CN114106859A - 一种实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺 - Google Patents

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CN114106859A CN202111422715.2A CN202111422715A CN114106859A CN 114106859 A CN114106859 A CN 114106859A CN 202111422715 A CN202111422715 A CN 202111422715A CN 114106859 A CN114106859 A CN 114106859A
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皮金林
任鲁军
张凯鑫
杜丽娟
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Abstract

本发明公开了一种实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,包括架体以及设置分别设置在架体上部左右两侧的热解炉和高温热风炉,所述热解炉包括炉体和炉胆,所述炉胆与炉体内侧的上部转动连接,所述炉体内侧的下部设有排炭构件,本发明涉及生物质热解技术领域。该实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,利用驱动电机带动斜齿轮转动,斜齿轮与斜齿轨环啮合传动,使得炉胆转动,炭通孔与炭接孔处连通,生物质炭和焦油进入排料管道处,炉胆转动的同时,使得锥状斜齿轨环与锥形斜齿轮啮合传动,螺旋叶转动对生物质炭和焦油进行排出处理,生物质炭通过出料管道排至出料板处并排出,避免了焦油冷凝带来的管道和系统堵塞。

Description

一种实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺
技术领域
本发明涉及生物质热解技术领域,具体为一种实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺。
背景技术
生物质热裂解技术是世界上生物质能研究的前沿技术之一。该技术能以连续的工艺和工厂化的生产方式将以木屑等废弃物为主的生物质转化为高品质的易储存、易运输、能量密度高,且使用方便的代用液体燃料(生物油),其不仅可以直接用于现有锅炉和燃气透平等设备的燃烧,而且可通过进一步改进加工使液体燃料的品质接近于柴油或汽油等常规动力燃料的品质,此外还可以从中提取具有商业价值的化工产品。相比于常规的化石燃料,生物油因其所含的硫、氮等有害成分极其微小,可视为21世纪的绿色燃料。
目前,一般热解炉产生的热解气焦油含量很高,多是采用净化吸收设备或系统对焦油进行处理,热解气中焦油含量较高,焦油冷凝过程中会很快堵塞管道和损坏设备,采用净化设备或系统会大大增加经济投入。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,解决了现有的热解炉产生的热解气焦油含量很高,焦油冷凝过程中会很快堵塞管道和损坏设备,采用净化设备或系统会增加经济投入的问题。
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,包括架体以及设置分别设置在架体上部左右两侧的热解炉和高温热风炉,所述热解炉中温度为350摄氏度,所述热解炉和高温热风炉之间连接有高温燃气风机,所述热解炉包括炉体和炉胆,所述炉胆与炉体内侧的上部转动连接,所述炉体内侧的下部设有排炭构件,所述排炭构件包括出料管道、多组排料管道和承接底板,所述多组排料管道的一端与出料管道的上端连通,且排料管道倾斜设置,所述排料管道的上表面与承接底板的下表面固定连接,所述排料管道的内部转动连接有螺旋叶,所述承接底板远离出料管道的一端密封连接有密封盖,前承接底板远离出料管道的一端贯穿于密封盖并固定连接有锥形斜齿轮,所述炉胆的底部固定连接有驱动底盘,所述驱动底盘上下表面的外沿分别固定连接有斜齿轨环和锥状斜齿轨环,且锥状斜齿轨环与锥形斜齿轮啮合传动,所述架体上部的中心固定连接有驱动电机,且驱动电机的输出端固定连接有斜齿轮,且斜齿轮与斜齿轨环啮合传动;
