CN115820278B - 一种螺旋推进式生物质热解炭化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，包括炭化室、设置于炭化室内部的螺旋主轴、用于给炭化室进料的螺旋进料器，螺旋主轴为中空圆锥形型轴体，表面设置有螺旋片，螺旋片的表面设置有柱形凸起。该炭化炉通过在螺旋主轴上交错分布的柱形凸起以及壁面刮板，在炭化的生物质颗粒与之撞击时，将颗粒外表面以及炭化好的生物炭剥离，变成热载体与其余生物质混合换热，并设置内外层加热的加热方式，从而提高热效率，直径不断变大的螺旋主轴与炭化室内壁之间的空间不断变小，从而将部分生物质颗粒挤压破碎，使得生物质炭的大小更有利于后续的使用，并且设置振筛结构筛选小颗粒炭粉回收利用。
Description
技术领域
本发明属于炭化炉技术领域，具体涉及一种螺旋推进式生物质热解炭化炉。
背景技术
炭化炉是将木屑、稻壳、花生壳、植物秸杆、树皮等含碳的木质物料在炉内高温条件下进行干馏、无氧炭化的木炭机系列设备，连续式炭化炉采用了物料在炭化过程中，产生的一氧化碳、甲烷、氧气等可燃气体回收、净化、循环燃烧的技术。
现有的炭化炉对小颗粒生物质颗粒进行炭化，对于大颗粒的生物质进行炭化时，容易造成外表面炭化过度，内部炭化程度不足的问题，使得炭化炉对于颗粒较大的生物质炭化效果不佳，并且炭化效率较低，对于大小参差不齐的生物质颗粒炭化效果难以统一。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种螺旋推进式生物质热解炭化炉。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，包括炭化室、设置于炭化室内部的螺旋主轴、用于给炭化室进料的螺旋进料器，所述螺旋主轴为中空圆锥形型轴体，表面设置有螺旋片，所述螺旋片的表面设置有柱形凸起，所述炭化室的内壁设置有与柱形凸起对应的壁面刮板，所述炭化室的外侧设置有外加热腔，所述螺旋主轴的中空部作为内加热腔，所述炭化室的出料端设置有热解气回收通道以及用于将热解气回收至内外加热腔的管道组件，所述炭化室的出口处设置有用于将高温碎炭送回螺旋进料器的振筛结构。
作为本发明的进一步优化方案，所述螺旋主轴的两端分别设置有用于驱动的第一电机与第二电机，其中第一电机的输出轴端与螺旋主轴之间还设置有转轴，双轴输出可以防止螺旋主轴过度承受扭矩，由于螺旋主轴内腔作为加热腔，因此螺旋主轴的厚度低，方便导热，为了防止螺旋主轴变形，因此从两端输入旋转动力。
作为本发明的进一步优化方案，所述螺旋进料器包括壳体、设置于壳体内部的螺旋推进器、设置于壳体端部的驱动电机、以及设置于壳体一端上表面的进料斗。
作为本发明的进一步优化方案，所述管道组件包括与热解气回收通道连通的干管以及与干管连通的两个支管，所述干管上设置有风机和气体入口，两个所述支管分别与外加热腔和螺旋主轴的内加热腔连通，且所述支管上分别设置有温度调节阀和点燃器，其中一个支管与螺旋主轴之间通过连接件转动连接，管道组件用于回收热解气体，返回加热腔进行燃烧利用，设置气体入口是为了补充助燃气体或者在热解气体不足时补充燃烧气体，温度调节阀通过改变气体流量，进而控制加热腔内部的燃烧效率，并以此控制加热腔的温度。
作为本发明的进一步优化方案，所述外加热腔远离支管的一侧两端均设置有废气排放口，用于排放燃烧后的废气。
作为本发明的进一步优化方案，所述螺旋主轴的宽端侧表面设置有废气出口，所述废气出口被环形壳笼罩，且所述环形壳与螺旋主轴转动连接，所述环形壳内部设置有收集废气的废气收集腔，所述环形壳通过连接杆固定在炭化室的内壁表面，其中一个连接杆中空设置，用于排出废气，设置这种废气出口是为了方便旋转中的螺旋主轴排出废气。
作为本发明的进一步优化方案，所述振筛结构包括旋振筛、设置于旋振筛内部的第一筛网和第二筛网、设置于旋振筛底端的旋振电机以及弹簧，所述旋振筛的表面设置有与第一筛网上端连通的生物炭出口，以及和第二筛网上方区域连通的提升管道，所述提升管道用于将碎料重新加入螺旋进料器，振筛结构用于将细小的碳粉颗粒粉末筛分出来，返回炭化室作为热源进一步加热新的生物质颗粒。
作为本发明的进一步优化方案，所述旋振筛的入口处还设置有搅动板，用于将下落的生物炭拨动到两侧，使生物炭均匀分布在旋振筛表面。
