CN116286053B - 基于生物炭制备的智能化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了生物质资源化利用技术领域的基于生物炭制备的智能化控制系统,包括:燃烧部,燃烧部上方设有烟气出气口,下方设有若干进气口;炭化部,炭化部上方设有装载生物质材料且供气体流通的流通口;热交换部,热交换部的底部连通有出料管道,热交换部一侧设有烟气进气口,烟气进气口通过管道与烟气出气口连通;冷凝部,冷凝部套设于热交换部外,冷凝部一侧分别连通有注水管道和出水管道;集料部,集料部为中空圆柱结构,集料部顶部设有与出料管道流通的进液口;温度采集单元;进气控制单元。本系统简单易操作,通过对炭化后的生物油的多次利用,可制备得经济价值更高的多孔碳。
Description
技术领域
本发明属于生物质资源化利用技术领域,具体是基于生物炭制备的智能化控制系统。
背景技术
全球面临化石能源枯竭和温室气体排放的问题,而生活中的能源和化学品主要来自于化石燃料,因此迫切需要寻找一种可替代的资源来满足需求。生物质作为自然界唯一可再生碳源,来源广泛、价格低廉,被认为是最有潜力的可替代的资源。常见的废弃生物质资源有农业和林业废弃物/残渣、食品加工废弃物和城市固体废物等。
在生物质材料加工产物中,通常是包含了生物炭和生物油(当然也有直接生成可燃气体的)。生物炭是作为燃料被二次使用,其具有热值高、无烟等优点。生物油作为生物质热解的液体产物,其成分复杂、酸度高、稳定性差,目前主要通过催化裂解、加氢脱氧、酯化等技术制备高品质液体燃料和高价值化学品来实现其高值化利用(即还需要二次加工)。然而,由于生物油提质技术存在成本高、催化剂易结焦、工序复杂、成品油未得到实际推广等问题。目前,生物油的高值化利用技术尚未实现规模化生产及商业化应用(即,通常作为低价值的附属产物)。
目前生物质材料的加工通常是通过热解的方式进行加工,由于不同的温度所产生的热解产物存在明显差异。其中,直接产物主要包括木醋液、生物炭(作为燃料)、多孔碳(作为电极材料)。价值较高的为多孔碳(也可记为多孔炭)。
但是目前的生物炭的加工装置,主要是并未充分考虑最终产物的经济价值,因此,现在急需一种能够提升生物炭制备产物的经济价值的基于生物炭制备的智能化控制系统。
发明内容
为了解决上述未充分考虑最终产物的经济价值的问题,本发明的目的是一种能够提升生物炭制备产物的经济价值的基于生物炭制备的智能化控制系统。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:基于生物炭制备的智能化控制系统,包括:
燃烧部,燃烧部上方设有烟气出气口,下方设有若干进气口,且燃烧部顶部连通有第一投料斗,第一投料斗上设有第一封闭盖;
炭化部,炭化部位于燃烧部内,炭化部上方设有装载生物质材料且供气体流通的流通口,且流通口位于烟气出气口下方;炭化部顶部连通有第二投料斗,第二投料斗穿过炭化部和燃烧部顶壁延伸至燃烧部外,且第二投料斗上设有第二封闭盖;
热交换部,热交换部为上下贯通的管状结构,热交换部的底部连通有出料管道,出料管道呈倾斜且出料管道与炭化部内部连通,热交换部一侧设有烟气进气口,烟气进气口通过管道与烟气出气口连通;
其中出料管道上连通有阀门组件,阀门组件包括转轴,转轴沿其周向固定连接有若干的扇叶,转轴一端穿过出料管道侧壁并延伸至出料管道外且固定连接有磁块,转轴与出料管道转动配合,出料管道靠近转轴一侧还固定连接有电池线圈,磁块位于电池线圈内,电池线圈的输出端电连接有三极管;
注料部,注料部呈中空的矩形结构,注料部一侧固定连接有若干的固定杆,固定杆远离注料部一端均与燃烧部一侧固定连接,注料部内部设有模板剂,注料部通过连接管与出料管道连通,且注料部与出料管道之间连通有电阀门,电阀门的启闭开关与三极管输出端电连接;
冷凝部,冷凝部为环形管状结构,冷凝部套设于热交换部外,冷凝部一侧分别连通有注水管道和出水管道,且注水管道位于冷凝部上部,出水管道位于冷凝部下部;
集料部,集料部为中空圆柱结构,集料部顶部设有与出料管道流通的进液口,集料部内设有注料管道,注料管道另一端穿过集料部和燃烧部并延伸至炭化部内,注料管道上连通有第二泵组件,炭化部与集料部通过注料管道连通;