所述驱动底盘和承接底板均为锥型结构,且驱动底盘的底侧表面与承接底板的上侧表面压接,所述驱动底盘的中部承接底板的中部转动连接,所述驱动底盘的侧表面开设有多组炭通孔,所述承接底板的侧表面开设有炭接孔,且炭通孔与炭接孔处连通,所述排料管道的上部与承接底板的底侧固定连接,且炭接孔与排料管道连通。
优选的,所述驱动底盘的上部固定连接有通气管,且通气管侧部的上部开设有通气孔,所述通气管的上部固定连接有挡料板,且挡料板为伞状结构。
优选的,所述承接底板的中部固定连接有第一进气管,且第一进气管的上端口与通气管的下端口转动连接,所述第一进气管贯穿于出料管道的中部。
优选的,所述高温热风炉右部的上下两侧分别连通有第二进气管和输送通管,所述高温热风炉的上部通过连接管与热解炉上部的右侧连通。
优选的,所述热解炉上部的左侧连通有进料斗,所述出料管道的底部固定连接有出料板,且出料板倾斜设置。
优选的,所述架体四周的底部固定连接有双杆支撑腿,且双杆支撑腿的下部设有移动组件。
优选的,所述移动组件包括升降座与移动轮,所述升降座的两侧与双杆支撑腿的下部滑动连接,且升降座的上部与双杆支撑腿之间设有液压缸。
优选的,所述移动轮的上部固定连接有连接滑杆,且连接滑杆贯穿于升降座的中部,且连接滑杆与升降座之间夹设有第一弹簧。
优选的,所述移动轮的两侧铰接有辅助铰杆,且辅助铰杆的上端铰接有移动滑块,且移动滑块与升降座底部的两侧滑动连接,所述移动滑块与升降座之间夹设有第二弹簧。
本发明还公开了一种实现炭热联产的生物质高效热解工艺,具体包括以下步骤:
步骤一、首先将农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便等生物质原料通过输送设备或人工输送至热解炉中,此时控制热解炉工作将生物质原料进行热解气化;
步骤二、热解气化过程产生的可燃气体被高温燃气风机抽取,并被抽至锅炉和热风炉处;
步骤三、热解气化过程产生的可燃气体一部分热解气被导入锅炉,热解气在锅炉内与锅炉内的水间接换热,将水加热到150℃左右产生清洁蒸汽,产生的蒸汽中的热量用于供给用户;
步骤四、同时热解气化过程产生的可燃气体另一部分直接供给高温热风炉,来自热解炉的热解气作为辅助燃料,作为燃气源维持高温热风炉腔体内的高温气氛;
步骤五、当生物质原料热解结束后,此时控制高温燃气风和热解炉停止工作,热解气化过程产生的固体物形成生物质炭,通过控制排炭构件进行排出并收集,并作为燃料加以利用。
有益效果
本发明提供了一种实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺。与现有技术相比具备以下有益效果:
(1)、该实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,通过在炉胆与炉体内侧的上部转动连接,炉体内侧的下部设有排炭构件,排炭构件包括出料管道、多组排料管道和承接底板,多组排料管道的一端与出料管道的上端连通,且排料管道倾斜设置,排料管道的上表面与承接底板的下表面固定连接,排料管道的内部转动连接有螺旋叶,承接底板远离出料管道的一端密封连接有密封盖,前承接底板远离出料管道的一端贯穿于密封盖并固定连接有锥形斜齿轮,炉胆的底部固定连接有驱动底盘,驱动底盘上下表面的外沿分别固定连接有斜齿轨环和锥状斜齿轨环,且锥状斜齿轨环与锥形斜齿轮啮合传动,架体上部的中心固定连接有驱动电机,且驱动电机的输出端固定连接有斜齿轮,且斜齿轮与斜齿轨环啮合传动,利用驱动电机带动斜齿轮转动,斜齿轮与斜齿轨环啮合传动,使得炉胆转动,炭通孔与炭接孔处连通,生物质炭和焦油进入排料管道处,炉胆转动的同时,使得锥状斜齿轨环与锥形斜齿轮啮合传动,螺旋叶转动对生物质炭和焦油进行排出处理,生物质炭通过出料管道排至出料板处并排出,避免了焦油冷凝带来的管道和系统堵塞。
