CN114540046A - 横吸式超低排放生物质炭化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了横吸式超低排放生物质炭化炉，包括炭化炉体以及液化冷却结构，所述液化冷却结构通过不锈钢管连接于炭化炉体上，所述炭化炉体上设有炭化结构；所述炭化结构包括：入料口、真空室、炉腔、缓冲室以及排气口；所述入料口设置在炭化炉体的顶端，所述真空室安装在炭化炉体上切位于下料口的左侧，所述炉腔设置在炭化炉体的内部，所述缓冲室连接于炭化炉体上，且与炉腔相连，所述排气口设置在炭化炉体的顶端，本发明的有益效果是，原料主要为果木枝条或农作物秸秆，通过热解干馏，生成木炭和粗木醋液两种高附加值产物，具有良好的经济效益和社会效益，最大限度降低排放，消耗小部分原料的热能对物料进行热解干馏，满足连续化生产的需要。
Description
技术领域
本发明涉及生物质利用与节能减排技术领域，特别是横吸式超低排放生物质炭化炉。
背景技术
我国的生物质资源非常丰富，每年产生大量的农作物秸秆和林业废弃物，尤其在果业发达地区，因为果树修剪和果树品种更新淘汰而产生的枝条、果木等。未被有效利用。
农村农户的能源结构，也由过去的烧秸秆枝条转为以液化石油气和电能为主，造成了大量农林废弃物被丢弃闲置直至腐烂，或野外焚烧，造成大气污染。农林废弃物真正得到有效利用的很少。
传统的木炭烧制工艺落后，无法满足日益严格的环保法规要求。且生产周期长，人员劳动强度大，难以形成产业化、工业化的规模效益。
同时现如今，在下料的过程中，料斗易发生堵塞的情况，且在废气排出时，无法对废气进行过滤处理，使得废气排出到环境中，严重污染了环境以及空气质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了横吸式超低排放生物质炭化炉，解决了传统的木炭烧制工艺落后，无法满足日益严格的环保法规要求。且生产周期长，人员劳动强度大，难以形成产业化、工业化的规模效益在下料的过程中，料斗易发生堵塞的情况，且在废气排出时，无法对废气进行过滤处理，使得废气排出到环境中，严重污染了环境以及空气质量。
实现上述目的本发明的技术方案为：横吸式超低排放生物质炭化炉，包括炭化炉体以及液化冷却结构，所述液化冷却结构通过不锈钢管连接于炭化炉体上，所述炭化炉体上设有炭化结构；
所述炭化结构包括：入料口、真空室、炉腔、缓冲室以及排气口；
所述入料口设置在炭化炉体的顶端，所述真空室安装在炭化炉体上切位于下料口的左侧，所述炉腔设置在炭化炉体的内部，所述缓冲室连接于炭化炉体上，且与炉腔相连，所述排气口设置在炭化炉体的顶端；
所述液化冷却结构包括：热烟气管、冷凝箱、冷却水入口、冷却水出口以、燃气管、冷凝管以及木醋液收集罐；
所述热烟气管的一端连接于真空室，所述冷凝箱安装在热烟气管的另一端，所述冷却水入口设置在冷凝箱右侧底端，所述冷却水出水口设置在冷凝箱的左侧顶端，所述燃气管的一端连接在冷凝箱的顶端，所述冷凝管安装在冷凝箱的内部，所述木醋液收集罐设置在冷凝管的下端。
优选的，所述入料口为方形或者矩形，所述入料口上还设置有下料口。
优选的，所述所述输送机构包括：若干个链轮、输送链板以及减速电机；
若干个所述链轮分别安装在炭化炉体的内部，所述输送链板套装在若干个所述链轮上，所述减速电机连接于若干个所述链轮的其中一个链轮上。
优选的，所述炉腔上还设置有真空射流喷烧器以及高压空气管；
所述真空射流喷烧器设置在炉腔的顶端，且与燃气管的另一端连接于，所述高压空气管安装在真空射流喷烧器的顶端。
优选的，所述缓冲室的底端设置有出料器，所述出料器的底端连接有集碳箱。