温度采集单元,温度采集单元包括监测燃烧部燃烧温度值的温度传感器,温度传感器安装于燃烧部内;
进气控制单元,进气控制单元包括供气组件、电控缸和支撑部,电控缸的输出轴固定连接有遮挡进气口的挡板组件,电控缸固定连接于支撑部顶部,电控缸信号连接有控制器,控制器与温度传感器信号连接;温度传感器内设有三个标准值,分别为小于500℃、500-600℃和大于600℃;
当温度传感器检测到燃烧部内的温度小于500℃时,控制器控制供气组件启动;
当温度传感器检测到燃烧部内的温度为500-600℃时,若此时为一次炭化供气组件和电控缸均不启动,若此时为二次炭化,控制器控制供气组件启动;
当温度传感器检测到燃烧部内的温度大于600℃时,控制器控制电控缸启动。
基础方案的原理是:点燃燃烧部内的燃烧物,然后炭化部将在高温下进行炭化操作,且炭化部加热产生的副产物将会流动至热交换部内,在冷凝部的冷凝作用下可实现对该产物的冷凝操作,然后产物在冷凝液化后将会形成生物油随着出料管道流动至出料管道处;
当生物油流动至出料管道处时,扇叶在生物油的推动作用下将会进行转动,磁块将会在转轴的带动下进行旋转运动,并且因为磁块位于电池线圈内,由此通过磁块在磁场中做切割磁感线运动而产生的电流,然后电阀门将连通电流并开启,使注料部内的模板剂在与生物油混合的同时掉落至炭化部内,进行炭化处理,实现对该生物油的二次炭化,然后可制得二次炭,该制备得到的产物为后续制备多孔碳的备用物,后续可直接将此产物进行一定操作后生成具有更高经济价值的多孔碳。
基础方案的有益效果是:1、通过温度传感器的设计,可实时的对燃烧部内部进行及时的温度监测,从而可随时的调节燃烧部内部温度,使燃烧部的温度适宜实际的炭化操作;
2、通过电控缸推动挡板组件进行移动,从而可实现对进气口的部分遮挡,由此可减少氧气的注入量,从而使燃烧部内的温度控制在合适的状态,反之则可推动挡板组件减少对进气口的遮挡,从而使氧气的注入量增多。
3、本发明所制得的二次炭产量高,孔隙结构发达,比表面积高,并且通过对氮气流速的控制,可利于促进本二次炭微孔结构的形成,本二次炭可制备得多孔碳,其中多孔碳具有孔隙结构发达、耐腐蚀、耐高温、导电性好等特点,并且相较于常规制得的碳化物,多孔碳的经济价值更高,使本系统实现了对废物的高经济价值的转化。
进一步,注料管道位于炭化部的一端连通有喷头。
基础方案的有益效果是:可使所生成的生物油较为均匀的喷洒于炭化部内,由此可减少生物油堆积在某一处从而使其炭化不过充分的问题。
进一步,燃烧部和冷凝部上均设有支架。
基础方案的有益效果是:可使燃烧部和冷凝部较为稳定的固定于地面,从而便于后续的炭化操作。
进一步,支撑部为矩形结构,支撑部位于燃烧部下方,且支撑部两侧均与支架固定连接。
基础方案的有益效果是:可使支撑部和电控缸的位置不影响进气口的氧气的注入,从而可减少不同的结构对炭化时的影响。
进一步,挡板组件包括圆形结构的推板,推板底部与电控缸的输出轴同心固定连接,推板顶部设有若干的与燃烧部贴合的弧形的挡板,挡板能够遮挡进气口。
基础方案的有益效果是:当对进气口进行遮挡和露出时,首先启动电控缸,然后推板将会在电控缸的推动下进行竖向往上运动,由此推板将会逐渐靠近燃烧部底部,然后挡板也将会逐渐的遮挡进气口,从而可实现对氧气注入量的控制,由此反正可使挡板进行竖向往下运动,从而使进气口露出。
进一步,挡板的高度以推板中点为圆心周向递增。
基础方案的有益效果是:可实现当挡板在推板的推动下逐渐往上移动时,若干的进气口呈逐渐被遮挡的状态,从而可更加灵活的控制氧气的注入量。
进一步,供气组件包括鼓风机,鼓风机固定连接于支撑部顶部,鼓风机连通有喷气管道,喷气管道粘接于支架上,且喷气管道的喷气口与进气口的位置对应。
基础方案的有益效果是:当需对燃烧部处的燃烧温度或者燃烧强度等进行调整时,可通过控制器启动鼓风机,然后鼓风机可将通过进气口对燃烧部内进行注入气体,然后当使燃烧部内的气流运动速度变快,从而使燃烧部内的燃烧物在气体的吹动下,露出部分间隙,从而可使其燃烧的更为彻底,减少部分废弃物在燃烧部内堆积从而不易被燃烧的问题。
