CN114891522A - 一种可同步和或异步生产相同和或不同指标生物质炭的炭化一体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，包括若干第一炭化箱、若干第二炭化箱、若干第三炭化箱、进料斗和生物炭传输管道，第一炭化箱、第二炭化箱和第三炭化箱都设置有若干炭化管组，所述炭化管组包括若干炭化管，所述每组炭化管组的炭化管数量相同，且任意相邻的两组炭化管组都通过落料管接通。本发明可以实现同机同温异步炭化，也可以进行不同物种生物质料同机同温同时同步(异步)炭化，实现一机同时生产多种生物质炭、多种指标生物炭。
Description
技术领域
本发明涉及生物质炭化技术领域，特别涉及一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置。
背景技术
在全球资源日益匮乏，环境污染问题日趋严重的今天，利用废弃生物质制备成具有高附加值的生物质炭材料，不仅避免了废弃生物质可能引起的环境污染问题，提高了炭固存，还实现了废弃资源的绿色循环，是一种变废为宝的优选途径。
生物质炭化是生物质资源化利用的新兴技术，生物质炭生产设备不够先进及工艺参数控制精度低已成为制约我国生物质炭产业发展的瓶颈。随着国家对生物质资源综合利用关注的不断升温，生物质炭化产业必将快速发展，研发系统集成度和自动化程度高的炭化设备，提高热解气能源利用效率，设计并配套相应的环保设施，将是今后炭化产业的发展方向。
尽管我国已经在生物质热解工业化生产技术、规模化装备及创新水平也已暂居国际领先，但是适于不同规模需求、投入产出高效、轻便、智能、环保的生物质处理与热解产业装备仍亟待开发，特别是生物质能源无废高效利用系统、适于农林固废就地处理与智能热解系统、自动热解设备等新技术仍有待创新和配套发展。
专利号为CN201911041310.7公开了可移动连续式多管生物质热裂解制炭一体机，该设备主要存在五个问题：
1.该设备只能同步生产相同的指标生物质炭，不能解决异步生产相同或不同指标生物质炭的问题。
2.该设备的炭化管道过长达到十几米，由于体积庞大，给运输、装车、卸车带来不便，大大的增加了成本。
3.该设备支架、箱体是以焊接为主，零部件没有实现模块化，所以在运输、组装、维修等方面带来了不便。
4.该设备的16m主轴在维修时需要抽出，在抽轴的过程中过长的主轴极易变形，另外抽轴的纵深场地要求大，增加了维修难度和成本。
5.该设备炭化箱体是14m贯通设计，预热点火时间长，炭化温度区域是模拟控温，随着转数加大可燃气体浓度增加，做不到精准控制温度。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出了一种可同步和 /或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，可有效解决背景技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，包括若干第一炭化箱、若干第二炭化箱、进料斗和生物炭传输管道，所述第一炭化箱和第二炭化箱都设置有若干炭化管组，所述炭化管组包括若干炭化管，所述每组炭化管组的炭化管数量相同，且任意相邻的两组炭化管组都通过落料管接通，所述进料斗与第一炭化箱接通，所述进料斗与第一炭化箱最上层的那组炭化管组接通，所述第一炭化箱最下层的那组炭化管组与第二炭化箱最上层的那组炭化管组通过落料管接通，所述第二炭化箱最下层的那组炭化管组与生物炭传输管道接通。
作为优选，所述炭化管包括输送管、设置在输送管内部的螺杆推进轴、设置在输送管一端的电机、设置在输送管另一端的固定盖和炭化管支架，所述炭化管支架位于输送管与电机之间。
作为优选，所述第一炭化箱与第二炭化箱之间设置有热风管道，所述热风管道一端与第一炭化箱底部接通，另一端与第二炭化箱顶部接通，所述控制阀门通过主机电脑智能控制开闭角度。
作为优选，所述第一炭化箱和第二炭化箱内部都设置有若干裂解气排放管，所述裂解气排放管都与炭化管接通，所述第二炭化箱和第三炭化箱中的裂解气排放管上设置有若干排气口。
作为优选，所述炭化一体装置还包括有高温燃烧箱，所述高温燃烧箱顶部设置有排气管道。
作为优选，所述第一炭化箱、第二炭化箱和高温燃烧箱都设置有进气管道、点火器和若干温感探头，所述进气管道位于第一炭化箱、第二炭化箱和高温燃烧箱的底部，所述点火器位于第一炭化箱、第二炭化箱和高温燃烧箱任意外侧壁上，所述温感探头位于第一炭化箱、第二炭化箱和高温燃烧箱任意内侧壁上。
作为优选，所述第一炭化箱、第二炭化箱和高温燃烧箱内壁上还设置有隔热层，所述隔热层为耐高温陶瓷纤维砖，所述隔热层厚度为 8-20cm。
作为优选，所述第一炭化箱和第二炭化箱顶部都设置有烟气排放管道，所述烟气排放管道一端与第一炭化箱和第二炭化箱接通，所述烟气排放管道另一端与高温燃烧箱接通。
作为优选，所述热风管道、进气管道、排气管道和烟气排放管道上还设置有控制阀门，所述控制阀门通过主机电脑智能控制开闭角度。