优选的，所述真空室以及排气口的下端安装有电气控制结构；
所述电器控制结构包括：温度传感器以及煅烧传感器；
所述温度传感器安装在真空室的左端，所述煅烧传感器安装在排气口下方。
优选的，所述下料口还安装有防堵机构；
所述防堵机构包括：料斗、连接板、若干个弹簧、支架以及振动结构；
所述料斗安装在下料口处，所述连接板安装在料斗的顶端，若干个所述弹簧的顶端分别安装在连接板的底端，所述支架安装在若干个所述弹簧的底端，所述振动结构设置在支架式的顶端；
所述料斗上还安装有开关机构；
所述开关机构包括：两个电动推杆、两个开关板以及若干个推动板；
两个所述电动推杆分别安装在料斗的两侧，两个所述开关板的一端分别可旋转的安装在料斗的底端，若干个所述推动板的顶端可旋转的安装在两个所述电动推杆的伸缩端上，且底端可旋转的安装在两个所述开关板上。
优选的，所述振动结构包括：旋转电机、若干个轴承座、若干个转轴、若干个铰座、若干个滚筒以及若干个偏心块；
所述旋转电机安装在支架的顶端，若干个所述轴承座分别安装在支架的顶端，若干个所述转轴分别安装在若干个所述轴承座以及旋转电机的驱动端上，若干个所述铰座分别安装在料斗上，所述滚筒分别安装在若干个所述铰座上，若干个所述偏心块分别安装在若干个所述转轴的外侧。
优选的，所述排气口上连接有废气处理机构；
所述废气处理机构包括：进气管、过滤箱、出气管、过滤板、出水口以及喷洒结构；
所述进气管的一端连接于排气口上，所述过滤箱连接在进气管的另一端，所述出气管连通于过滤箱上，所述过滤板可拆卸的安装在过滤箱上，所述出水口安装在过滤箱的底端，所述喷洒结构安装在过滤箱的顶端。
优选的，所述喷洒结构包括：进水管、连接管、若干个喷头、若干个齿盘以及驱动组件；
所述进水管安装在过滤箱的顶端，所述连接管可旋转的安装在过滤箱内部的顶端，若干个所述喷头分别安装在连接管上，若干个所述齿盘分别安装在连接管上，所述驱动组件安装在过滤箱的顶端；
所述驱动组件包括：驱动电机、螺杆、两个导杆、移动板以及两个齿板；
所述驱动电机安装在过滤箱的顶端，所述螺杆安装在驱动电机的驱动端上，两个所述导向杆分别安装在过滤箱的顶端，所述移动板的中间部位螺接在螺杆的外侧，且两端套装在两个所述导杆的外壁外侧，两个所述齿板分别安装在移动板上，且分别与齿盘相互啮合。
利用本发明的技术方案制作的横吸式超低排放生物质炭化炉，具有以下有益效果：
原料主要为果木枝条或农作物秸秆，通过热解干馏，生成木炭和粗木醋液两种高附加值产物，具有良好的经济效益和社会效益；
最大限度降低排放，消耗小部分原料的热能对物料进行热解干馏，满足连续化生产的需要；
为了避免物料与料斗的壁面发生粘连或者堵塞的情况，振动电机开始振动，带动转轴在轴承座上转动，由于两个转轴通过皮带以及皮带轮相互连接，两个转轴均开始进行旋转，带动偏心块进行转动，偏心块35在转动的过程中，对铰座上的滚筒进行推动，使得料斗振动，防止物料堵塞的情况；
当需要驱动齿盘以及连接管进行摆动时，驱动电机开始旋转，带动螺杆转动，在两个导杆的限位下，移动板开始移动，齿板随之进行移动，由于齿板与齿盘啮合，在齿板移动的过程中对齿盘进行驱动，使得齿板转动，实现喷头摆动的效果，进而提高了废气的处理效果。
附图说明
图1为本发明所述横吸式超低排放生物质炭化炉的主视结构示意图。
图2为本发明所述横吸式超低排放生物质炭化炉的料斗主视结构示意图。
图3为本发明所述横吸式超低排放生物质炭化炉的料斗侧视结构示意图。
图4为本发明所述横吸式超低排放生物质炭化炉的料斗俯视结构示意图。
图5为本发明所述横吸式超低排放生物质炭化炉的废气处理机构主视结构示意图。
图6为本发明所述横吸式超低排放生物质炭化炉的废气处理机构俯视结构示意图。