本发明的有益效果在于：
本发明通过螺旋主轴上交错分布的柱形凸起以及壁面刮板，在炭化的生物质颗粒与之撞击时，将颗粒外表面以及炭化好的生物炭剥离，变成热载体与其余生物质混合换热，并设置内外层加热的加热方式，从而提高热效率，直径不断变大的螺旋主轴与炭化室内壁之间的空间不断变小，从而将部分生物质颗粒挤压破碎，使得生物质炭的大小更有利于后续的使用，并且设置振筛结构筛选小颗粒炭粉回收利用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明螺旋主轴结构示意图图；
图3是本发明螺旋主轴中废气出口结构示意图；
图中：1、炭化室；2、外加热腔；201、壁面刮板；3、螺旋主轴；301、柱形凸起；302、环形壳；303、废气收集腔；304、连接杆；305、废气出口；4、转轴；5、第一电机；6、第二电机；7、连接件；8、螺旋进料器；9、进料斗；10、干管；11、支管；12、温度调节阀；13、点燃器；14、气体入口；15、风机；16、热解气回收通道；17、废气排放口；18、提升管道；19、旋振筛；20、生物炭出口；21、第一筛网；22、第二筛网；23、弹簧；24、旋振电机；25、搅动板。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1-3所示，一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，包括炭化室1、设置于炭化室1内部的螺旋主轴3、用于给炭化室1进料的螺旋进料器8，螺旋主轴3为中空圆锥形型轴体，表面设置有螺旋片，螺旋片的表面设置有柱形凸起301，炭化室1的内壁设置有与柱形凸起301对应的壁面刮板201，炭化室1的外侧设置有外加热腔2，螺旋主轴3的中空部作为内加热腔，炭化室1的出料端设置有热解气回收通道16以及用于将热解气回收至内外加热腔的管道组件，所述炭化室1的出口处设置有用于将高温碎炭送回螺旋进料器8的振筛结构。
在炭化室1内，通过螺旋主轴3上交错分布的柱形凸起301以及壁面刮板201，在炭化的生物质颗粒与之撞击时，将颗粒外表面以及炭化好的生物炭剥离，变成热载体与其余生物质混合换热，从而提高热效率，炭化室1内，直径不断变大的螺旋主轴3与炭化室1内壁之间的空间不断变小，从而将部分生物质颗粒挤压破碎，使得生物质炭的大小更有利于后续的使用。
由于螺旋主轴3内腔作为加热腔，因此螺旋主轴3的厚度低，方便导热，为了防止螺旋主轴3受力变形，因此从两端输入旋转动力，螺旋主轴3的两端分别设置有用于驱动的第一电机5与第二电机6，其中第一电机5的输出轴端与螺旋主轴3之间还设置有转轴4。
螺旋进料器8包括壳体、设置于壳体内部的螺旋推进器、设置于壳体端部的驱动电机、以及设置于壳体一端上表面的进料斗9，用于控制进料速度。
管道组件包括与热解气回收通道16连通的干管10以及与干管10连通的两个支管11，干管10上设置有风机15和气体入口14，两个支管11分别与外加热腔2和螺旋主轴3的内加热腔连通，且支管11上分别设置有温度调节阀12和点燃器13，其中一个支管11与螺旋主轴3之间通过连接件7转动连接，管道组件用于回收热解气体，返回加热腔进行燃烧利用，设置气体入口是为了补充助燃气体或者在热解气体不足时补充燃烧气体，温度调节阀12通过改变气体流量，进而控制加热腔内部的燃烧效率，并以此控制加热腔的温度。
为了方便废气排放，外加热腔2远离支管11的一侧两端均设置有废气排放口17，螺旋主轴3的宽端侧表面设置有废气出口305，废气出口305被环形壳302笼罩，且环形壳302与螺旋主轴3转动连接，环形壳302内部设置有收集废气的废气收集腔303，环形壳302通过连接杆304固定在炭化室1的内壁表面，其中一个连接杆304中空设置，用于排出废气。
振筛结构包括旋振筛19、设置于旋振筛19内部的第一筛网21和第二筛网22、设置于旋振筛19底端的旋振电机24以及弹簧23，旋振筛19的表面设置有与第一筛网21上端连通的生物炭出口20，以及和第二筛网22上方区域连通的提升管道18，提升管道18用于将碎料重新加入螺旋进料器8，第二筛网22的作用是筛除已经燃烧完成的灰烬，振筛结构用于将细小的碳粉颗粒粉末筛分出来，返回炭化室作为热源进一步加热新的生物质颗粒。