作为优选，所述炭化一体装置还包括若干第三炭化箱，所述第三炭化箱内部也设置有若干炭化管组，所述每组炭化管组包括若干炭化管，所述每组炭化管组的炭化管数量相同且与第一炭化箱和第二炭化箱中的炭化管数量相同，所述每组炭化管组都通过落料管接通，所述第三炭化箱通过落料管与第二炭化箱接通接通，所述第三炭化箱与生物炭传输管道接通，所述所述第二炭化箱最下层的那组炭化管组与第三炭化箱最上层的那组炭化管组通过落料管接通，所述第三炭化箱最下层的那组炭化管组与生物炭传输管道接通。
作为优选，所述第三炭化箱内部都设置有若干裂解气排放管，所述裂解气排放管都与炭化管接通，所述第三炭化箱中的裂解气排放管上设置有若干排气口。
作为优选，所述第三炭化箱设置有进气管道、点火器和若干温感探头，所述进气管道位于第三炭化箱的底部，所述点火器位于第三炭化箱任意外侧壁上，所述温感探头位于第三炭化箱任意内侧壁上。
作为优选，所述第三炭化箱内壁上还设置有隔热层，所述隔热层为耐高温陶瓷纤维砖，所述隔热层厚度为8-20cm。
作为优选，所述第三炭化箱顶部都设置有烟气排放管道，所述烟气排放管道一端与第三炭化箱接通，所述烟气排放管道另一端与高温燃烧箱接通。
作为优选，所述进气管道、排气管道和烟气排放管道中都设置有控制阀门。
作为优选，所述炭化一体装置还包括有支架，所述支架设置有滑轨，所述述第一炭化箱、第二炭化箱和第三炭化箱底部都设置有可与滑轨配合的滑轮。
作为优选，所述进料斗中设置有若干隔板。
作为优选，所述生物炭传输管道分成若干段，所述每段通过法兰盘连接在一起，所述每段都包括有送炭管、设置在送炭管内部的螺杆送炭轴和设置在送炭管一端的送炭电机。
作为优选，所述连接第二炭化箱和第三炭化箱的落料管上还设置有落炭观察孔，所述落炭观察孔与落料管接通。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明实现同机同温异步炭化，也可以进行不同物种生物质料同机同温同时同步(异步)炭化，实现一机同时生产多种生物质炭、多种指标生物炭。本发明是一种全自动生物质废料连续炭化设备，采用生物质热解时产生的裂解气体做为燃料在第一炭化箱、第二炭化箱、第三炭化箱燃烧，为炭化提供热量，其余热可回收再利用。各个生产环节的工艺参数可通过传感器集成到控制系统，由设备电脑根据设定的数据实现自动控制，同时生产数据实时传输给后台系统储存，该设备也可以通过液晶控制屏人工控制并进行调试和检测。在大幅降低生产成本的前提下，生产出高质量生物质炭。
2.本发明将炭化箱分为多层，通过多层折叠式的设计使得设备整体的长度缩小，占地面积变小，运营场地费可节省50％以上，减少了基础投资；16m长的炭化管分成四段无缝密封管道，4m长一段，上下折叠连接。不仅主轴拆换方便，第一炭化箱、第二炭化箱、第三炭化箱总成也可以单独拆换。
3.本发明炭化过程中不产生焦油和木醋酸。本设备将炭化过程中产生的烟气、焦油、木醋酸输送到高温燃烧箱中，通过在此处进行高温燃烧，可将焦油和木醋酸100％转换成热能，使热能回收比传统炭化设备高40％以上，而且没有液体污染，高效清洁，相比传统设备减少了尾气和木醋酸、焦油处理的开支。
4.本发明设备各零部件实现了标准化、模块化，大大降低了运营、维修、维护成本，缩短了设备停产维修周期。
5.本发明第三炭化箱为补充炭化场所，目的是避免第二炭化箱中生物质料炭化不完全的情况发生，其保证设备了可以对所有物种的生物质进行炭化，由于生物质物种的不同，其贮存太阳能也不同，组织结构、密度大小、油脂含量更是千差万别，当不同的生物质物料进入设备时炭化时间、释放的可燃气、温度等也就不同，所以第三炭化箱可以自动实现炭化时间的增减，从而解决了一台设备不能兼顾炭化所以生物质这一难题。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明内部结构示意图；
图3是本发明局部剖视图；
图4是本发明俯视示意图；
图5是本发明侧视图；
图6是本发明后视图；
图7是本发明A处放大图；
图8是本发明B处放大图；
图9是本发明炭化管组结构示意图；
图10是本发明炭化管剖视图；
图11是本发明生物炭传输管道剖视图；
图12是本发明实施例2示意图。
图中：1—第一炭化箱、2—第二炭化箱、3—第三炭化箱、4—进料斗、41—隔板、5—生物炭传输管道、51—送炭管、52—螺杆送炭轴、53—送炭电机、6—炭化管、61—输送管、62—螺杆推进轴、63 —电机、64—固定盖、65—炭化管支架、7—裂解气排放管、8—排气口、9—热风管道、10—进气管道、11—点火器、12—温感探头、13 —高温燃烧箱、14—支架、15—滑轨、16—滑轮、17—排气管道、18 —烟气排放管道、19—落炭观察孔、100—炭化管组、200—落料管、 300—控制阀门
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。除非另作定义,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”包括两个,相当于至少两个。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接, 而且可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解, 本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