(2)、该实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,通过分别设置在架体上部左右两侧的热解炉和高温热风炉,热解炉中温度为350摄氏度,热解炉和高温热风炉之间连接有高温燃气风机,生物质液体通过热解炉高温热解成气体,热解过程产生的热解气被高温燃气风机抽取至高温热风炉处,然后高温热风炉将气体燃烧并得到清洁蒸汽,并通过输送通管将热量供给用户,同时,另一部分气体被送到高温热风炉燃烧气体将热量供给热解炉,提高了经济效益,实现了炭热联产。
(3)、该实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,通过在架体四周的底部固定连接有双杆支撑腿,且双杆支撑腿的下部设有移动组件,移动组件包括升降座与移动轮,升降座的两侧与双杆支撑腿的下部滑动连接,且升降座的上部与双杆支撑腿之间设有液压缸,移动轮的上部固定连接有连接滑杆,且连接滑杆贯穿于升降座的中部,且连接滑杆与升降座之间夹设有第一弹簧,移动轮的两侧铰接有辅助铰杆,且辅助铰杆的上端铰接有移动滑块,且移动滑块与升降座底部的两侧滑动连接,移动滑块与升降座之间夹设有第二弹簧,利用液压缸推动升降座,使得移动轮下移接触地面,并使双杆支撑腿抬起,结构简单移动方便,移动过程中,连接滑杆与升降座滑动并通过第一弹簧缓冲,辅助铰杆连接的与升降座之间滑动并通过第二弹簧缓冲,使得设备移动更稳定。
(4)、该实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,通过在驱动底盘的上部固定连接有通气管,且通气管侧部的上部开设有通气孔,通气管的上部固定连接有挡料板,且挡料板为伞状结构,利用伞状结构挡料板对热解炉内转化的生物质产物进行隔离,避免生物质对通气管造成堵塞,使得通气管可以有效的进气。
附图说明
图1为本发明的结构主视图;
图2为本发明热解炉的结构剖视图;
图3为本发明炉胆的结构立体图一;
图4为本发明炉胆的结构立体图二;
图5为本发明承接底板的结构立体图;
图6为本发明排料管道的结构立体图;
图7为本发明移动组件的结构剖视图。
图中:1、架体;11、双杆支撑腿;2、热解炉;21、炉体;22、炉胆;221、驱动底盘;2211、炭通孔;2212、通气管;2213、通气孔;2214、挡料板;222、斜齿轨环;223、锥状斜齿轨环;23、排炭构件;231、出料管道;232、排料管道;2321、螺旋叶;233、承接底板;2331、炭接孔;234、出料板;235、锥形斜齿轮;236、密封盖;24、进料斗;3、高温热风炉;31、第二进气管;32、输送通管;33、连接管;4、驱动电机;41、斜齿轮;5、第一进气管;6、移动组件;61、升降座;62、移动轮;621、连接滑杆;622、辅助铰杆;623、移动滑块;63、液压缸;64、第一弹簧;65、第二弹簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7,本发明提供一种技术方案:一种实现炭热联产的生物质高效热解炉及其工艺,包括架体1以及设置分别设置在架体1上部左右两侧的热解炉2和高温热风炉3,热解炉2中温度为350摄氏度,热解炉2和高温热风炉3之间连接有高温燃气风机7,生物质液体通过热解炉2高温热解成气体,热解过程产生的热解气被高温燃气风机7抽取至高温热风炉3处,然后高温热风炉3将气体燃烧并得到清洁蒸汽,并通过输送通管31将热量供给用户,同时,另一部分气体被送到高温热风炉3燃烧气体将热量供给热解炉2,提高了经济效益,实现了炭热联产,架体1四周的底部固定连接有双杆支撑腿11,且双杆支撑腿11的下部设有移动组件6,移动组件6包括升降座61与移动轮62,升降座61的两侧与双杆支撑腿11的下部滑动连接,且升降座61的上部与双杆支撑