CN115197729A - 生物质炭化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物质炭化炉，生物质炭化炉包括炉壳、蒸汽组件、催化剂组件和辅助件，其中，炉壳竖向设置，炉壳内部形成有物料仓，蒸汽组件设于炉壳上，以用于加热物料仓内的物料，催化剂组件设于炉壳上且与蒸汽组件竖向间隔分布，以用于释放催化剂至物料仓内，辅助件可移动地插设于物料仓内，由此，通过设置辅助件可以预留出生物质炭的分离空间，从而有利于生物质炭的取炭操作，促进生物质炭的下落，提高炭化炉的取炭效率。
Description
技术领域
本发明涉及生物质炭的制备装置技术领域，尤其是涉及一种生物质炭化炉。
背景技术
随着科学技术的不断进步和农村经济快速发展，包括农作物秸秆在内的各种农林剩余物总量和种类显著增加，农林剩余物的高效处理及资源化利用已成为制约农业可持续发展的一个难题。生物质炭化技术是近年来新兴的农林剩余物资源化利用技术，它可以将农林剩余物炭化并以稳定固态物质的形式存在，制备的生物质炭具有比表面积大，孔隙结构发达，高度稳定性和较强吸附能力等特性。为了将生物质物料催化转化为生物质炭，设计了一个立式的炭化炉，但是在实际使用中，当生物质炭制备完毕后，由于生物质炭在狭小的空间内容易发生一定程度的板结，从而会出现取炭异常不便的情况，需要人工长时间手动分离炭化炉内的生物质炭，往往造成制炭一天，取炭一周的不利情况，从而严重影响下一批次制炭工序的进行，降低了制炭工艺的整体生产效率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种生物质炭化炉，该生物质炭化炉采用辅助件来提供分离生物质炭的操作空间，从而提升取炭效率。
根据本发明第一方面实施例的生物质炭化炉，包括：
炉壳，所述炉壳内部形成有物料仓，所述炉壳竖向设置；
蒸汽组件，所述蒸汽组件设于所述炉壳上，以用于加热所述物料仓内的物料；
催化剂组件，所述催化剂组件设于所述炉壳上且与所述蒸汽组件竖向间隔分布，以用于释放催化剂至所述物料仓内；
辅助件，所述辅助件可移动地插设于所述物料仓内。
由此，通过设置辅助件可以预留出生物质炭的分离空间，从而有利于生物质炭的取炭操作，促进生物质炭的下落，提升炭化炉的取炭操作。
根据本发明的一些实施例中，所述辅助件包括：杆体和固定头，所述杆体连接于所述固定头上，所述炉壳的顶部设有穿孔，所述固定头穿设于穿孔内并紧密配合，所述杆体延伸至所述炉壳的底部。
根据本发明的一些实施例中，所述杆体上设有刃部，所述刃部凸起设置于所述杆体的下部。
根据本发明的一些实施例中，所述杆体由若干个杆体单元组成，相邻所述杆体单元之间柔性连接。
根据本发明的一些实施例中，所述蒸汽组件包括：加热管、第一加热管箱和第二加热管箱，所述第一加热管箱和所述第二加热管箱分别设置于所述加热管的两侧且与所述加热管连通，所述加热管穿设于所述物料仓内；和/或
所述催化剂管组包括：催化剂管、第一催化剂管箱和第二催化剂管箱，所述第一催化剂管箱和第二催化剂管箱分别设置于所述催化剂管的两端且所述催化剂管连通，所述催化剂管的管壁上分布设有通孔，以用于释放催化剂，所述催化剂管穿设于所述物料仓内。
根据本发明的一些实施例中，所述加热管呈环状，所述催化剂管呈环状，所述加热管与所述催化剂管呈同心圆间隔设置。
根据本发明的一些实施例中，所述加热管呈直管状，所述催化剂管呈直管状，所述加热管和所述催化剂管并列间隔设置。
根据本发明的一些实施例中，所述炉壳上设有进料口、卸料口和炉盖，所述进料口设于所述炉壳的顶部，所述卸料口设于所述炉壳的底部，所述炉盖密封设于所述卸料口处，所述炉盖上设有第一连接件，所述炉壳上设有第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件紧固配合，以用于所述炉盖封闭所述卸料口。
根据本发明的一些实施例中，所述卸料口覆盖于所述物料仓底部的全部区域。
根据本发明的一些实施例中，所述炉壳内设有隔热腔。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例生物质炭化炉的结构示意图；
图2是根据本发明实施例图1中A处的局部放大示意图；
图3是根据本发明实施例蒸汽组件和催化剂组件的结构示意图1；
图4是根据本发明实施例蒸汽组件和催化剂组件的结构示意图2；
图5是根据本发明实施例辅助件的结构示意图。
附图标记：
100、生物质炭化炉；
1、炉壳；11、物料仓；12、进料口；13、第二连接件；14、隔热腔；2、蒸汽组件；21、加热管；22、第一加热管箱；23、第二加热管箱；3、催化剂组件；31、催化剂管；32、第一催化剂管箱；33、第二催化剂管箱；4、辅助件；41、杆体；411、刃部；42、固定头；5、杆体单元；6、炉盖；61、第一连接件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图5描述根据本发明实施例的生物质炭化炉100。
