CN111234849A

CN111234849A - 一种生物质热解装置

Info

Publication number: CN111234849A
Application number: CN202010049238.9A
Authority: CN
Inventors: 高东坡; 孙宏伟; 曹永强; 康延年
Original assignee: Gansu Huizhong Energy Saving Development Co Ltd
Current assignee: Gansu Huizhong Energy Saving Development Co Ltd
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-06-05

Abstract

本发明属于生物质热解技术领域，公开了一种生物质热解装置，以解决现有技术中生物质热解技术中存在的问题，该装置包括热解室，热解室的外侧装有燃气加热室，热解室的底部装有布料装置，且热解室的底部一侧设有生物炭排料口，热解室的顶部装有生物质颗粒料仓，生物质颗粒料仓的布料管伸入热解室内下部，热解室的顶部还设有热解燃气输料管路，热解燃气输料管路连接有焦油回收装置，焦油回收装置连接有燃气出料管路，燃气出料管路连接有压缩机，压缩机连接有燃气储料罐。本发明可以有效获取生物炭和生物焦油及燃气。在高温下，合成天气产品能用做发电或取暖的燃料，液态生物焦油可以炼制汽车燃料油或选矿药剂；生物碳是优质土壤改良添加剂。

Description

一种生物质热解装置

技术领域

本发明涉及生物质热解技术领域，具体涉及一种生物质热解装置。

背景技术

中国可用的固体生物质数量巨大，主要以农业废弃物和木材废物为主。生物质分布分散，收集和运输困难，在中国目前的条件下，难以采用大规模热解技术，所以中小规模的生物质热解气化技术在中国有独特的优势。目前各地出现众多生物质发电、燃烧技术支撑生物质发电系统和生物质燃烧炉。不同的气化工艺产生的燃气热值差别较大，有关资料统计如下：

现有技术生物质原料存在范围广，现有生物质发电、生物质燃气热解炉产品单一，生产使用衔接不畅等的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中生物质热解技术中存在的问题，提供了一种生物质热解装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种生物质热解装置，包括热解室，热解室的外侧设有燃气加热室，热解室的底部装有布料装置，且热解室的底部一侧设有生物炭排料口，热解室的顶部装有生物质颗粒料仓，生物质颗粒料仓的布料管伸入热解室内下部，热解室的顶部还设有热解燃气输料管路，热解燃气输料管路连接有焦油回收装置，焦油回收装置连接有燃气出料管路，燃气出料管路连接有压缩机，压缩机连接有燃气储料罐。

进一步地，布料装置包括安装在热解室底部可旋转的布料器。

进一步地，热解室底部为倾斜坡面，所述布料器包括设置在倾斜坡面顶部的可旋转物料锥尖挡板，倾斜坡面顶部沿圆周方向均布设有多个与倾斜坡面相适配的挡料刮条，挡料刮条的端部与物料锥尖挡板的下部固定。

进一步地，物料锥尖挡板的底部设有转动轴，转动轴穿过设置在热解室底部的轴孔后连接有驱动装置。

进一步地，热解室的底部下方设有空腔，空腔中装有驱动装置，空腔的一侧设有生物炭出料腔，生物炭出料腔的顶部与生物炭排料口贯通，生物炭出料腔的底部设有出料口。

进一步地，燃气加热室的侧部设有燃气烧嘴，燃气加热室的上部设有螺旋烟道，螺旋烟道的顶部与设置在燃气加热室顶部的排烟管道连接。

进一步地，焦油回收装置为燃气冷却器。

进一步地，驱动装置为驱动电机，驱动电机通过连接架及螺栓安装在空腔内热解室的底部，驱动电机驱动轴的轴端与固定在热解室底部的轴承座配合安装，驱动电机的驱动轴上还固定装有驱动齿轮，驱动齿轮与固定安装在转动轴上的从动齿轮配合。

进一步地，热解室上装有温度传感器，温度传感器与安装在燃气烧嘴上的电动阀通过控制器连接。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明通过布料管将生物质颗粒料仓内的生物质布至热解室底部的可旋转布料装置上，燃气加热室内提供足够的温度，在可旋转布料装置的旋转中，使生物质分解产生燃气和生物炭；生物炭从生物炭排料口排出，热解产生的合成生物燃气经热解燃气输料管路送至焦油回收装置，将燃气冷却，所含焦油凝结。冷却后的合成燃气经压缩即压缩后风送储气罐存储。且压缩风机把气体压缩至0.3Mpa，供用户使用。

本发明可以有效获取生物炭和生物焦油一起燃气。在500℃到600℃的高温下，将生物质颗粒置于缺氧状态下，对其有控制地进行高温分解。除了获得生物炭，高温分解还能够生成合成天然气和液态焦油等产品，合成天气产品能用做发电或取暖的燃料，液态生物焦油可以炼制汽车燃料油或选矿药剂；生物碳是优质土壤改良添加剂。

