CN113308258A - 一种生物质烘焙热解系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物质烘焙热解系统，包括热解炉和燃烧炉，所述热解炉包括滚筒，滚筒左侧的进料端转动连接前烟箱，右侧的出料端转动连接在后烟箱上；进料绞龙水平贯穿前烟箱连通滚筒的进料口，滚筒出料口水平贯穿后烟箱连通在出炭箱上，出炭箱上方的排气孔依次通过旋风除尘器、热解气风机连通在燃烧炉的热解气进口上，燃烧炉的烟气出口连通在后烟箱的热风进口，前烟箱上的排烟口连通排烟的引风机。本系统可对生物质原料进行低温热解，以提高发热量，改善燃烧特性，对非植物类的生物质，可进行减量化、无害化处理，为进一步进行能源化、资源化利用提供条件，燃烧炉可使热解气中大分子焦油等各种可燃成分充分燃烧。

Description

一种生物质烘焙热解系统
技术领域
本发明属于生物质热转化领域，具体涉及一种生物质烘焙热解系统。
背景技术
生物质是植物通过光合作用形成的有机物质，包括植物、动物和微生物以及由这些生命体排泄和代谢的有机物质。生物质的种类很多，植物类的包括树木、农作物、杂草、藻类等，非植物类的包括动物粪便、动物尸体、废水中的有机成分、垃圾中的有机成分等。生物质具有可再生、蕴含量大、可存储、挥发组分高、炭活性高，是一种能量密度较低的低品位能源。在非植物类生物质中，往往包括对环境有害的微生物、重金属等，处置不当可能造成环境污染。现有热解系统的热解处理效率低，运行过程产生的烟气污染物含量高，产品质量差等缺点。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明旨在提供一种生物质烘焙热解系统，热解效率高，可进行低温中温热解，以提高产品发热量，改善燃烧特性，对非植物类的生物质，可进行减量化、无害化处理，为进一步进行能源化、资源化利用提供条件，同时保证热解气中大分子焦油等有害物质充分燃烧。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种生物质烘焙热解系统，包括热解炉和燃烧炉，所述热解炉包括滚筒，滚筒左侧的进料端转动连接前烟箱，右侧的出料端转动连接在后烟箱上；进料绞龙水平贯穿前烟箱连通滚筒的进料口，滚筒出料口水平贯穿后烟箱连通在出炭箱上，出炭箱上方的排气孔依次通过旋风除尘器、热解气风机连通在燃烧炉的热解气进口上，燃烧炉的烟气出口连通在后烟箱的热风进口，前烟箱上的排烟口连通排烟的引风机。
优选地，所述滚筒右端向下倾斜一定角度安装设置。
优选地，所述燃烧炉包括壳体和辅助燃烧器，壳体内上下对应连通设有第二燃烧室和第一燃烧室，，所述烟气出口开设在壳体顶部并与第二燃烧室相连通，第二燃烧室下方相连通第一燃烧室，热解气进口连通第一燃烧室，辅助燃烧器安装在第一燃烧室底部。
优选地，所述热解气进口连通第一燃烧室外侧设置的稳压腔，稳压腔通过第一次燃烧室侧壁上开设的喷孔与第一燃烧室内部相连通。
优选地，所述喷孔等间距均匀开设在第一燃烧室侧壁上。
优选地，所述壳体侧壁上还开设有连通第二燃烧室的回流烟气口，回流烟气口通过调节阀连通在引风机的排气端。
优选地，所述出炭箱的出炭口安装有出炭水冷绞龙，出炭水冷绞龙的排料口处安装有两个交错开关的气动阀。
本发明具有的有益效果为：
1.本发明生物质热解系统及专用燃烧炉，可对生物质进行不同温度的热解处理。对植物类生物质，可进行低温热解，以提高发热量，改善燃烧特性，对非植物类的生物质，可进行减量化、无害化处理，为进一步进行能源化、资源化利用提供条件。