进一步,挡板和推板均由耐高温隔热材料制成。
基础方案的有益效果是:耐高温隔热材料制成的推板和挡板可减少推板和挡板在高温的影响下,从而产生损坏的可能性。
附图说明
图1为本发明实施例中基于生物炭制备的智能化控制系统的正向剖视图。
图2为图1中的挡板示意图。
图3为图1中的阀门组件俯向剖视图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
说明书附图中的附图标记包括:
燃烧部1、第一投料斗101、烟气出气口102、进气口103;
炭化部2、流通口201、第二投料斗202、第一泵组件203;
冷凝部3、注水管道301、出水管道302;
集料部4、注料管道401、第二泵组件402、喷头403;
热交换部5、出料管道501、烟气进气口502;
电控缸6、支撑部601、挡板602、推板603;支架7、喷气管道8;阀门组件9,转轴901、扇叶902、电池线圈903、磁块904;注料部10、固定杆11、电阀门12。
实施例1
基本如附图1-2所示:基于生物炭制备的智能化控制系统,包括:
燃烧部1,燃烧部1上方设有烟气出气口102,下方设有若干进气口103,且燃烧部1顶部连通有第一投料斗101,第一投料斗101上设有第一封闭盖;
炭化部2,炭化部2位于燃烧部1内,炭化部2上方设有装载生物质材料且供气体流通的流通口201,且流通口201位于烟气出气口102下方;炭化部2顶部连通有第二投料斗202,第二投料斗202穿过炭化部2和燃烧部1顶壁延伸至燃烧部1外,且第二投料斗202上设有第二封闭盖;
热交换部5,热交换部5为上下贯通的管状结构,热交换部5的底部连通有出料管道,出料管道501呈倾斜且出料管道501与炭化部2内部连通,热交换部5一侧设有烟气进气口502,烟气进气口502通过管道与烟气出气口102连通;
其中出料管道501上连通有阀门组件9,如图3所示,阀门组件9包括转轴901,转轴901沿其周向固定连接有若干的扇叶902,转轴901一端固定连接于出料管道501内壁处,转轴901另一端穿过出料管道501侧壁并延伸至出料管道501外且固定连接有磁块904,转轴901与出料管道501转动配合,出料管道501靠近转轴901一侧还固定连接有电池线圈903,磁块904位于电池线圈903内,电池线圈903的输出端电连接有三极管;
注料部10,注料部10呈中空的矩形结构,注料部10一侧固定连接有若干的固定杆11,固定杆11远离注料部10一端均与燃烧部1一侧固定连接,注料部10内部设有模板剂,注料部10通过连接管与出料管道501连通,且注料部10与出料管道501之间连通有电阀门12,电阀门12的启闭开关与三极管输出端电连接;其中模板剂优选为乙酸镁;
冷凝部3,冷凝部3为环形管状结构,冷凝部3套设于热交换部5外,冷凝部3一侧分别连通有注水管道301和出水管道302,且注水管道301位于冷凝部3上部,出水管道302位于冷凝部3下部;
集料部4,集料部4为中空圆柱结构,集料部4顶部设有进液口;
温度采集单元,温度采集单元包括监测燃烧部1燃烧温度值的温度传感器,温度传感器安装于燃烧部1内;
进气控制单元,进气控制单元包括供气组件、电控缸6和支撑部601,电控缸6的输出轴固定连接有遮挡进气口103的挡板组件,电控缸6固定连接于支撑部601顶部,电控缸6信号连接有控制器,控制器与温度传感器信号连接;温度传感器内设有三个标准值,分别为小于500℃、500-600℃和大于600℃;
当温度传感器检测到燃烧部1内的温度小于500℃时,控制器控制供气组件启动;
当温度传感器检测到燃烧部1内的温度为500-600℃时,若此时为一次炭化供气组件和电控缸6均不启动,若此时为二次炭化,控制器控制供气组件启动;
当温度传感器检测到燃烧部1内的温度大于600℃时,控制器控制电控缸6启动;
具体实施过程如下:首先将可燃烧的农业废弃物从第一投料斗101处投入至燃烧部1处,然后点燃该农业废弃物,在废弃物的燃烧过程中,温度传感器将会监测燃烧部1内的温度,并且使温度控制在500℃以上;