如图1-11所示，一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，包括若干第一炭化箱1、若干第二炭化箱 2、若干第三炭化箱3、进料斗4和生物炭传输管道5，具体来说，第一炭化箱1是生物质料初步炭化的场所，第二炭化箱2是生物质料主要炭化的场所，三炭化箱3为补充炭化的场所，目的是避免第二炭化箱2中生物质料炭化不完全的情况发生，并且第三炭化箱3还起着降温的作用，进料斗4用于生物质料的进料，生物炭传输管道5用于运输最后生成的生物质炭。
本实施例中，所述第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3 都设置有若干炭化管组100，所述炭化管组100包括若干炭化管6，所述每组炭化管组100的炭化管6数量相同，且任意相邻的两组炭化管组100都通过落料管200接通，所述进料斗4与第一炭化箱1接通，所述第一炭化箱1通过落料管200与第二炭化箱2接通，所述第二炭化箱2通过落料管200与第三炭化箱3接通，所述第三炭化箱3与生物炭传输管道5接通，具体来说，所述进料斗4与第一炭化箱1最上层的那组炭化管组100接通，所述进料斗4中设置有若干隔板41，所述隔板41将整个进料斗4分成若干进料通道，所述每个进料通道与第一炭化箱1中的一个炭化管6接通，所述第一炭化箱1最下层的那组炭化管组100与第二炭化箱2最上层的那组炭化管组100通过落料管200接通，所述第二炭化箱2最下层的那组炭化管组100与第三炭化箱3最上层的那组炭化管组100通过落料管200接通，所述第三炭化箱3最下层的那组炭化管组100与生物炭传输管道5接通，当第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3内部有多组炭化管组100时，任意相邻的两组炭化管组100都通过落料管200接通，所述第二炭化箱2最下层的那组炭化管组100与生物炭传输管道5接通，所述生物炭传输管道5分成若干段，所述每段通过法兰盘连接在一起，所述每段都包括有送炭管51、设置在送炭管51内部的螺杆送炭轴52 和设置在送炭管51一端的送炭电机53，所述最后一段生物炭传输管道5斜向上设置。
本实施例中，所述炭化管6包括输送管61、设置在输送管61内部的螺杆推进轴62、设置在输送管61一端的电机63、设置在输送管 61另一端的固定盖64和设置在输送管61与电机63之间的炭化管支架65，具体来说，输送管61长度为4m，内径为10-20cm，厚度为2-8mm，螺杆推进轴62一端连接在电机63上，另一端通过固定盖64进行固定，固定盖64通过螺丝固定在输送管61中，固定盖64可以从输送管61中拆除下来，进一步来说，螺杆推进轴62可以通过固定盖64 从输送管61中抽出，这样方便维修，生物质料在电机63的带动下通过螺杆推进轴62在输送管61以一定速度推进，输送管61和电机63 通过炭化管支架65进行固定。
本实施例中，所述第一炭化箱1与第二炭化箱2之间设置有热风管道9，所述热风管道9中设置有控制阀门300，所述热风管道9一端与第一炭化箱1底部接通，另一端与第二炭化箱2顶部接通，具体来说，热风管道9用于连接第一炭化箱1和第二炭化箱2，第二炭化箱2中的裂解气和热量可以通过热风管道9进入到第二炭化箱2中，控制阀门300受电脑主机控制。
本实施例中，所述第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3 内部都设置有若干裂解气排放管7，所述裂解气排放管7都与炭化管 6接通，所述第二炭化箱2中的裂解气排放管7上设置有若干排气口 8，具体来说，所述生物质料在炭化管6中推进的过程中持续释放大量的裂解气，裂解气会从炭化管6中进入到裂解气排放管7中。
本实施例中，所述炭化一体装置还包括有高温燃烧箱13，所述高温燃烧箱13顶部设置有排气管道17，高温燃烧箱13用于生物质料在炭化过程产生废气的处理，高温燃烧箱13防止的角度和位置在安装时可以任意调节，排气管道17用来排放处理过的废气。
本实施例中，所述第一炭化箱1、第二炭化箱2和、第三炭化箱 3和高温燃烧箱13还设置有进气管道10、点火器11和若干温感探头 12，所述进气管道10位于第一炭化箱1、第二炭化箱2、第三炭化箱 3和高温燃烧箱13底部，所述点火器11位于第一炭化箱1、第二炭化箱2和高温燃烧箱13任意外侧壁上，所述温感探头12位于第一炭化箱1、第二炭化箱2、第三炭化箱3和高温燃烧箱13任意内侧壁上。具体来说，天然气从进气管道10进入到第一炭化箱1、第二炭化箱2、第三炭化箱3和高温燃烧箱13中，为第一炭化箱1、第二炭化箱2、第三炭化箱3和高温燃烧箱13提供燃烧的能量，点火器11对第一炭化箱1、第二炭化箱2、第三炭化箱3和高温燃烧箱13进行点火或者预热，温感探头12能检测第一炭化箱1、第二炭化箱2、第三炭化箱 3和高温燃烧箱13内部的温度并将温度传输给主机电脑。