图7为本发明所述横吸式超低排放生物质炭化炉的过滤板侧视结构示意图。
图中：1、入料口，2、真空室，3、高压空气管，4、真空射流喷烧器，5、排气口，6、链轮，7、输送链板，8、缓冲室，9、减速电机，10、出料器，11、集碳箱，12、冷却水入口，13、木醋液收集罐，14、冷凝器，15、冷却水出口，16、燃气管，17、热烟气管，18、炉腔，19、下料口，20、真空室温度传感器，21、冷凝管，22、煅烧传感器，23、料斗，24、连接板，25、弹簧，26、支架，27、电动推杆，28、开关板，29、推动板，30、旋转电机，31、轴承座，32、转轴，33、铰座，34、滚筒，35、偏心块，36、进气管，37、过滤箱，38、出气管，39、过滤板，40、出水口，41、进水管，42、连接管，43、喷头，44、齿盘，45、驱动电机，46、螺杆，47、导杆，48、齿板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-7所示，横吸式超低排放生物质炭化炉。
通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。
横吸式超低排放生物质炭化炉，包括炭化炉体以及液化冷却结构，液化冷却结构通过不锈钢管连接于炭化炉体上，炭化炉体上设有炭化结构；
炭化结构包括：入料口1、真空室2、炉腔18、缓冲室8以及排气口5；
入料口1设置在炭化炉体的顶端，真空室2安装在炭化炉体上切位于下料口19的左侧，炉腔18设置在炭化炉体的内部，缓冲室8连接于炭化炉体上，且与炉腔18相连，排气口5设置在炭化炉体的顶端；
液化冷却结构包括：热烟气管17、冷凝箱、冷却水入口12、冷却水出口15以、燃气管16、冷凝管21以及木醋液收集罐13；
热烟气管17的一端连接于真空室2，冷凝箱安装在热烟气管17的另一端，冷却水入口12设置在冷凝箱右侧底端，冷却水出水口40设置在冷凝箱的左侧顶端，燃气管16的一端连接在冷凝箱的顶端，冷凝管21安装在冷凝箱的内部，木醋液收集罐13设置在冷凝管21的下端。
作为优选的，更进一步的，入料口1为方形或者矩形，入料口1上还设置有下料口19。
作为优选的，更进一步的，输送机构包括：若干个链轮6、输送链板7以及减速电机9；
若干个链轮6分别安装在炭化炉体的内部，输送链板7套装在若干个链轮6上，减速电机9连接于若干个链轮6的其中一个链轮6上。
作为优选的，更进一步的，炉腔18上还设置有真空射流喷烧器4以及高压空气管3；
真空射流喷烧器4设置在炉腔18的顶端，且与燃气管16的另一端连接于，高压空气管3安装在真空射流喷烧器4的顶端。
作为优选的，更进一步的，缓冲室8的底端设置有出料器10，出料器10的底端连接有集碳箱11。
作为优选的，更进一步的，真空室2以及排气口5的下端安装有电气控制结构；
电器控制结构包括：温度传感器以及煅烧传感器22；
温度传感器安装在真空室2的左端，煅烧传感器22安装在排气口5下方。
根据上述总体情况可知，在具体实施过程中，需要说明的是，入料口1倾斜进料，由输送链板7缓慢移动走料，利用真空射流喷烧器4的作用，在下料口19右侧形成正压区，在下料口19左侧形成负压区，即真空室2部分，正压区的热量在压差的作用下向真空室2方向移动，加热破碎的枝条或秸秆物料，热解烟气进入真空室2，随即被抽入冷凝器14，热烟气在冷凝器14中遇冷液化，流入木醋液收集罐13，成分主要为水、木醋酸和木焦油等。
冷凝管21末端的不凝气体成分为CO、CH4、H2和少量CO2以及水蒸气，不凝气进入燃气管16，被真空射流喷烧器4抽吸并与高压空气混合喷入炉腔18进行燃烧，燃烧生成的CO2和H2O气体从排气口5排出。