腿11之间设有液压缸63,移动轮62的上部固定连接有连接滑杆621,且连接滑杆621贯穿于升降座61的中部,且连接滑杆621与升降座61之间夹设有第一弹簧64,移动轮62的两侧铰接有辅助铰杆622,且辅助铰杆622的上端铰接有移动滑块623,且移动滑块623与升降座61底部的两侧滑动连接,移动滑块623与升降座61之间夹设有第二弹簧65,利用液压缸63推动升降座61,使得移动轮62下移接触地面,并使双杆支撑腿11抬起,结构简单移动方便,移动过程中,连接滑杆621与升降座61滑动并通过第一弹簧64缓冲,辅助铰杆622连接的523与升降座61之间滑动并通过第二弹簧65缓冲,使得设备移动更稳定,热解炉2中温度为350摄氏度,产生的生物质液体产品在高温下被燃烧,不必增加净化系统,减少了投资,热解炉2包括炉体21和炉胆22,炉胆22与炉体21内侧的上部转动连接,炉体21内侧的下部设有排炭构件23,排炭构件23包括出料管道231、多组排料管道232和承接底板233,多组排料管道232的一端与出料管道231的上端连通,且排料管道232倾斜设置,排料管道232的上表面与承接底板233的下表面固定连接,排料管道232的内部转动连接有螺旋叶2321,承接底板233远离出料管道231的一端密封连接有密封盖234,前承接底板233远离出料管道231的一端贯穿于密封盖234并固定连接有锥形斜齿轮235,炉胆22的底部固定连接有驱动底盘221,驱动底盘221上下表面的外沿分别固定连接有斜齿轨环222和锥状斜齿轨环223,且锥状斜齿轨环223与锥形斜齿轮235啮合传动,架体1上部的中心固定连接有驱动电机4,且驱动电机4的输出端固定连接有斜齿轮41,且斜齿轮41与斜齿轨环222啮合传动,驱动底盘221和承接底板233均为锥型结构,且驱动底盘221的底侧表面与承接底板233的上侧表面压接,驱动底盘221的中部承接底板233的中部转动连接,驱动底盘221的侧表面开设有多组炭通孔2211,承接底板233的侧表面开设有炭接孔2331,且炭通孔2211与炭接孔2331处连通,排料管道232的上部与承接底板233的底侧固定连接,且炭接孔2331与排料管道232连通,利用驱动电机4带动斜齿轮41转动,斜齿轮41与斜齿轨环222啮合传动,使得炉胆22转动,炭通孔2211与炭接孔2331处连通,生物质炭和焦油进入排料管道232处,炉胆22转动的同时,使得锥状斜齿轨环223与锥形斜齿轮235啮合传动,螺旋叶2321转动对生物质炭和焦油进行排出处理,生物质炭通过出料管道231排至出料板236处并排出,避免了焦油冷凝带来的管道和系统堵塞,驱动底盘221的上部固定连接有通气管2212,且通气管2212侧部的上部开设有通气孔2213,通气管2212的上部固定连接有挡料板2214,且挡料板2214为伞状结构,承接底板233的中部固定连接有第一进气管5,且第一进气管5的上端口与通气管2212的下端口转动连接,第一进气管5贯穿于出料管道231的中部,利用伞状结构挡料板2214对热解炉2内转化的生物质产物进行隔离,避免生物质对通气管2212造成堵塞,使得通气管2212可以有效的进气,高温热风炉3右部的上下两侧分别连通有第二进气管31和输送通管32,高温热风炉3的上部通过连接管33与热解炉2上部的右侧连通,热解炉2上部的左侧连通有进料斗24,出料管道231的底部固定连接有出料板236,且出料板236倾斜设置。
本发明还提及一种实现炭热联产的生物质高效热解工艺,具体包括以下步骤:
步骤一、首先将农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便等生物质原料通过输送设备或人工输送至热解炉2中,此时控制热解炉2工作将生物质原料进行热解气化;
步骤二、热解气化过程产生的可燃气体被高温燃气风机7抽取,并被抽至锅炉和热风炉处;
步骤三、热解气化过程产生的可燃气体一部分热解气被导入锅炉,热解气在锅炉内与锅炉内的水间接换热,将水加热到150℃左右产生清洁蒸汽,产生的蒸汽中的热量用于供给用户;