结合图1所示，本发明实施例的生物质炭化炉100整体包括：炉壳1、蒸汽组件2、催化剂组件3和辅助件4，其中，炉壳1竖向设置，炉壳1内部形成有物料仓11，蒸汽组件2设于炉壳1上，以用于加热物料仓11内的物料，催化剂组件3设于炉壳1上且与蒸汽组件2竖向间隔分布，以用于释放催化剂至物料仓11内，辅助件4可移动地插设于物料仓11内。
使用时，将辅助件4预先放置于物料仓11内，然后将生物质物料填充于物料仓11内，利用蒸汽组件2向物料仓11内释放温度，利用催化剂组件3向炉壳1内释放催化剂，生物质物料在高温和催化剂的共同作用下发生催化转化反应生成生物质炭，随后利用外力作用于辅助件4上，使得辅助件4离开物料仓11，从而会在生物质炭内留出分离空间，有利于生物质炭的分离操作，进而提升生物质炭的取炭效率。
优选地，该辅助件4的数量设为多个，从而可以在物料仓11内留下多个分离空间，有利于生物质炭的松动分离，提升生物质炭的取炭效率。
由此，通过设置辅助件4可以预留出生物质炭的分离空间，从而有利于生物质炭的取炭操作，促进生物质炭的下落，提升炭化炉的取炭操作。
进一步地，在上述实施例的基础上，如图1所示，辅助件4包括：杆体41和固定头42，杆体41连接于固定头42上，炉壳1的顶部设有穿孔，固定头42穿设于穿孔内并紧密配合，杆体41延伸至炉壳1的底部，使用时，可以通过吊车或滑轮组件连接于固定头42上，使得整个固定头42带着杆体41一起向上移动直到杆体41离开物料仓11，从而留出生物质炭的分离空间；通过该结构有利于提升辅助件4离开物料仓11的效率，从而便于生物质炭的分离取炭，提升生物质炭的取炭效率。
再进一步地，在上述实施例的基础上，如图5所示，杆体41上设有刃部411，刃部411凸起设置于杆体41的下部，具体的，该刃部411可以采用薄片状板体，该板体竖向设于杆体41上，当杆体41在离开物料仓11的过程中，杆体41的刃部411会起到分割生物质炭的作用，从而松动杆体41附近的生物质炭，便于生物质炭的分离，甚至部分生物质炭会自动下落，进而提升炭化炉100的取炭效率。
在本发明的一些实施例中，如图5所示，杆体41由若干个杆体单元5组成，相邻杆体单元5之间柔性连接，具体的，该柔性连接可以采用铰接连接，使得相邻杆体单元5之间可以发生第一夹角角度的变化，使用时，辅助件4在外力作用下向上移动，可以一定程度改变固定头42的移动方向，从而减少操作的使用空间，有利于炭化炉在空间相对有限的情况下使用，提升该炭化炉的通用性；
需要说明的是，该杆体41还可以使用链状体代替，例如：链条，当辅助件4采用链条时，不仅成本低，而且还能实现炉壳1外拉伸角度的变化，有利于提升制炭效率。
在本发明的一些实施例中，如图3和图4所示，蒸汽组件2包括：加热管21、第一加热管箱22和第二加热管箱23，第一加热管箱22和第二加热管箱23分别设置于加热管21的两侧且与加热管21连通，加热管21穿设于物料仓11内。具体的，加热管21的数量为多个，多个加热管21依次间隔设置于第一加热管箱22和第二加热管箱23之间，并且两端分别与第一加热管箱22和第二加热管箱23连通。
使用时，第一加热管箱22与蒸汽源连通，以便蒸汽依次进入第一加热管箱22、加热管21、第二加热管箱23，从而通过加热管21将蒸汽的热量释放至物料仓11中，通过该设置不仅便于加热管21的布置，而且还能减少外联管路的数量，从而提升蒸汽组件2的集成度，有利于进行模块化生产，降低制造成本。
同理，催化剂管31组包括：催化剂管31、第一催化剂管箱32和第二催化剂管箱33，第一催化剂管箱32和第二催化剂管箱33分别设置于催化剂管31的两端且催化剂管31连通，催化剂管31的管壁上分布设有通孔，以用于释放催化剂，催化剂管31穿设于物料仓11内。具体的，催化剂管31的数量为多个，并且多个催化剂管31并列间隔设置在第一催化剂管箱32和第二催化剂管箱33之间。
使用时，第一催化剂管箱32与催化剂源连通，从而使得催化剂依次进入第一催化剂管箱32和催化剂管31，然后利用催化剂管31上分布的通孔将催化剂释放至物料仓11中，参与生物质原料的催化转化。通过该设置一方面有利于催化剂管31的固定，另一方面还可以减少外连于第一催化剂管箱32上管路的数量，提升催化剂组件3的集成度，有利于进行模块化生产，降低制造成本。
进一步地，在上述实施例的基础上，如图3所示，加热管21呈环状，催化剂管31呈环状，加热管21与催化剂管31呈同心间隔设置，具体的，可以将一对催化剂管31设于物料仓11内的内侧和外侧，然后将加热管21设于该内侧和外侧之间，从而使得加热管21和催化剂管31之间的生物质物料受热均匀而且与催化剂混合均匀，有利于提升生物质物料向生物质炭的催化转化，提升生物质炭的转化效率。
在本发明的一些实施例中，如图4所示，加热管21呈直管状，催化剂管31呈直管状，加热管21和催化剂管31并列间隔设置，具体的，可以将三组加热管21和三组催化剂管31相互交错间隔设置，通过该结构设置可以将第一加热管箱22、第二加热管箱23、第一催化剂管箱32和第二催化剂管箱33设置于所述炉壳1上，便于上述管箱的布置，有利于设置更多组加热管21和催化剂管31，不仅降低炭化炉的制造成本，而且还能提升生物质物料的催化转化效率。