原料的干燥阶段和炭化阶段，在炉腔18内的正压区和负压区之间完成，煅烧阶段在排气口5下部的输送链板7上完成，冷却阶段在缓冲室8内完成。
通过温度传感器以及煅烧传感器22根据检测到的真空室2温度和煅烧区的温度，做PI D控制链轮6的行走速度，使链板缓慢连续移动，形成稳定的烧制工艺流程。
作为优选的，更进一步的，下料口19还安装有防堵机构；
防堵机构包括：料斗23、连接板24、若干个弹簧25、支架26以及振动结构；
料斗23安装在下料口19处，连接板24安装在料斗23的顶端，若干个弹簧25的顶端分别安装在连接板24的底端，支架26安装在若干个弹簧25的底端，振动结构设置在支架26式的顶端；
料斗23上还安装有开关机构；
开关机构包括：两个电动推杆27、两个开关板28以及若干个推动板29；
两个电动推杆27分别安装在料斗23的两侧，两个开关板28的一端分别可旋转的安装在料斗23的底端，若干个推动板29的顶端可旋转的安装在两个电动推杆27的伸缩端上，且底端可旋转的安装在两个开关板28上。
根据上述总体情况可知，在具体实施过程中，需要说明的是，在下料口19进行下料时，首先工作人员将物料输送至料斗23的内部，通过振动结构的振动作用下，使得弹簧25以及连接板24进行振动，有效的防止了料斗23发生堵塞的情况，然后电动推杆27开始伸展，推动其伸缩端上的推动板29开始运动，推开关板28进行推动，使得开关板28打开，进而完成下料的效果。
作为优选的，更进一步的，振动结构包括：旋转电机30、若干个轴承座31、若干个转轴32、若干个铰座33、若干个滚筒34以及若干个偏心块35；
旋转电机30安装在支架26的顶端，若干个轴承座31分别安装在支架26的顶端，若干个转轴32分别安装在若干个轴承座31以及旋转电机30的驱动端上，两个转轴32通过皮带以及皮带轮相互连接，若干个铰座33分别安装在料斗23上，滚筒34分别安装在若干个铰座33上，若干个偏心块35分别安装在若干个转轴32的外侧。
根据上述总体情况可知，在具体实施过程中，需要说明的是，为了避免物料与料斗23的壁面发生粘连或者堵塞的情况，振动电机开始振动，带动转轴32在轴承座31上转动，由于两个转轴32通过皮带以及皮带轮相互连接，两个转轴32均开始进行旋转，带动偏心块35进行转动，偏心块35在转动的过程中，对铰座33上的滚筒34进行推动，使得料斗23振动，防止物料堵塞的情况。
作为优选的，更进一步的，排气口5上连接有废气处理机构；
废气处理机构包括：进气管36、过滤箱37、出气管38、过滤板39、出水口40以及喷洒结构；
进气管36的一端连接于排气口5上，过滤箱37连接在进气管36的另一端，出气管38连通于过滤箱37上，过滤板39可拆卸的安装在过滤箱37上，出水口40安装在过滤箱37的底端，喷洒结构安装在过滤箱37的顶端。
根据上述总体情况可知，在具体实施过程中，需要说明的是，当排气口5进行排气时，废气通过进气管36进入到过滤箱37的内部，然后喷洒开始喷洒处处理剂，对废气进行处理，处理剂将废气中的杂质冲刷到过滤板39上进行过滤，最终通过出水口40排出，稀释完成的废气通过出气管38排出。
作为优选的，更进一步的，喷洒结构包括：进水管41、连接管42、若干个喷头43、若干个齿盘44以及驱动组件；
进水管41安装在过滤箱37的顶端，连接管42可旋转的安装在过滤箱37内部的顶端，若干个喷头43分别安装在连接管42上，若干个齿盘44分别安装在连接管42上，驱动组件安装在过滤箱37的顶端；
根据上述总体情况可知，在具体实施过程中，需要说明的是，处理剂通过进水管41进入连接管42，然后经由连接管42通过喷头43喷出，再喷洒的过程中，驱动组件开始驱动，带动齿盘44旋转，使得喷头43旋转，使得摆动的效果。
