路和水箱9相连；炭化炉1内设有温度探头13，温度探头13经导线和控制器相连，控制器经导线和炭化炉1的燃烧机相连；炭化炉1的料仓内设有经导线和控制器相连的第一物料计14和第二物料计15，第一物料计14设置在料仓内上部，第二物料计15设置在料仓内下部；炭化炉1包括相互连通的热解室101、燃烧室102、二燃室103和三燃室104，热解室101、燃烧室102、二燃室103和三燃室104内分别设有四个温度监控器，温度监控器经导线和控制器相连；螺旋输送器2、炭化炉1、降温出料器12、第一风机5、第二风机6和循环泵11均设有电机，每个电机均设有转速测量仪，转速测量仪经导线和控制器相连。使用时，通过炭化炉1对热解反应后产生的可燃气体进行三段式充分燃烧，使热解气依次经过燃烧室102、二燃室103和三燃室104，充分燃烧排出的烟气进入余热锅炉7进行热交换，最后经过除尘器8处理后达到排放标准，对炭化炉烟气的处理效果较好；而且炭化炉1内具有温度自动控制功能，能够对炉内温度进行监控，并且在炭化炉1的料仓内设置第一物料计14和第二物料计15，能够通过第一物料计14和第二物料计15实时检测炭化炉1内物料的高度，当物料低于最小值或高于最大值后，控制器能够自动控制螺旋输送器2进行送料或控制炭化炉1内的输送机进行送料，能够始终将物料控制在合理范围，同时对炭化炉配备冷却管路，有利于温度控制，保护设备安全，而且对炭化炉1的配套设备设置监测报警，出现故障后能够及时进行报警停机，确保炭化炉1及其他设备不会造成更大损失，及时提醒工作人员进行维修。
在优选的实施例中，控制器经导线和两个第一报警器相连，第一报警器分别对应第一物料计14和第二物料计15设置，适于反馈物料低于第二物料计15位置或物料高于第一物料计14位置。当物料低于最小值或高于最大值后，控制器能够通过第一报警器17进行警报。
在优选的实施例中，控制器经导线和多个第二报警器相连，分别与螺旋输送器2、炭化炉1、降温出料器12、第一风机5、第二风机6和循环泵11相对应配合。
在优选的实施例中，温度监控器将炭化炉内不同的四个位置的温度输送至控制器，控制器经导线分别连接四个温度报警器。
在优选的实施例中，第二风机6经管路和烟囱16相连，烟囱16经管路和余热锅炉7相连。
在优选的实施例中，除尘器8选用滤袋除尘器。
在优选的实施例中，控制器设为PLC控制器，控制器经导线和触摸屏相连。
在优选的实施例中，第一报警器和第二报警器均设为声光报警器。考虑到生产车间的噪音等干扰因素，通过声光报警器能够更好地提示到工作人员。
在优选的实施例中，炭化炉1设有炭化室，炭化室的下部设为热解室101，炭化室的上部设为燃烧室102，热解室101内燃烧物料产生热解气，热解气上升至燃烧室102，燃烧室102燃烧热解气，燃烧室102燃烧产生的热辐射反馈至热解室101内，使物料发生炭化。
在优选的实施例中，燃烧室101的燃烧温度控制在780℃至820℃范围，温度探头的温度设为600℃，当温度探头检测到温度到达600℃后，通过控制器控制燃烧机工作。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，包括：
炭化室，所述炭化室内的下部设为热解室，所述炭化室内的上部设为燃烧室，所述热解室和燃烧室相互连通设置；所述热解室沿其长度方向的两端分别设有进料口和出料口；所述热解室内设有送料螺旋机，所述送料螺旋机的螺旋轴能够将进料口的物料输送至出料口位置，并搅拌热解室内的物料；所述热解室设有下供气口，所述燃烧室设有上供气口，所述下供气口使空气进入所述热解室，以产生热解气，热解气上升至所述燃烧室，所述上供气口使空气进入所述燃烧室，以燃烧热解气；所述燃烧室燃烧产生热辐射为所述热解室内的热解提供热辐射，使物料发生炭化；
二燃室，所述二燃室和所述炭化室的燃烧室相连，供氧以燃烧热解气；
三燃室，所述三燃室和所述二燃室相连，继续供氧以燃烧热解气，使烟气温度下降；
进料干燥单元，所述进料干燥单元包括输送机，所述输送机设置在所述热解室的进料口位置，且所述输送机的送料通道外设有密闭壳体，所述壳体内设烟气夹层，所述烟气夹层经第一烟气管和所述炭化炉的烟气出口相连；
所述炭化炉的烟气出口还连接有第二烟气管，所述第二烟气管和脱硝塔相连，所述脱硝塔的出气口经管路和余热锅炉相连，所述余热锅炉的出气口经管路和脱硫塔相连，所述脱硫塔的出气口经管路和水冷散热器相连，所述水冷散热器的出气口经管路和除尘器相连；所述烟气夹层的出气口经连接管和所述脱硝塔的进气口相连。
2.根据权利要求1所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述燃烧室的燃烧温度控制在780℃至820℃范围。
3.根据权利要求1或2所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述输送机设为进料螺旋机，所述进料螺旋机的进料端设有料斗，所述料斗适于存放物料，所述进料螺旋机的壳体内设有螺旋杆，所述螺旋杆和减速机相连，所述减速机和电机相连。
4.根据权利要求3所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述送料螺旋机的螺旋轴设有螺旋输送叶片和搅拌叶片，所述螺旋输送叶片适于推动物料前进，所述搅拌叶片适于搅动物料。
5.根据权利要求4所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述热解室的出料口位置设有出料螺旋机，所述出料螺旋机的壳体内设有水冷夹套，所述水冷夹套适于输送冷却水，以降低物料温度。
6.根据权利要求5所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述出料螺旋机的进料端设有接料斗，所述接料斗和所述热解室的出料口相对应设置，且所述接料斗设有接料斜面。
7.根据权利要求6所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述余热锅炉设有省煤器，所述脱硝塔的出气口经管路和省煤器相连，所述省煤器的出气口经管路和余热锅炉的烟道相连；所述省煤器设有进水口和出水口，所述进水口经管路和水泵相连。
8.根据权利要求7所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述脱硝塔设有喷枪，所述喷枪适于向脱硝塔内喷淋氨水，使氨水和烟气充分接触。
9.根据权利要求8所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述第一烟气管和所述第二烟气管相连通后与所述炭化炉的烟气出口相连，所述第一烟气管上设有第一阀门，所述第二烟气管上设有第二阀门；所述除尘器设为布袋除尘器。
10.根据权利要求9所述的一种自动控制运行的炭化炉，其特征在于，所述省煤器的进水口和出水口之间经蛇形布置的水管相连，以增加和烟气的接触面积。
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|---|---|---|---|---|
| CN112877085A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-06-01 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种基于废弃物利用的集成式生物炭制备系统 |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN105371280A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-02 | 王凯军 | 一种固废有机物质清洁焚烧的装置与方法 |
| CN211445610U (zh) * | 2019-11-22 | 2020-09-08 | 山东十方环保能源有限公司 | 一种自动控制运行的炭化炉 |
-
2019
- 2019-11-22 CN CN201911152613.6A patent/CN110724542A/zh active Pending
Patent Citations (2)
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