本发明的布料器可以使生物质在布料管布料后沿倾斜坡面向边缘散落中被热解，且在倾斜坡面的中心设置物料锥尖挡板，一是方便固定挡料刮条，二是使物料便于布于倾斜坡面。本发明倾斜坡面上沿圆周方向均布设置多个挡料刮条，挡料刮条旋转带动物料分解后从生物炭排料口流出。

本发明的热解室的底部下方设置空腔，用于安装驱动装置，生物炭出料腔用于收纳及排出生物炭。

本发明的燃气加热室的上部设置的螺旋烟道，可以使燃气加热室中产生的烟气从螺旋烟道流入排烟管道，然后经过处理后排出。

本发明的燃气冷却器，可以使燃气冷却的同时，收集焦油。

本发明可以通过热解室上的温度传感器检测裂解温度，将温度信号传递给控制器，利用控制器调节燃气喷嘴上的阀门，进而调节燃气量，以此控制热解室内的温度控制合成气体、生物炭和焦油产出的比例。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明布料器的示意图。

图3为本发明布料器的俯视图。

图4为本发明燃气加热室的示意图。

附图标记含义如下：1. 生物质颗粒料仓；2.布料器；3. 燃气加热室；4. 热解室；5. 燃气烧嘴；6. 生物炭排料口；7. 生物炭出料腔；8. 出料口；9. 驱动装置；10.空腔；11.排烟管道；12.热解燃气输料管路；13. 燃气冷却器；14.燃气出料管路；15. 压缩机；16.燃气储料罐；17.供气阀门；18.供气管路；19. 挡料刮条；20. 螺旋烟道；21. 布料管；22. 倾斜坡面；23. 物料锥尖挡板；24. 转动轴；25. 驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1-4所示，一种生物质热解装置，包括热解室4，热解室4的外侧设有与热解室4为一体的燃气加热室3，燃气加热室3的侧部设有燃气烧嘴5，燃气加热室3的上部内侧设有螺旋烟道20，螺旋烟道20的顶部与设置在燃气加热室3顶部的排烟管道11连接。热解室4上装有温度传感器，温度传感器与安装在燃气烧嘴5上的电动阀通过控制器连接，电动阀可以使用西门子S71200系列PLC控制器来控制。

热解室4的底部装有布料装置，布料装置包括安装在热解室4底部可旋转的布料器。热解室4底部设有与热解室4为一体的倾斜坡面22，布料器2包括设置在倾斜坡面22顶部的可旋转物料锥尖挡板23，物料锥尖挡板23的底部与倾斜坡面22顶部接触处可安装滚珠保证转动灵活。（即锥尖挡板23的底部安装滚珠，在倾斜坡面22顶部沿圆周开设与滚珠相适配的滑槽）倾斜坡面22顶部沿圆周方向均布设有多个与倾斜坡面22相适配的挡料刮条19，每个挡料刮条19的端部与物料锥尖挡板23的下部四周固定。

物料锥尖挡板23的底部固定有与物料锥尖挡板23为一体结构的转动轴24，转动轴24穿过设置在倾斜坡面22上的轴孔后连接有驱动装置9。

驱动装置9为耐高温驱动电机25，驱动电机25通过连接架及紧固螺栓安装在空腔10内热解室4的底部，驱动电机25驱动轴的轴端与固定在热解室4底部的轴承座配合安装，驱动电机25的驱动轴上还固定装有驱动齿轮，驱动齿轮与固定安装在转动轴24上的从动齿轮配合。

热解室4的底部即倾斜坡面22的边缘一侧设有生物炭排料口6，热解室4的底部下方设有空腔10，空腔10中装有驱动装置9，空腔10的一侧设有生物炭出料腔7，生物炭出料腔7的顶部与生物炭排料口6贯通，生物炭出料腔7的底部设有出料口8。空腔10的另一侧为燃气加热室3的下部。空腔10的底部设有支撑板。热解室4的顶部固定焊接装有生物质颗粒料仓1，生物质颗粒料仓1的底部设有布料管21，布料管21伸入热解室4内下部，热解室4的顶部还设有热解燃气输料管路12，热解燃气输料管路12连接有焦油回收装置，焦油回收装置连接有燃气出料管路14，燃气出料管路14连接有压缩机15，压缩机15连接有燃气储料罐16，焦油回收装置为燃气冷却器13。各管路上可相应安装阀门。

生物质热解的过程包括干燥过程、热解反应和还原反应。干燥过程生物质进入气化炉料斗在下料管内升温析出表面水分，在200～300℃时为干燥阶段。热解反应当温度升至300℃以上时开始解反应，在200～300℃时，生物质可以释放出70%左右的挥发组分，其挥发组分主要包括水蒸气、氢气、一氧化碳、甲烷、焦油及其它碳氢化合物。还原过程没有氧气存在，氧化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中的木炭发生反应，生成氢气和一氧化碳等。这些气体和挥发组分组成可燃气体。