本实施例中，所述第一炭化箱1、第二炭化箱2、第三炭化箱3 和高温燃烧箱13内壁上还设置有隔热层，所述隔热层为耐高温陶瓷纤维砖，所述隔热层厚度为8-20cm，根据温度不同采用不同厚度浇筑的隔热层，不仅延长了设备使用寿命，还使设备箱体表面温度在 50摄氏度左右。
本实施例中，所述第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3 顶部都设置有烟气排放管道18，所述烟气排放管道18一端与第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3接通，所述烟气排放管道18 另一端与高温燃烧箱13接通，所述第一炭化箱1中的裂解气排放管道8直接与第一炭化箱1顶部的烟气排放管道18接通，烟气排放管道18用于传输第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3中产生的废气和裂解气。
本实施例中，所述热风管道9、进气管道10、排气管道17和烟气排放管道18上还设置有控制阀门300，控制阀门300受主机电脑控制，主机电脑根据第一炭化箱1、第二炭化箱2、第三炭化箱3和高温燃烧箱13内部的温度的情况，会做出相应的判断，来控制阀门300的开闭角度。
本实施例中，所述炭化一体装置还包括有支架14，所述支架14 设置有滑轨15，所述述第一炭化箱1和第二炭化箱2底部都设置有可与滑轨15配合的滑轮16，具体来说，通过滑轨15和滑轮16的配合可将第一炭化箱1和第二炭化箱2固定到支架14上组成一套完整的设备，将各个炭化箱叠合在一起，减少整体设备的长度，相比传统设备，本申请中的设备会减少占地面积，实现了模块化，在组装和维修时会变得更加方便。
本实施例中，所述连接第二炭化箱2和第三炭化箱3的落料管 200上还设置有落炭观察孔19，所述落炭观察孔19与落料管200接通，工人可通过落炭观察孔19观察落炭情况，防止积炭导致设备运行出现问题。
本实施例中，如图5所示，所述第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3同一列的炭化管6为一个工作组，可分为若干工作组，所述同一工作组的炭化管6的电机63转速必须保持一致，具体来说，电机63都受主机电脑控制，可通过电脑主机任意设定转速，同一工作组的炭化管6可根据设定参数改变推进速度，当第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3箱体的温度不变的情况下，通过改变速度来达到生成相同或不同指标的生物炭。进一步来说，由于在同一箱体内部的炭化温度是相同的，相同的生物质料被进料斗4的分隔板41 分成若干份进入到各自的工作组中，当每一组工作组电机63的转速相同时，每一工作组的炭化管6内的生物质料就会以相同的速度在同一温度的炭化箱内通过并进行热解炭化，从而使得每一工作组的炭化管6中的生物质料炭化的时间相同，从而同等生物质料炭化后的生物炭各项指标相同，此为同步生产相同指标的生物炭；由于在同一箱体内部的炭化温度是相同的，不同的生物质料被进料斗4分成若干份进入到各自的工作组中，当每一组工作组电机63的转速相同时，每一工作组的炭化管6内的生物质料就会以相同的速度在同一温度的炭化箱内通过并进行热解炭化，从而使得每一工作组的炭化管6中的生物质料炭化的时间相同，从而不同的生物质料炭化后的生物炭各项指标不同，此为同步生产不同指标的生物炭；由于在同一箱体内部的炭化温度是相同的，不同的生物质料被进料斗4的分隔板41分成若干份进入到各自的工作组中，当每一组工作组电机63的转速不同时，每一工作组的炭化管6内的生物质料就会以不同的速度在同一温度的炭化箱内通过并进行热解炭化，从而使得每一工作组的炭化管6中的生物质料炭化的时间不同，从而不同生物质料炭化后的生物炭各项指标可能相同，此为异步生产相同指标的生物炭；由于在同一箱体内部的炭化温度是相同的，相同或者不同的生物质料被进料斗4的分隔板41分成若干份进入到各自的工作组中，当每一组工作组电机63的转速不同时，每一工作组的炭化管6内的生物质料就会以不同的速度在同一温度的炭化箱内通过并进行热解炭化，从而使得每一工作组的炭化管6中的生物质料炭化的时间不同，从而相同或者不同生物质料炭化后的生物炭各项指标不同，此为异步生产不同指标的生物炭。
本实施例的工作原理如下所示：
设备做好开机准备工作后，启动设备总电源，开始自检程序，自检完毕后启动点火器11点火对第一炭化箱1和第二炭化箱2进行预热，点火器11燃烧天气做为热源，天然气从进气管道10进入到第一炭化箱1和第二炭化箱2中，待第一炭化箱1和第二炭化箱2温度升至300～500℃左右，温感探头12检测温度并将传输预热完毕信号给设备主机，主机电脑发出开机点火指令，设备炭化系统根据预先设定的炭化指标参数全部运转。