驱动组件包括：驱动电机45、螺杆46、两个导杆47、移动板以及两个齿板48；
驱动电机45安装在过滤箱37的顶端，螺杆46安装在驱动电机45的驱动端上，两个导向杆分别安装在过滤箱37的顶端，移动板的中间部位螺接在螺杆46的外侧，且两端套装在两个导杆47的外壁外侧，两个齿板48分别安装在移动板上，且分别与齿盘44相互啮合。
根据上述总体情况可知，在具体实施过程中，需要说明的是，当需要驱动齿盘44以及连接管42进行摆动时，驱动电机45开始旋转，带动螺杆46转动，在两个导杆47的限位下，移动板开始移动，齿板48随之进行移动，由于齿板48与齿盘44啮合，在齿板48移动的过程中对齿盘44进行驱动，使得齿板48转动，实现喷头43摆动的效果，进而提高了废气的处理效果。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.横吸式超低排放生物质炭化炉，包括炭化炉体以及液化冷却结构，其特征在于，所述液化冷却结构通过不锈钢管连接于炭化炉体上，所述炭化炉体上设有炭化结构；
所述炭化结构包括：入料口(1)、真空室(2)、炉腔(18)、缓冲室(8)以及排气口(5)；
所述入料口(1)设置在炭化炉体的顶端，所述真空室(2)安装在炭化炉体上切位于下料口(19)的左侧，所述炉腔(18)设置在炭化炉体的内部，所述缓冲室(8)连接于炭化炉体上，且与炉腔(18)相连，所述排气口(5)设置在炭化炉体的顶端；
所述液化冷却结构包括：热烟气管(17)、冷凝箱、冷却水入口(12)、冷却水出口(15)以、燃气管(16)、冷凝管(21)以及木醋液收集罐(13)；
所述热烟气管(17)的一端连接于真空室(2)，所述冷凝箱安装在热烟气管(17)的另一端，所述冷却水入口(12)设置在冷凝箱右侧底端，所述冷却水出水口(40)设置在冷凝箱的左侧顶端，所述燃气管(16)的一端连接在冷凝箱的顶端，所述冷凝管(21)安装在冷凝箱的内部，所述木醋液收集罐(13)设置在冷凝管(21)的下端。
2.根据权利要求1所述横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述入料口(1)为方形或者矩形，所述入料口(1)上还设置有下料口(19)。
3.根据权利要求1所述的横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述所述输送机构包括：若干个链轮(6)、输送链板(7)以及减速电机(9)；
若干个所述链轮(6)分别安装在炭化炉体的内部，所述输送链板(7)套装在若干个所述链轮(6)上，所述减速电机(9)连接于若干个所述链轮(6)的其中一个链轮(6)上。
4.根据权利要求1所述的横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述炉腔(18)上还设置有真空射流喷烧器(4)以及高压空气管(3)；
所述真空射流喷烧器(4)设置在炉腔(18)的顶端，且与燃气管(16)的另一端连接于，所述高压空气管(3)安装在真空射流喷烧器(4)的顶端。
5.根据权利要求1所述的横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述缓冲室(8)的底端设置有出料器(10)，所述出料器(10)的底端连接有集碳箱(11)。
6.根据权利要求1所述的横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述真空室(2)以及排气口(5)的下端安装有电气控制结构；