炭化部2将在高温下进行炭化操作,并且炭化部2加热产生的副产物将会通过从炭化部2的流通口201处流动至烟气出气口102处,并随之从管道处流动至烟气进气口502处,由此副产物将流动至热交换部5内,然后在冷凝部3的冷凝作用下可实现对该产物的冷凝操作,然后产物在冷凝液化后将会形成生物油随着出料管道501流动至出料管道处;
当生物油流动至出料管道501处时,扇叶902在生物油的推动作用下将会进行转动,其中当扇叶902进行转动时,转轴901将会在扇叶902的带动下进行相应的转动运动,由此磁块904将会在转轴901的带动下进行旋转运动,并且因为磁块904位于电池线圈903内,由此通过磁块904在磁场中做切割磁感线运动而产生的电流,并且因为电流经过三极管后该电流将被放大,同时电阀门12将在电流与其的连通后开启,由此可使注料部10内的模板剂在与生物油混合的同时掉落至炭化部2内,进行炭化处理,其中若是生物油越多,那转轴901转动的速度将会越快,从而产生的电流将会越大,由此模板剂也将随之越快注入出料管道501与生物油混合并便于后续的炭化操作;
在二次炭化时,温度传感器将会监测燃烧部1内的温度,若是检测到此时燃烧部1内的温度小于600℃时,控制器将会控制供气组件启动,从而使燃烧部1内的温度升高已适宜二次炭化的调节,并且该生物油在二次炭化的过程中保温时间需1~3h,然后二次炭化的所产生的副产物又将随之冷凝并进行收集,然后该制备得到的产物为后续制备多孔碳的备用物,后续可直接将此产物进行一定操作后生成具有更高经济价值的多孔碳;并且在制备二次炭化时,集料部4可用于收集制备时的部分其他备用物品或者液体等;
其中当燃烧部1进行燃烧时,通过进气口103处的氧气通入量不同可使燃烧时的燃烧程度不同,由此当进行一次炭化并制得生物油时,可通过控制进气口103的孔径,而使较少量的氧气注入,由此将温度控制在500-600℃,具体操作为,在温度传感器对燃烧部1的温度监控下,若是温度传感器监测到燃烧部1内的温度太高时,控制器在接收到此温度信息后便控制电控缸6启动,然后电控缸6将会推动挡板602组件进行移动,从而实现对进气口103的部分遮挡,由此可减少氧气的注入量,从而使燃烧部1内的温度控制在合适的状态;同时当进行二次炭化时,因温度需求较高,由此可在控制器的控制下使挡板602组件脱离对进气口103的阻挡,并控制供气组件启动,进而使氧气充分注入至燃烧部1,从而使温度控制在合适程度进而进行二次炭化,从而制得二次炭物。
其中本发明所制得的二次炭产量高,孔隙结构发达,比表面积高,并且通过对氮气流速的控制,可利于促进本二次炭微孔结构的形成,本二次炭通过直接添加乙酸镁炭化,可制备得多孔碳,其中多孔碳具有孔隙结构发达、耐腐蚀、耐高温、导电性好等特点,可用作吸附剂、催化剂载体和储能电极材料等,现已被广泛应用于室内空气净化、工业脱硫脱硝、气体储存、废水处理、食品加工、血液渗析、催化化工、储能材料等各个方面,对经济社会的发展起到了巨大的推动作用。而且相较于常规制得的碳化物,多孔碳的经济价值更高,使本系统实现了对废物的高经济价值的转化。
实施例2
与上述实施例不同之处在于,注料管道401位于炭化部2的一端连通有喷头403。
具体实施过程如下:通过喷头403的设计,可使所生成的生物油较为均匀的喷洒于炭化部2内,由此可减少生物油堆积在某一处从而使其炭化不过充分的问题。
实施例3
与上述实施例不同之处在于,燃烧部1和冷凝部3上均设有支架7。
具体实施过程如下:支架7的设计,可使燃烧部1和冷凝部3较为稳定的固定于地面,从而便于后续的炭化操作。
实施例4
与上述实施例不同之处在于,支撑部601为矩形结构,支撑部601位于燃烧部1下方,且支撑部601两侧均与支架7固定连接。
具体实施过程如下:将支撑部601设置为燃烧部1的下方,可使支撑部601和电控缸6的位置不影响进气口103的氧气的注入,从而可减少不同的结构对炭化时的影响。
实施例5
与上述实施例不同之处在于,挡板组件包括圆形结构的推板603,推板603底部与电控缸6的输出轴同心固定连接,推板603顶部设有若干的与燃烧部1贴合的弧形的挡板602,挡板602能够遮挡进气口103。