在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，炉壳1上设有进料口12、卸料口和炉盖6，进料口12设于炉壳1的顶部，卸料口设于炉壳1的底部，炉盖6密封设于卸料口处，炉盖6上设有第一连接件61，炉壳1上设有第二连接件13，第一连接件61与第二连接件13紧固配合，以用于炉盖6封闭卸料口。具体的，炉盖6的一侧与炉壳1的一侧枢转连接，炉盖6的另一侧与炉壳1的另一侧锁止配合，该第一连接件61也可以为销头，第二连接件13可以是销座，销头和销座上均设有销孔，当销头设置于销座上后，可以利用销柱同时穿设于销孔、销座的销孔来进行锁止固定。
使用时，先通过第一连接件61和第二连接件13的锁止配合来封闭卸料口，以便生物质物料在物料仓11内的堆放，待生物质原料在物料仓11内催化转化成生物质炭后，可以直接翻转打开炉盖6，从而使得物料仓11内的生物质炭可以直接下落，提升收集生物质炭的效率。
进一步地，在上述实施例的基础上，如图2所示，卸料口覆盖于物料仓11底部的全部区域，具体的，该卸料口的投影面积与物料仓11的投影面积相同，通过该尺寸的设置可以扩大卸料口的尺寸，不仅便于操作人员的操作，而且还避免出现锥形传统炉体底部对生物质炭的支撑作用，从而有利于生物质炭的落下，提升生物质炭的卸料效率，促进制炭工艺的整体生产效率。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，炉壳1内设有隔热腔14，通过该隔热腔14可以降低物料仓11中温度的散失，从而提升物料仓11内的热量利用率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种生物质炭化炉，其特征在于，包括：
炉壳，所述炉壳内部形成有物料仓，所述炉壳竖向设置；
蒸汽组件，所述蒸汽组件设于所述炉壳上，以用于加热所述物料仓内的物料；
催化剂组件，所述催化剂组件设于所述炉壳上且与所述蒸汽组件竖向间隔分布，以用于释放催化剂至所述物料仓内；
辅助件，所述辅助件可移动地插设于所述物料仓内。
2.根据权利要求1所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述辅助件包括：杆体和固定头，所述杆体连接于所述固定头上，所述炉壳的顶部设有穿孔，所述固定头穿设于穿孔内并紧密配合，所述杆体延伸至所述炉壳的底部。
3.根据权利要求2所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述杆体上设有刃部，所述刃部凸起设置于所述杆体的下部。
4.根据权利要求2所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述杆体由若干个杆体单元组成，相邻所述杆体单元之间柔性连接。
5.根据权利要求1所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述蒸汽组件包括：加热管、第一加热管箱和第二加热管箱，所述第一加热管箱和所述第二加热管箱分别设置于所述加热管的两侧且与所述加热管连通，所述加热管穿设于所述物料仓内；和/或
所述催化剂管组包括：催化剂管、第一催化剂管箱和第二催化剂管箱，所述第一催化剂管箱和第二催化剂管箱分别设置于所述催化剂管的两端且所述催化剂管连通，所述催化剂管的管壁上分布设有通孔，以用于释放催化剂，所述催化剂管穿设于所述物料仓内。
6.根据权利要求5所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述加热管呈环状，所述催化剂管呈环状，所述加热管与所述催化剂管呈同心圆间隔设置。
7.根据权利要求5所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述加热管呈直管状，所述催化剂管呈直管状，所述加热管和所述催化剂管并列间隔设置。
8.根据权利要求1所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述炉壳上设有进料口、卸料口和炉盖，所述进料口设于所述炉壳的顶部，所述卸料口设于所述炉壳的底部，所述炉盖密封设于所述卸料口处，所述炉盖上设有第一连接件，所述炉壳上设有第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件紧固配合，以用于所述炉盖封闭所述卸料口。
9.根据权利要求8所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述卸料口覆盖于所述物料仓底部的全部区域。
10.根据权利要求1所述的生物质炭化炉，其特征在于，所述炉壳内设有隔热腔。
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