2.在热解气风机动作下，生物质析出的挥发组分从出炭箱上部流出，经过旋风除尘器的有效降尘过滤后进入燃烧炉中，通过辅助燃料器点燃，在燃烧炉中充分燃烧，燃烧后的高温热气再重新导入热解炉中，如此往复循环，显著增强资源利用率，能源利用率高，生物质热解效率显著增强。
3. 热解炉中生物质热解后析出的热解气导入稳压腔后，通过喷孔均匀的喷入第一燃烧室中，与辅助燃烧器的高温火焰相遇开始燃烧并在第二燃烧室中充分燃烧，产生高温烟气，通过烟气出口回流到热解炉中，并且可以有效保证热解气中大分子焦油等各类可燃成分充分燃烧。当热解炉中的热解气进入第一燃烧室点燃后，在空气量不变的情况下，减少辅助燃烧的供应量，空气量保持不变，以保证热解气的充分燃烧。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明燃烧炉结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明提出了一种生物质烘焙热解系统，包括热解炉2和燃烧炉6，热解炉2包括横置、右端向下倾斜的设置的滚筒，滚筒出料端向下倾斜设置，便于筒内生物质原料的滚动输送，即由于滚筒与水平面有一定夹角，生物质从上部下落时会向滚筒的后部移动，可在生物质从进料口向出料口移动的同时完成加热过程。滚筒两端设有前烟箱21与后烟箱22，滚筒左侧为前烟箱21，滚筒前端转动连接前烟箱21，滚筒右侧出料端转动连接在后烟箱22上。热解炉2内导入生物质，在滚筒转动时，生物质与滚筒内换热管有相对运动，生物质被加热。进料绞龙1水平贯穿前烟箱21连通滚筒的进料口，进料绞龙1左侧设有进料斗11，滚筒出料口水平贯穿后烟箱22连通出炭箱4。出炭箱4下出炭口连接出碳水冷绞龙41，出碳水冷绞龙41的排料口处安装有两个交错开关的气动阀42。
随着热解炉2内生物质温度的升高，当温度超过100℃时，水分开始析出，温度超过200℃时，生物质部分组分开始裂解，挥发分析出。在热解气风机52动作下，生物质析出的挥发组分从出炭箱4上部流出，经过旋风除尘器51的效降尘净化后进入燃烧炉6中，通过辅助燃料器点燃，在燃烧炉6中充分燃烧，燃烧后的高温热气再重新导入热解炉2中，如此往复循环，能源利用率高，生物质热解效率显著增强。
出炭箱4上方的排气孔40依次通过旋风除尘器51、热解气风机52连通在燃烧炉6的热解气进口641上，燃烧炉6顶部的烟气出口61连通在后烟箱22上的热风进口221，前烟箱21上的排烟口211连通排烟的引风机7。热解炉2的滚筒工作时，滚筒内的生物质原料的走向与高温热气的走向相反，即生物质原料从左往右向出炭箱4方向输送，但是来自燃烧炉65的高温烟气气从右侧的烟气箱22进入滚筒内的换热列管，经列管壁对生物质进行加热，最汇集至烟气箱，从排烟口211导出，由于生物质为间接加热，生物质热解产生的热解气不与烟气混合，为热解气的充分燃烧提供了条件。
燃烧炉6为双燃料专用炉，燃烧炉6包括壳体60和辅助燃烧器65，壳体60内上下对应设有相互连通的第二燃烧室62（内部形成燃烧火筒）和第一燃烧室64，烟气出口61开设在壳体60顶部并与第二燃烧室62相连通。沿下方的第一燃烧室64外周面固设有稳压腔643，热解气进口641连通稳压腔643，稳压腔643通过第一燃烧室64外壁上等间距均匀开设的喷孔642与第一燃烧室64内部相连通。第一燃烧室64底部安装有辅助燃烧器65，辅助燃烧器65连通外部辅助燃料供给机构651，一侧设有空气进口652。辅助燃烧器65可以天然气、柴油等为燃料，可为系统升温提供能量，同时可保障燃烧的稳定性。