步骤四、同时热解气化过程产生的可燃气体另一部分直接供给高温热风炉3,来自热解炉2的热解气作为辅助燃料,作为燃气源维持高温热风炉3腔体内的高温气氛;
步骤五、当生物质原料热解结束后,此时控制高温燃气风7和热解炉2停止工作,热解气化过程产生的固体物形成生物质炭,通过控制排炭构件23进行排出并收集,并作为燃料加以利用。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
使用时,将生物质原料通过进料斗24放置在热解炉2中,此时控制热解炉2工作,将生物质原料进行热解,生物质液体通过热解炉2高温高温热解成气体,热解过程产生的热解气被高温燃气风机7抽取至高温热风炉3处,然后高温热风炉3将气体燃烧并得到清洁蒸汽,并通过输送通管31将热量供给用户,同时,另一部分气体被送到高温热风炉3燃烧气体将热量供给热解炉2,当生物质原料热解结束后,此时控制高温燃气风机和热解炉2停止工作,同时控制排炭构件23对热解炉2内部生物质炭进行排出即可;
控制排炭构件23排出时,通过驱动电机4带动斜齿轮41转动,斜齿轮41与斜齿轨环222啮合传动,使得炉胆22转动,炭通孔2211与炭接孔2331处连通,此时生物质炭和焦油进入排料管道232处,炉胆22转动的同时,使得锥状斜齿轨环223与锥形斜齿轮235啮合传动,然后带动螺旋叶2321转动对生物质炭和焦油进行排出处理,生物质炭通过出料管道231排至出料板236处并排出;
移动时,通过液压缸63推动升降座61,使得移动轮62下移接触地面,并使双杆支撑腿11抬起,然后推动设备即可对设备进行移动,移动过程中,连接滑杆621与升降座61滑动并通过第一弹簧64缓冲,辅助铰杆622连接的523与升降座61之间滑动并通过第二弹簧65缓冲,使得设备移动更稳定。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,包括架体(1)以及设置分别设置在架体(1)上部左右两侧的热解炉(2)和高温热风炉(3),其特征在于:所述热解炉(2)中温度为350摄氏度,所述热解炉(2)和高温热风炉(3)之间连接有高温燃气风机(7),所述热解炉(2)包括炉体(21)和炉胆(22),所述炉胆(22)与炉体(21)内侧的上部转动连接,所述炉体(21)内侧的下部设有排炭构件(23),所述排炭构件(23)包括出料管道(231)、多组排料管道(232)和承接底板(233),所述多组排料管道(232)的一端与出料管道(231)的上端连通,且排料管道(232)倾斜设置,所述排料管道(232)的上表面与承接底板(233)的下表面固定连接,所述排料管道(232)的内部转动连接有螺旋叶(2321),所述承接底板(233)远离出料管道(231)的一端密封连接有密封盖(234),前承接底板(233)远离出料管道(231)的一端贯穿于密封盖(234)并固定连接有锥形斜齿轮(235),所述炉胆(22)的底部固定连接有驱动底盘(221),所述驱动底盘(221)上下表面的外沿分别固定连接有斜齿轨环(222)和锥状斜齿轨环(223),且锥状斜齿轨环(223)与锥形斜齿轮(235)啮合传动,所述架体(1)上部的中心固定连接有驱动电机(4),且驱动电机(4)的输出端固定连接有斜齿轮(41),且斜齿轮(41)与斜齿轨环(222)啮合传动;
所述驱动底盘(221)和承接底板(233)均为锥型结构,且驱动底盘(221)的底侧表面与承接底板(233)的上侧表面压接,所述驱动底盘(221)的中部承接底板(233)的中部转动连接,所述驱动底盘(221)的侧表面开设有多组炭通孔(2211),所述承接底板(233)的侧表面开设有炭接孔(2331),且炭通孔(2211)与炭接孔(2331)处连通,所述排料管道(232)的上部与承接底板(233)的底侧固定连接,且炭接孔(2331)与排料管道(232)连通。