具体实施过程如下:当对进气口103进行遮挡和露出时,首先启动电控缸6,然后推板603将会在电控缸6的推动下进行竖向往上运动,由此推板603将会逐渐靠近燃烧部1底部,然后挡板602也将会逐渐的遮挡进气口103,从而可实现对氧气注入量的控制,由此反正可使挡板602进行竖向往下运动,从而使进气口103露出。
实施例6
与上述实施例不同之处在于,挡板602的高度以推板603中点为圆心周向递增。
具体实施过程如下:通过挡板602的高度不同,可实现当挡板602在推板603的推动下逐渐往上移动时,若干的进气口103呈逐渐被遮挡的状态,从而可更加灵活的控制氧气的注入量。
实施例7
与上述实施例不同之处在于,供气组件包括鼓风机,鼓风机固定连接于支撑部601顶部,鼓风机连通有喷气管道8,喷气管道8粘接于支架7上,且喷气管道8的喷气口与进气口103的位置对应。
具体实施过程如下:当需对燃烧部1处的燃烧温度或者燃烧强度等进行调整时,可通过控制器启动鼓风机,然后鼓风机可将通过进气口103对燃烧部1内进行注入气体,然后当使燃烧部1内的气流运动速度变快,从而使燃烧部1内的燃烧物在气体的吹动下,露出部分间隙,从而可使其燃烧的更为彻底,减少部分废弃物在燃烧部1内堆积从而不易被燃烧的问题。
实施例8
与上述实施例不同之处在于,挡板602和推板603均由耐高温隔热材料制成。
具体实施过程如下:因为推板603和挡板602需与燃烧部1进行接触,由此,耐高温隔热材料制成的推板603和挡板602可减少推板603和挡板602在高温的影响下,从而产生损坏的可能性。
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。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (8)
1.基于生物炭制备的智能化控制系统,其特征在于:包括:
燃烧部,燃烧部上方设有烟气出气口,下方设有若干进气口,且燃烧部顶部连通有第一投料斗,第一投料斗上设有第一封闭盖;
炭化部,炭化部位于燃烧部内,炭化部上方设有装载生物质材料且供气体流通的流通口,且流通口位于烟气出气口下方;炭化部顶部连通有第二投料斗,第二投料斗穿过炭化部和燃烧部顶壁延伸至燃烧部外,且第二投料斗上设有第二封闭盖;
热交换部,热交换部为上下贯通的管状结构,热交换部的底部连通有出料管道,出料管道呈倾斜且出料管道与炭化部内部连通,热交换部一侧设有烟气进气口,烟气进气口通过管道与烟气出气口连通;
其中出料管道上连通有阀门组件,阀门组件包括转轴,转轴沿其周向固定连接有若干的扇叶,转轴一端穿过出料管道侧壁并延伸至出料管道外且固定连接有磁块,转轴与出料管道转动配合,出料管道靠近转轴一侧还固定连接有电池线圈,磁块位于电池线圈内,电池线圈的输出端电连接有三极管;
注料部,注料部呈中空的矩形结构,注料部一侧固定连接有若干的固定杆,固定杆远离注料部一端均与燃烧部一侧固定连接,注料部内部设有模板剂,注料部通过连接管与出料管道连通,且注料部与出料管道之间连通有电阀门,电阀门的启闭开关与三极管输出端电连接;
冷凝部,冷凝部为环形管状结构,冷凝部套设于热交换部外,冷凝部一侧分别连通有注水管道和出水管道,且注水管道位于冷凝部上部,出水管道位于冷凝部下部;
集料部,集料部为中空圆柱结构,集料部顶部设有进液口;
温度采集单元,温度采集单元包括监测燃烧部燃烧温度值的温度传感器,温度传感器安装于燃烧部内;
进气控制单元,进气控制单元包括供气组件、电控缸和支撑部,电控缸的输出轴固定连接有遮挡进气口的挡板组件,电控缸固定连接于支撑部顶部,电控缸信号连接有控制器,控制器与温度传感器信号连接;温度传感器内设有三个标准值,分别为小于500℃、500-600℃和大于600℃;
当温度传感器检测到燃烧部内的温度小于500℃时,控制器控制供气组件启动;
当温度传感器检测到燃烧部内的温度为500-600℃时,若此时为一次炭化供气组件和电控缸均不启动,若此时为二次炭化,控制器控制供气组件启动;
当温度传感器检测到燃烧部内的温度大于600℃时,控制器控制电控缸启动。
2.根据权利要求1所述的基于生物炭制备的智能化控制系统,其特征在于:注料管道位于炭化部的一端连通有喷头。
3.根据权利要求2所述的基于生物炭制备的智能化控制系统,其特征在于:燃烧部和冷凝部上均设有支架。