辅助燃料经辅助燃烧器65在第一燃烧室64充分燃烧，热解炉2中生物质热解后析出的热解气导入稳压腔643后，经喷孔642均匀的喷入第一燃烧室64中，与辅助燃烧器65的高温火焰相遇开始燃烧，并在第二燃烧室62充分燃烧，随着热解气产量的增加，辅助燃料在第二燃烧室62中产生高温烟气，向上通过烟气出口61进入热解炉2中，并且可以有效保证热解气中大分子焦油充分燃烧。第二燃烧室62内设有有专用燃烧火筒，燃烧烟气可在高温区有较长的停留时间，为热解气的充分燃烧提供了条件。
壳体60侧壁上还开设有连通第二燃烧室62的回流烟气口63，回流烟气口63通过调节阀71连通在引风机7的排气端。通过调节阀71控制进入第二燃烧室62的回流烟气量，可对第二燃烧室62中燃烧火焰进行降温，进而实现燃烧烟气的温度可控。同时，回流烟气进入炉膛时，先与燃烧筒接触，为燃烧筒降温，延长了燃烧筒使用寿命。
壳体60顶部设有观测第二燃烧室62内火焰燃烧情况的观察口66。其中热解炉2、燃烧炉6以及相应的排烟管道上均对应设有多个温度传感器和压力传感器，可对系统内的物料温度、烟气温度和压力进行实时监测，保证系统运行的稳定性。
其工作过程为：启动烟气引风机7，启动热风炉的辅助燃烧器65，调整回流烟气量，把烟气温度控制在600℃，把热解炉2内部温度提升到额定温度（200℃至550℃，根据原料种类和产品要求确定热解温度），启动滚筒，根据滚筒内部温度调整辅助燃烧器65热负荷，同时调整烟气回流量，保证烟气温度不高于600℃。调整滚筒转速可调整生物质热解时间。热解后的生物质从出炭箱4的排炭口排出。热解气从后烟箱22上部由热解引风机7抽出，通过改变风机的抽气速度，保证滚筒内部常压运行。热解气进入燃烧炉6的第一燃烧室64，被烧嘴的火焰点燃后进入第二燃烧室62充分燃烧，当热解气正常燃烧后，减少辅助燃料使用量，同时要保证烟气温度600℃。

Claims (7)

1.一种生物质烘焙热解系统，包括热解炉和燃烧炉，其特征在于：所述热解炉包括滚筒，滚筒左侧的进料端转动连接前烟箱，右侧的出料端转动连接在后烟箱上；进料绞龙水平贯穿前烟箱连通滚筒的进料口，滚筒出料口水平贯穿后烟箱连通在出炭箱上，出炭箱上方的排气孔依次通过旋风除尘器、热解气风机连通在燃烧炉的热解气进口上，燃烧炉的烟气出口连通在后烟箱的热风进口，前烟箱上的排烟口连通排烟的引风机。
2.根据权利要求1所述的生物质烘焙热解系统，其特征在于：所述滚筒右端向下倾斜一定角度安装设置。
3.根据权利要求1所述的生物质烘焙热解系统，其特征在于：所述燃烧炉包括壳体和辅助燃烧器，壳体内上下对应连通设有第二燃烧室和第一燃烧室，，所述烟气出口开设在壳体顶部并与第二燃烧室相连通，第二燃烧室下方相连通第一燃烧室，热解气进口连通第一燃烧室，辅助燃烧器安装在第一燃烧室底部。
4.根据权利要求3所述的生物质烘焙热解系统，其特征在于：所述热解气进口连通第一燃烧室外侧设置的稳压腔，稳压腔通过第一次燃烧室侧壁上开设的喷孔与第一燃烧室内部相连通。
5.根据权利要求4所述的生物质烘焙热解系统，其特征在于：所述喷孔等间距均匀开设在第一燃烧室侧壁上。
6.根据权利要求3所述的生物质烘焙热解系统，其特征在于：所述壳体侧壁上还开设有连通第二燃烧室的回流烟气口，回流烟气口通过调节阀连通在引风机的排气端。
7.根据权利要求1所述的生物质烘焙热解系统，其特征在于：所述出炭箱的出炭口安装有出炭水冷绞龙，出炭水冷绞龙的排料口处安装有两个交错开关的气动阀。
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