工作时，通过布料管21将生物质颗粒料仓1内的生物质布至热解室4底部即倾斜坡面22上，传动轴24通过驱动电机25的驱动轴驱动，带动物料锥尖挡板23及挡料刮条19一体进行转动，生物质在布料管21布料后沿倾斜坡面22向边缘散落中被热解，且在倾斜坡面22的中心顶部设置物料锥尖挡板23可以使落在倾斜坡面22上的物料分散到四周，并带动挡料刮条19旋转，使物料在被刮着转动分解后从生物炭排料口6流出。

燃气加热室3的燃气喷嘴阀门打开，保证燃气加热室3内提供足够的温度，燃气加热室3内产生的烟气沿着螺旋烟道20进入排烟管道17，经过处理达标后排出，挡料刮条19在驱动电机25驱动旋转的过程中，使生物质分解产生燃气和生物炭；生物炭排料口6排出后从生物炭出料腔7再通过出料口8进行排出收集，热解产生的合成生物燃气经热解燃气输料管路12送至燃气冷却器13，将燃气冷却，所含焦油凝结。冷却后的合成燃气经压缩机15压缩后风送储气罐16存储。且压缩机15把气体压缩至0.3Mpa，供用户使用。

本发明可以有效获取生物炭和生物焦油。在500℃到600℃的高温下，将生物质颗粒置于缺氧状态下，对其有控制地进行高温分解。除了获得生物炭，高温分解还能够生成合成天然气和液态焦油等产品，合成天气产品能用做发电或取暖的燃料，液态生物焦油可以炼制汽车燃料油或选矿药剂；生物碳是优质土壤改良添加剂。

Claims

1.一种生物质热解装置，包括热解室（4），其特征是：热解室（4）的外侧设有燃气加热室（3），热解室（4）的底部装有布料装置，且热解室（4）的底部一侧设有生物炭排料口（6），热解室（4）的顶部装有生物质颗粒料仓（1），生物质颗粒料仓（1）的底部设有布料管（21），布料管（21）伸入热解室（4）内下部，热解室（4）的顶部还设有热解燃气输料管路（12），热解燃气输料管路（12）连接有焦油回收装置，焦油回收装置连接有燃气出料管路（14），燃气出料管路（14）连接有压缩机（15），压缩机（15）连接有燃气储料罐（16）。

2.根据权利要求1所述的一种生物质热解装置，其特征是：所述布料装置包括安装在热解室（4）底部可旋转的布料器（2）。

3.根据权利要求2所述的一种生物质热解装置，其特征是：所述热解室（4）底部设有倾斜坡面（22），所述布料器（2）包括设置在倾斜坡面（22）顶部的可旋转的物料锥尖挡板（23），倾斜坡面（22）顶部沿圆周方向均布设有多个与倾斜坡面（22）相适配的挡料刮条（19），挡料刮条（19）的端部与物料锥尖挡板（23）的下部固定。

4.根据权利要求3所述的一种生物质热解装置，其特征是：所述物料锥尖挡板（23）的底部设有转动轴（24），转动轴（24）穿过设置在倾斜坡面（22）上的轴孔后连接有驱动装置（9）。

5.根据权利要求2或4所述的一种生物质热解装置，其特征是：所述热解室（4）的底部下方设有空腔（10），空腔（10）中装有驱动装置（9），空腔（10）的一侧设有生物炭出料腔（7），生物炭出料腔（7）的顶部与生物炭排料口（6）贯通，生物炭出料腔（7）的底部设有出料口（8）。

6.根据权利要求5所述的一种生物质热解装置，其特征是：所述燃气加热室（3）的侧部设有燃气烧嘴（5），燃气加热室（3）的上部设有螺旋烟道（20），螺旋烟道（20）的顶部与设置在燃气加热室（3）顶部的排烟管道（11）连接。

7.根据权利要求6所述的一种生物质热解装置，其特征是：所述焦油回收装置为燃气冷却器（13）。

8.根据权利要求5所述的一种生物质热解装置，其特征是：所述驱动装置（9）为驱动电机（25），驱动电机（25）通过连接架及螺栓安装在空腔（10）内热解室（4）的底部，驱动电机（25）驱动轴的轴端与固定在热解室（4）底部的轴承座配合安装，驱动电机（25）的驱动轴上还固定装有驱动齿轮，驱动齿轮与固定安装在转动轴（24）上的从动齿轮配合。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种生物质热解装置，其特征是：所述热解室（4）上装有温度传感器，温度传感器与安装在燃气烧嘴（5）上的电动阀通过控制器连接。