首先相同或者不同的生物质料由传输管道输入进料斗4，通过隔板41将相同或者不同的生物质料分成若干组，进料斗4内的生物质料被分别同步或异步推进到第一炭化箱1中的炭化管6内，生物质料在炭化管6的螺杆推进轴62和电机63的作用下匀速进入到第一炭化箱1，此时第一炭化箱1内的温度是300～500℃左右，炭化管6内的生物质料以设定的速度向前推进(每组可从10-120cm/min任意调节)，生物质料在推进的过程中会被持续烘烤，生物质料在持续的烘烤下97％以上的水分和少量裂解气释放出来进入裂解气排放管7中，裂解气排放管7内的裂解气不在第一炭化箱1内释放，而是进入到烟气排放管道18中，经烟气排放管道18进入高温燃烧箱内17中，为高温燃烧箱13提供部分可燃气体。
若干分钟后分钟后第一炭化箱1中的炭化管6内已烘干的生物质料通过第一落料管100进入第二炭化箱2中(第二炭化箱2有两层)，此时第二炭化箱2预热温度为300～500℃，生物质料在推进的过程受到烘烤持续释放大量的裂解气，裂解气从炭化管6中进入到裂解气排放管7中，然后从裂解气排放管7上排气口8直接进入到第二炭化箱2中，为第二炭化箱2中持续燃烧提供部分可燃气体，待到达预定浓度后裂解气体开始燃烧，第二炭化箱2内部温度瞬间升至600～ 1000℃，此时第二炭化箱2点火器11停止点火，同时第二炭化箱2 通往第一炭化箱1的热风管道9的控制阀门400在电脑主机的控制下自动打开，裂解气体燃烧产生的热风从第二炭化箱2中进入第一炭化箱1中，持续为第一炭化箱1提供热源，使第一炭化箱1内温度始终保持在300～500℃，此时第一炭化箱点火器11停止点火；第一炭化箱1和第二炭化箱2的点火器11从预热到点火完成后关闭耗时大约 30分钟，进入第二炭化箱2的生物质料在炭化管6内继续匀速推进，在600～1000℃的作用下开始厌氧炭化，从第二炭化箱2的第一层经第二落料管进入第二炭化箱2的第二层继续厌氧炭化并继续释放裂解气进行燃烧，为第二炭化箱2持续提供热源，在主机电脑的控制下烟气排放管道18的阀门400会打开，多余裂解气和热能通过烟气排放管道18进入高温燃烧箱内17进行燃烧，为高温燃烧箱13提供部分可燃气体。
当有未完全反应的生物质料和生物质炭通过落料管200进入到第三炭化箱3中，由于生物质料在中第三炭化箱3中受到的温度较高，生物质料在第三炭化箱3中的温度一下子降不下来，所以在第三炭化箱3中的推进的生物质料还会持续释放一定量的裂解气，此时第三炭化箱3有着补充炭化和降温的作用，裂解气从炭化管6中进入到裂解气排放管7中，然后从裂解气排放管7上排气口8直接进入到第三炭化箱3中，为第三炭化箱3中持续燃烧提供部分可燃气体，待到达预定浓度后，点火器11点火，裂解气体开始燃烧，使得第三炭化箱3 温度保持200～400℃左右，多余的裂解气通过烟气排放管道18进入高温燃烧箱13，为高温燃烧箱13提供部分可燃气体，生物质料在第三炭化箱3最底层的完成完全炭化变成生物炭后，最后从第三炭化箱 3最底层的炭化管6进入到生物炭传输管道5中混合在一起，然后输送到储料罐无氧密封储存起来。
当完全炭化的生物质料进入到第三炭化箱3中，由于完全炭化的生物质料在推进的过程中不会释放裂解气，此时火器11不工作，第三炭化箱3就不会启动，此时第三炭化箱3只起着降温的作用，炭化管6内流动生物质炭散发的温度在200～300℃左右，通过一段时间的推进，生物炭的温度会开始下降，最后从三炭化箱3最底层的炭化管组100进入到生物炭传输管道5中混合在一起，然后输送到储料罐无氧密封储存起来。
第二炭化箱2的高温余热混合着裂解气进入高温燃烧箱13内并持续燃烧，使高温燃烧箱13内温度达到1000～1200℃，箱内多个温感探头12通过电脑主机控制高温燃烧箱13的进气管道10和排气管道17的阀门400，当温度过高时进气管道10就会缓慢关闭，使高温燃烧箱13内始终保持在1000～1200℃，1000～1200℃的高温将第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3炭化箱排放过来烟气中的和焦油、木醋酸、氮氧化物等燃烧殆尽，使尾气达到超低排放标准，其热能100％回收转化成标准蒸汽为企业或产业园持续提供热能。
设备在运行过程中，炭化管6根据设定参数改变推进速度时，其速度的变化使第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3内裂解气浓度和温度也随之发生变化，第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3的温度过高时，温度探头12会给主机电脑传输信号，主机电脑根据设定参数给第一炭化箱1和第二炭化箱2的进气管道10和烟气排放管道18的阀门400下达打开角度或闭合角度的指令调节进气管道10的进气量和烟气排放管道18的排气量，从而使第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3的温度保持在各自设定的范围内，实现整套设备自动化生产。
实施例2：
如图12所示，其他均与实施例1相同，不同之处在于，本实施例没有第三炭化箱3，第二炭化箱2最底层的炭化管组100直接与生物炭传输管道5接通。