4.根据权利要求3所述的基于生物炭制备的智能化控制系统,其特征在于:支撑部为矩形结构,支撑部位于燃烧部下方,且支撑部两侧均与支架固定连接。
5.根据权利要求4所述的基于生物炭制备的智能化控制系统,其特征在于:挡板组件包括圆形结构的推板,推板底部与电控缸的输出轴同心固定连接,推板顶部设有若干的与燃烧部贴合的弧形的挡板,挡板能够遮挡进气口。
6.根据权利要求5所述的基于生物炭制备的智能化控制系统,其特征在于:挡板的高度以推板中点为圆心周向递增。
7.根据权利要求6所述的基于生物炭制备的智能化控制系统,其特征在于:供气组件包括鼓风机,鼓风机固定连接于支撑部顶部,鼓风机连通有喷气管道,喷气管道粘接于支架上,且喷气管道的喷气口与进气口的位置对应。
8.根据权利要求7所述的基于生物炭制备的智能化控制系统,其特征在于:挡板和推板均由耐高温隔热材料制成。
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Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB719324A (en) * | 1952-02-20 | 1954-12-01 | Carves Simon Ltd | Improvements relating to apparatus for discharging coke from coke ovens |
CN101231144A (zh) * | 2007-01-25 | 2008-07-30 | 三菱重工业株式会社 | 外部加热回转窑及其操作方法 |
CN101719001A (zh) * | 2009-12-04 | 2010-06-02 | 北京国电富通科技发展有限责任公司 | 煤干馏工艺参数的控制系统及其控制方法 |
CN101818071A (zh) * | 2010-03-16 | 2010-09-01 | 青岛华世洁环保科技有限公司 | 一种煤热解反应器 |
CN101922731A (zh) * | 2009-06-15 | 2010-12-22 | 通用电气公司 | 用于燃烧控制的光学传感器 |
CN107990741A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-04 | 贺守印 | 一种炭化炉余热利用控温装置及其控温方法 |
CN108563255A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-09-21 | 深圳瀚星翔科技有限公司 | 一种温控电路、电子烟温控方法及计算机可读存储介质 |
CN110028050A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-19 | 东南大学 | 一种采用生物油制备超级电容器炭材料的方法 |
CN110878943A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-03-13 | 宜昌江峡船用机械有限责任公司 | 垃圾焚烧系统及高效焚烧控制方法 |
CN210624529U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-05-26 | 上海米和环保科技有限公司 | 油漆废渣热解处理装置使用的智能温度控制设备 |
CN114752396A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-15 | 昆明理工大学 | 磁氧低氮燃烧耦合生物质炭化的装置 |
CN114921252A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-08-19 | 昆明理工大学 | 一种生物质原位制备生物炭和烟气冷凝一体化炭化炉 |