所述电器控制结构包括：温度传感器以及煅烧传感器(22)；
所述温度传感器安装在真空室(2)的左端，所述煅烧传感器(22)安装在排气口(5)下方。
7.根据权利要求1所述的横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述下料口(19)还安装有防堵机构；
所述防堵机构包括：料斗(23)、连接板(24)、若干个弹簧(25)、支架(26)以及振动结构；
所述料斗(23)安装在下料口(19)处，所述连接板(24)安装在料斗(23)的顶端，若干个所述弹簧(25)的顶端分别安装在连接板(24)的底端，所述支架(26)安装在若干个所述弹簧(25)的底端，所述振动结构设置在支架(26)式的顶端；
所述料斗(23)上还安装有开关机构；
所述开关机构包括：两个电动推杆(27)、两个开关板(28)以及若干个推动板(29)；
两个所述电动推杆(27)分别安装在料斗(23)的两侧，两个所述开关板(28)的一端分别可旋转的安装在料斗(23)的底端，若干个所述推动板(29)的顶端可旋转的安装在两个所述电动推杆(27)的伸缩端上，且底端可旋转的安装在两个所述开关板(28)上。
8.根据权利要求7所述的横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述振动结构包括：旋转电机(30)、若干个轴承座(31)、若干个转轴(32)、若干个铰座(33)、若干个滚筒(34)以及若干个偏心块(35)；
所述旋转电机(30)安装在支架(26)的顶端，若干个所述轴承座(31)分别安装在支架(26)的顶端，若干个所述转轴(32)分别安装在若干个所述轴承座(31)以及旋转电机(30)的驱动端上，若干个所述铰座(33)分别安装在料斗(23)上，所述滚筒(34)分别安装在若干个所述铰座(33)上，若干个所述偏心块(35)分别安装在若干个所述转轴(32)的外侧。
9.根据权利要求1所述的横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述排气口(5)上连接有废气处理机构；
所述废气处理机构包括：进气管(36)、过滤箱(37)、出气管(38)、过滤板(39)、出水口(40)以及喷洒结构；
所述进气管(36)的一端连接于排气口(5)上，所述过滤箱(37)连接在进气管(36)的另一端，所述出气管(38)连通于过滤箱(37)上，所述过滤板(39)可拆卸的安装在过滤箱(37)上，所述出水口(40)安装在过滤箱(37)的底端，所述喷洒结构安装在过滤箱(37)的顶端。
10.根据权利要求9所述的横吸式超低排放生物质炭化炉，其特征在于，所述喷洒结构包括：进水管(41)、连接管(42)、若干个喷头(43)、若干个齿盘(44)以及驱动组件；
所述进水管(41)安装在过滤箱(37)的顶端，所述连接管(42)可旋转的安装在过滤箱(37)内部的顶端，若干个所述喷头(43)分别安装在连接管(42)上，若干个所述齿盘(44)分别安装在连接管(42)上，所述驱动组件安装在过滤箱(37)的顶端；
所述驱动组件包括：驱动电机(45)、螺杆(46)、两个导杆(47)、移动板以及两个齿板(48)；
所述驱动电机(45)安装在过滤箱(37)的顶端，所述螺杆(46)安装在驱动电机(45)的驱动端上，两个所述导向杆分别安装在过滤箱(37)的顶端，所述移动板的中间部位螺接在螺杆(46)的外侧，且两端套装在两个所述导杆(47)的外壁外侧，两个所述齿板(48)分别安装在移动板上，且分别与齿盘(44)相互啮合。
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