本实施例中，如图5所示，所述第一炭化箱1和第二炭化箱2，可分为若干工作组，所述同一工作组的炭化管6的电机63转速必须保持一致，具体来说，电机63都受主机电脑控制，可通过电脑主机任意设定转速，同一工作组的炭化管6可根据设定参数改变推进速度，当第一炭化箱1、第二炭化箱2和第三炭化箱3箱体的温度不变的情况下，通过改变速度来达到生成相同或不同指标的生物炭。进一步来说，由于在同一箱体内部的炭化温度是相同的，相同的生物质料被进料斗4的分隔板41分成若干份进入到各自的工作组中，当每一组工作组电机63的转速相同时，每一工作组的炭化管6内的生物质料就会以相同的速度在同一温度的炭化箱内通过并进行热解炭化，从而使得每一工作组的炭化管6中的生物质料炭化的时间相同，从而同等生物质料炭化后的生物炭各项指标相同，此为同步生产相同指标的生物炭；由于在同一箱体内部的炭化温度是相同的，不同的生物质料被进料斗4分成若干份进入到各自的工作组中，当每一组工作组电机 63的转速相同时，每一工作组的炭化管6内的生物质料就会以相同的速度在同一温度的炭化箱内通过并进行热解炭化，从而使得每一工作组的炭化管6中的生物质料炭化的时间相同，从而不同的生物质料炭化后的生物炭各项指标不同，此为同步生产不同指标的生物炭；由于在同一箱体内部的炭化温度是相同的，不同的生物质料被进料斗4 的分隔板41分成若干份进入到各自的工作组中，当每一组工作组电机63的转速不同时，每一工作组的炭化管6内的生物质料就会以不同的速度在同一温度的炭化箱内通过并进行热解炭化，从而使得每一工作组的炭化管6中的生物质料炭化的时间不同，从而不同生物质料炭化后的生物炭各项指标可能相同，此为异步生产相同指标的生物炭；由于在同一箱体内部的炭化温度是相同的，相同或者不同的生物质料被进料斗4的分隔板41分成若干份进入到各自的工作组中，当每一组工作组电机63的转速不同时，每一工作组的炭化管6内的生物质料就会以不同的速度在同一温度的炭化箱内通过并进行热解炭化，从而使得每一工作组的炭化管6中的生物质料炭化的时间不同，从而相同或者不同生物质料炭化后的生物炭各项指标不同，此为异步生产不同指标的生物炭。
本实施例的工作原理如下所示：
设备做好开机准备工作后，启动设备总电源，开始自检程序，自检完毕后启动点火器11点火对第一炭化箱1和第二炭化箱2进行预热，点火器11燃烧天气做为热源，天然气从进气管道10进入到第一炭化箱1和第二炭化箱2中，待第一炭化箱1和第二炭化箱2温度升至300～500℃左右，温感探头12检测温度并将传输预热完毕信号给设备主机，主机电脑发出开机点火指令，设备炭化系统根据预先设定的炭化指标参数全部运转。
首先相同或者不同的生物质料由传输管道输入进料斗4，通过隔板41将相同或者不同的生物质料分成若干组，进料斗4内的生物质料被分别同步或异步推进到第一炭化箱1中的炭化管6内，生物质料在炭化管6的螺杆推进轴62和电机63的作用下匀速进入到第一炭化箱1，此时第一炭化箱1内的温度是300～500℃左右，炭化管6内的生物质料以设定的速度向前推进(每组可从10-120cm/min任意调节)，生物质料在推进的过程中会被持续烘烤，生物质料在持续的烘烤下97％以上的水分和少量裂解气释放出来进入裂解气排放管7中，裂解气排放管7内的裂解气不在第一炭化箱1内释放，而是进入到烟气排放管道18中，经烟气排放管道18进入高温燃烧箱内17中，为高温燃烧箱13提供部分可燃气体。
若干分钟后分钟后第一炭化箱1中的炭化管6内已烘干的生物质料通过第一落料管100进入第二炭化箱2中(第二炭化箱2有两层)，此时第二炭化箱2预热温度为300～500℃，生物质料在推进的过程受到烘烤持续释放大量的裂解气，裂解气从炭化管6中进入到裂解气排放管7中，然后从裂解气排放管7上排气口8直接进入到第二炭化箱2中，为第二炭化箱2中持续燃烧提供部分可燃气体，待到达预定浓度后裂解气体开始燃烧，第二炭化箱2内部温度瞬间升至600～ 1000℃，此时第二炭化箱2点火器11停止点火，同时第二炭化箱2 通往第一炭化箱1的热风管道9的控制阀门400在电脑主机的控制下自动打开，裂解气体燃烧产生的热风从第二炭化箱2中进入第一炭化箱1中，持续为第一炭化箱1提供热源，使第一炭化箱1内温度始终保持在300～500℃，此时第一炭化箱点火器11停止点火；第一炭化箱1和第二炭化箱2的点火器11从预热到点火完成后关闭耗时大约 30分钟，进入第二炭化箱2的生物质料在炭化管6内继续匀速推进，在600～1000℃的作用下开始厌氧炭化，从第二炭化箱2的第一层经第二落料管进入第二炭化箱2的第二层继续厌氧炭化并继续释放裂解气进行燃烧，为第二炭化箱2持续提供热源，在主机电脑的控制下烟气排放管道18的阀门400会打开，多余裂解气和热能通过烟气排放管道18进入高温燃烧箱内17进行燃烧，为高温燃烧箱13提供部分可燃气体，生物质料在第二炭化箱2最底层的完成完全炭化最后从第二炭化箱2中最底层的炭化管组100进入到生物炭传输管道5中混合在一起，然后输送到储料罐无氧密封储存起来。
第二炭化箱2的高温余热混合着裂解气进入高温燃烧箱13内并持续燃烧，使高温燃烧箱13内温度达到1000～1200℃，箱内多个温感探头12通过电脑主机控制高温燃烧箱13的进气管道10和排气管道17的阀门400，当温度过高时进气管道10就会缓慢关闭，使高温燃烧箱13内始终保持在1000～1200℃，1000～1200℃的高温将第一炭化箱1和第二炭化箱2炭化箱排放过来烟气中的和焦油、木醋酸、氮氧化物等燃烧殆尽，使尾气达到超低排放标准，其热能100％回收转化成标准蒸汽为企业或产业园持续提供热能。