WO2022200490A1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-09-29 | Microwave Solutions Gmbh | Combined microwave pyrolysis and plasma method and reactor for producing olefins |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11369937B2 (en) * | 2019-02-10 | 2022-06-28 | Dwight Eric Kinzer | Electromagnetic reactor |
-
2023
- 2023-03-20 CN CN202310270228.1A patent/CN116286053B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB719324A (en) * | 1952-02-20 | 1954-12-01 | Carves Simon Ltd | Improvements relating to apparatus for discharging coke from coke ovens |
CN101231144A (zh) * | 2007-01-25 | 2008-07-30 | 三菱重工业株式会社 | 外部加热回转窑及其操作方法 |
CN101922731A (zh) * | 2009-06-15 | 2010-12-22 | 通用电气公司 | 用于燃烧控制的光学传感器 |
CN101719001A (zh) * | 2009-12-04 | 2010-06-02 | 北京国电富通科技发展有限责任公司 | 煤干馏工艺参数的控制系统及其控制方法 |
CN101818071A (zh) * | 2010-03-16 | 2010-09-01 | 青岛华世洁环保科技有限公司 | 一种煤热解反应器 |
CN107990741A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-05-04 | 贺守印 | 一种炭化炉余热利用控温装置及其控温方法 |
CN108563255A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-09-21 | 深圳瀚星翔科技有限公司 | 一种温控电路、电子烟温控方法及计算机可读存储介质 |
CN110028050A (zh) * | 2019-04-17 | 2019-07-19 | 东南大学 | 一种采用生物油制备超级电容器炭材料的方法 |
CN210624529U (zh) * | 2019-08-23 | 2020-05-26 | 上海米和环保科技有限公司 | 油漆废渣热解处理装置使用的智能温度控制设备 |
CN110878943A (zh) * | 2019-11-28 | 2020-03-13 | 宜昌江峡船用机械有限责任公司 | 垃圾焚烧系统及高效焚烧控制方法 |
WO2022200490A1 (en) * | 2021-03-24 | 2022-09-29 | Microwave Solutions Gmbh | Combined microwave pyrolysis and plasma method and reactor for producing olefins |
CN114752396A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-15 | 昆明理工大学 | 磁氧低氮燃烧耦合生物质炭化的装置 |
CN114921252A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-08-19 | 昆明理工大学 | 一种生物质原位制备生物炭和烟气冷凝一体化炭化炉 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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