2.根据权利要求1所述的一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,其特征在于:所述驱动底盘(221)的上部固定连接有通气管(2212),且通气管(2212)侧部的上部开设有通气孔(2213),所述通气管(2212)的上部固定连接有挡料板(2214),且挡料板(2214)为伞状结构。
3.根据权利要求2所述的一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,其特征在于:所述承接底板(233)的中部固定连接有第一进气管(5),且第一进气管(5)的上端口与通气管(2212)的下端口转动连接,所述第一进气管(5)贯穿于出料管道(231)的中部。
4.根据权利要求1所述的一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,其特征在于:所述高温热风炉(3)右部的上下两侧分别连通有第二进气管(31)和输送通管(32),所述高温热风炉(3)的上部通过连接管(33)与热解炉(2)上部的右侧连通。
5.根据权利要求1所述的一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,其特征在于:所述热解炉(2)上部的左侧连通有进料斗(24),所述出料管道(231)的底部固定连接有出料板(236),且出料板(236)倾斜设置。
6.根据权利要求1所述的一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,其特征在于:所述架体(1)四周的底部固定连接有双杆支撑腿(11),且双杆支撑腿(11)的下部设有移动组件(6)。
7.根据权利要求6所述的一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,其特征在于:所述移动组件(6)包括升降座(61)与移动轮(62),所述升降座(61)的两侧与双杆支撑腿(11)的下部滑动连接,且升降座(61)的上部与双杆支撑腿(11)之间设有液压缸(63)。
8.根据权利要求7所述的一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,其特征在于:所述移动轮(62)的上部固定连接有连接滑杆(621),且连接滑杆(621)贯穿于升降座(61)的中部,且连接滑杆(621)与升降座(61)之间夹设有第一弹簧(64)。
9.根据权利要求7所述的一种实现炭热联产的生物质高效热解炉,其特征在于:所述移动轮(62)的两侧铰接有辅助铰杆(622),且辅助铰杆(622)的上端铰接有移动滑块(623),且移动滑块(623)与升降座(61)底部的两侧滑动连接,所述移动滑块(623)与升降座(61)之间夹设有第二弹簧(65)。
10.一种实现炭热联产的生物质高效热解工艺,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤一、首先将农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便等生物质原料通过输送设备或人工输送至热解炉(2)中,此时控制热解炉(2)工作将生物质原料进行热解气化;
步骤二、热解气化过程产生的可燃气体被高温燃气风机(7)抽取,并被抽至锅炉和热风炉处;
步骤三、热解气化过程产生的可燃气体一部分热解气被导入锅炉,热解气在锅炉内与锅炉内的水间接换热,将水加热到150℃左右产生清洁蒸汽,产生的蒸汽中的热量用于供给用户;
步骤四、同时热解气化过程产生的可燃气体另一部分直接供给高温热风炉(3),来自热解炉(2)的热解气作为辅助燃料,作为燃气源通过高温热风炉(3)维持热解炉(2)腔体内的高温气氛;
步骤五、当生物质原料热解结束后,此时控制高温燃气风(7)和热解炉(2)停止工作,热解气化过程产生的固体物形成生物质炭,通过控制排炭构件(23)进行排出并收集,并作为燃料加以利用。
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