设备在运行过程中，炭化管6根据设定参数改变推进速度时，其速度的变化使第一炭化箱1和第二炭化箱2内裂解气浓度和温度也随之发生变化，第一炭化箱1和第二炭化箱2的温度过高时，温度探头 12会给主机电脑传输信号，主机电脑根据设定参数给第一炭化箱1 和第二炭化箱2的进气管道10和烟气排放管道18的阀门400下达打开角度或闭合角度的指令调节进气管道10的进气量和烟气排放管道 18的排气量，从而使第一炭化箱1和第二炭化箱2的温度保持在各自设定的范围内，实现整套设备自动化生产。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (19)
1.一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，包括若干第一炭化箱(1)、若干第二炭化箱(2)、进料斗(4)和生物炭传输管道(5)，其特征在于，所述第一炭化箱(1)和第二炭化箱(2)都设置有若干炭化管组(100)，所述炭化管组(100)包括若干炭化管(6)，所述每组炭化管组(100)的炭化管(6)数量相同，任意相邻的两组炭化管组(100)都通过落料管(200)接通，所述进料斗(4)与第一炭化箱(1)接通，所述第一炭化箱(1)与第二炭化箱(2)通过落料管(200)接通，所述第二炭化箱(2)与生物炭传输管道(5)接通。
2.根据权利要求1所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述任一炭化管(6)包括输送管(61)、设置在输送管(61)内部的螺杆推进轴(62)、设置在输送管(61)一端的电机(63)、设置在输送管(61)另一端的固定盖(64)和炭化管支架(65)。
3.根据权利要求2所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第一炭化箱(1)与第二炭化箱(2)之间设置有热风管道(9)，所述热风管道(9)一端与第一炭化箱(1)底部接通，另一端与第二炭化箱(2)顶部接通。
4.根据权利要求3所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第一炭化箱(1)和第二炭化箱(2)内部都设置有若干裂解气排放管(7)，所述裂解气排放管(7)都与炭化管(6)接通，所述第二炭化箱(2)中的裂解气排放管(7)上设置有若干排气口(8)。
5.根据权利要求4所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述炭化一体装置还包括有高温燃烧箱(13)，所述高温燃烧箱(13)顶部设置有排气管道(17)。
6.根据权利要求1或5所述的任一一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第一炭化箱(1)、第二炭化箱(2)和高温燃烧箱(13)都设置有进气管道(10)、点火器(11)和若干温感探头(12)，所述进气管道(10)位于第一炭化箱(1)、第二炭化箱(2)和高温燃烧箱(13)的底部，所述点火器(11)位于第一炭化箱(1)、第二炭化箱(2)和高温燃烧箱(13)任意外侧壁上，所述温感探头(12)位于第一炭化箱(1)、第二炭化箱(2)和高温燃烧箱(13)任意内侧壁上。
7.根据权利要求1或5所述的任一一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第一炭化箱(1)、第二炭化箱(2)和高温燃烧箱(13)内壁上还设置有隔热层，所述隔热层为耐高温陶瓷纤维砖，所述隔热层厚度为8-20cm。
8.根据权利要求7所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第一炭化箱(1)和第二炭化箱(2)顶部都设置有烟气排放管道(18)，所述烟气排放管道(18)一端与第一炭化箱(1)和第二炭化箱(2)接通，所述烟气排放管道(18)另一端与高温燃烧箱(13)接通。
9.根据权利要求8所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述热风管道(9)、进气管道(10)、排气管道(17)和烟气排放管道(18)中都设置有控制阀门(300)。
10.根据权利要求9所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述炭化一体装置还包括若干第三炭化箱(3)，所述第三炭化箱(3)内部也设置有若干炭化管组(100)，所述每组炭化管组(100)包括若干炭化管(6)，所述每组炭化管组(100)的炭化管(6)数量相同且与第一炭化箱(1)和第二炭化箱(2)中的炭化管(6)数量相同，所述每组炭化管组(100)都通过落料管(200)接通，所述第三炭化箱(3)通过落料管(200)与第二炭化箱(2)接通接通，所述第三炭化箱(3)与生物炭传输管道(5)接通。