旋振筛19的入口处还设置有搅动板25，用于将下落的生物炭拨动到两侧，使生物炭均匀分布在旋振筛表面。
实施方式具体为：通过进料斗9添加生物质颗粒原料，螺旋进料器8将生物质颗粒原料匀速通入炭化室1中，在第一电机5和第二电机6带动下螺旋主轴3旋转，同时气体入口14通过燃烧气体与助燃气体，混合气体经过点燃后进入外加热腔2和内加热腔，内外加热使得炭化过程受热均匀，热解产生的气体通过风机15吹入支管11，返回内外加热腔进行加热燃烧，炭化完成后的颗粒掉入旋振筛19，经过筛选后成品从生物炭出口20排出，粉末经过提升管道18重新加热进料斗9。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，包括炭化室（1）、设置于炭化室（1）内部的螺旋主轴（3）、用于给炭化室（1）进料的螺旋进料器（8），其特征在于：所述螺旋主轴（3）为中空圆锥形型轴体，表面设置有螺旋片，所述螺旋片的表面设置有柱形凸起（301），所述炭化室（1）的内壁设置有与柱形凸起（301）对应的壁面刮板（201），直径不断变大的螺旋主轴（3）与炭化室（1）内壁之间的空间不断变小，从而将部分生物质颗粒挤压破碎，所述炭化室（1）的外侧设置有外加热腔（2），所述螺旋主轴（3）的中空部作为内加热腔，所述炭化室（1）的出料端设置有热解气回收通道（16）以及用于将热解气回收至内外加热腔的管道组件，所述炭化室（1）的出口处设置有用于将高温碎炭送回螺旋进料器（8）的振筛结构；
所述振筛结构包括旋振筛（19）、设置于旋振筛（19）内部的第一筛网（21）和第二筛网（22）、设置于旋振筛（19）底端的旋振电机（24）以及弹簧（23），所述旋振筛（19）的表面设置有与第一筛网（21）上端连通的生物炭出口（20），以及和第二筛网（22）上方区域连通的提升管道（18），所述提升管道（18）用于将碎炭重新加入螺旋进料器（8）。
2.根据权利要求1所述的一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，其特征在于：所述螺旋主轴（3）的两端分别设置有用于驱动的第一电机（5）与第二电机（6），其中第一电机（5）的输出轴端与螺旋主轴（3）之间还设置有转轴（4）。
3.根据权利要求1所述的一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，其特征在于：所述螺旋进料器（8）包括壳体、设置于壳体内部的螺旋推进器、设置于壳体端部的驱动电机、以及设置于壳体一端上表面的进料斗（9）。
4.根据权利要求1所述的一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，其特征在于：所述管道组件包括与热解气回收通道（16）连通的干管（10）以及与干管（10）连通的两个支管（11），所述干管（10）上设置有风机（15）和气体入口（14），两个所述支管（11）分别与外加热腔（2）和螺旋主轴（3）的内加热腔连通，且所述支管（11）上分别设置有温度调节阀（12）和点燃器（13），其中一个支管（11）与螺旋主轴（3）之间通过连接件（7）转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，其特征在于：所述外加热腔（2）远离支管（11）的一侧两端均设置有废气排放口（17）。
6.根据权利要求1所述的一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，其特征在于：所述螺旋主轴（3）的宽端侧表面设置有废气出口（305），所述废气出口（305）被环形壳（302）笼罩，且所述环形壳（302）与螺旋主轴（3）转动连接，所述环形壳（302）内部设置有收集废气的废气收集腔（303），所述环形壳（302）通过连接杆（304）固定在炭化室（1）的内壁表面，其中一个连接杆（304）中空设置，用于排出废气。
7.根据权利要求1所述的一种螺旋推进式生物质热解炭化炉，其特征在于：所述旋振筛（19）的入口处还设置有搅动板（25）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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