11.根据权利要求10所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第三炭化箱(3)内部都设置有若干裂解气排放管(7)，所述裂解气排放管(7)都与炭化管(6)接通，所述第三炭化箱(3)中的裂解气排放管(7)上设置有若干排气口(8)。
12.根据权利要求10所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第三炭化箱(3)设置有进气管道(10)、点火器(11)和若干温感探头(12)，所述进气管道(10)位于第三炭化箱(3)的底部，所述点火器(11)位于第三炭化箱(3)任意外侧壁上，所述温感探头(12)位于第三炭化箱(3)任意内侧壁上。
13.根据权利要求10所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第三炭化箱(3)内壁上还设置有隔热层，所述隔热层为耐高温陶瓷纤维砖，所述隔热层厚度为8-20cm。
14.根据权利要求10所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述第三炭化箱(3)顶部都设置有烟气排放管道(18)，所述烟气排放管道(18)一端与第三炭化箱(3)接通，所述烟气排放管道(18)另一端与高温燃烧箱(13)接通。
15.根据权利要求14所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述进气管道(10)、排气管道(17)和烟气排放管道(18)中都设置有控制阀门(300)。
16.根据权利要求15所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述炭化一体装置还包括有支架(14)，所述支架(14)设置有滑轨(15)，所述述第一炭化箱(1)、第二炭化箱(2)和第三炭化箱(3)底部都设置有可与滑轨(15)配合的滑轮(16)。
17.根据权利要求16所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述进料斗(4)中设置有若干隔板(41)。
18.根据权利要求17所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述生物炭传输管道(5)分成若干段，所述每段通过法兰盘连接在一起，所述每段都包括有送炭管(51)、设置在送炭管(51)内部的螺杆送炭轴(52)和设置在送炭管(51)一端的送炭电机(53)。
19.根据权利要求18所述的一种可同步和/或异步生产相同和/或不同指标生物质炭的炭化一体装置，其特征在于，所述连接第二炭化箱(2)和第三炭化箱(3)的落料管(200)上还设置有落炭观察孔(19)，所述落炭观察孔(19)与落料管(200)接通。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210347284.6A CN114891522A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种可同步和或异步生产相同和或不同指标生物质炭的炭化一体装置 |
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|---|---|---|---|
| CN202210347284.6A CN114891522A (zh) | 2022-04-01 | 2022-04-01 | 一种可同步和或异步生产相同和或不同指标生物质炭的炭化一体装置 |
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000167508A (ja) * | 1998-11-30 | 2000-06-20 | Takuma Co Ltd | 廃棄物の乾留熱分解装置 |
| CN200988831Y (zh) * | 2006-12-31 | 2007-12-12 | 河南省科学院能源研究所有限公司 | 生物质连续热解炉及连续热解系统 |
| CN202530040U (zh) * | 2012-04-28 | 2012-11-14 | 郑州凯乐生物能有限公司 | 一种连续式生物质干馏炭化设备 |
| CN106010602A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-10-12 | 浙江大学 | 一种生物质炭化装置及其运作方法 |
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-
2022
- 2022-04-01 CN CN202210347284.6A patent/CN114891522A/zh active Pending
Patent Citations (6)
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