CN201046949Y - 生物质快速热解炉 - Google Patents

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徐冬利
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Abstract

一种生物质快速热解炉，采用双筒式结构，两个筒体分主、副筒体，均为圆形回转筒体，副筒体为干燥预热区，主筒体为高温热解煅烧区，在主筒体温度最高的炉段采用非金属高温耐火材料制作，在主、副筒体内的物料推进装置为直线推进式螺旋物料推进刮板。本实用新型大大缩短了单个筒体的长度尺寸，减小了变形可能性，热解速度明显加快。主筒体的煅烧段改为非金属的高温耐火材料制作，所以可以耐高温不易变形，同时使得干馏温度大幅提高，保证快速干馏，提高产品质量。在主、副筒内设置的直线推进式螺旋物料推进刮板，在使用过程中并不转动，消除了原螺旋推进器在旋转进料过程中容易变形、使用时间短的隐患。

Description

生物质快速热解炉
技术领域
本实用新型涉及一种生物质干馏热解加工设备，特别是涉及一种生物质热解炉。
现有技术
在诸多生物质能转化中，生物质干馏热解法既能得到优质的中热值可燃气(热值大于14.7MJ/m3)，又能产生价值很高的副产品木质炭、木焦油、木醋液。因此投资回报较高，在多种生物质能利用方式中越来越受到重视。在目前的生物质干馏热解实际应用中，存在两个难以解决的问题：一是干馏炉的选择问题，另一个是副产品回收问题。作为新兴产业，目前一直缺少合适的干馏炉，常用的炉型有土窑炉、罐状干釜炉、箱式直立炉、流动床回转干馏炉等。
煤干馏热解炉型的炉型比较大，和生物质干馏规模难以匹配。并且物质物理形态不同，秸秆相对松散难以正常反应。土窑炉把生物质棒放入土窑中点燃后封死，经过5～10天的炭化，得到木炭产品。这种方式无法回收可燃气、生物质木焦油、木醋液产品等，炭化时间长，木炭质量不稳定，对环境污染严重。罐状干馏釜间歇生产操作，难以适应大规模生产要求。管式干馏炉缺点是对生物质颗粒要求严格。箱式直立炉属于半连续式。现有技术的流动床回转干馏炉都是单筒体结构，其缺点是内推进器和外筒体长期受热易变形。其筒体不耐高温的原因包括结构和材料两个方面，结构上是由于单筒体过长和材料耐高温能力差。其内螺旋物料推进器属于转动机构，在高温下微小的变形就会导致其无法使用。
发明内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种可以克服现有技术缺陷的生物质快速热解炉，它采用双筒式结构，主副筒体均采用圆筒体回转炉结构，主筒最高温度处由非金属耐火材料构造，主、副筒体内则采用螺旋物料推进刮板代替现有的螺旋推进器，该推进板在将材料直线推进筒内一定位置后固定不动，依靠筒体的转动来实现材料搅拌，在保持流动床回转炉优点的基础上，克服其不耐高温、易变形的缺点。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：该生物质快速热解炉采用双筒式结构，两个筒体两个筒体分主、副筒体，均为圆筒回转筒体，副筒体为干燥预热区，主筒体为高温热解煅烧区，在主筒体温度最高的炉段采用非金属高温耐火材料制作，在主、副筒体内的物料推进装置为直线推进式螺旋物料推进刮板。
所述的生物质快速热解炉包括原料仓、副筒体、中间料仓、主筒体、螺旋物料推进刮板、加热炉、排烟囱；所述主筒体和副筒体的大部分中段被封闭在加热炉内腔，该主筒体和副筒体均在调速电机的控制下通过齿轮同步转动，但物料推进方向相反；所述原料仓设置在加热炉外并通过十字进料器与副筒体一端连通，在该副筒体伸出加热炉的另一端则通过中间料仓和十字头进料器与伸出加热炉的主筒体一端连通，在主筒体伸出加热炉的另一端连接有出炭罐和荒煤气出口，在主筒体和副筒体内还分别设置有推进方向相反的螺旋物料推进刮板，在所述加热炉的上方还设置有排气烟囱。
本实用新型的生物质快速热解炉采用双筒式结构，大大缩短了单个筒体的长度尺寸，减小了变形可能性。副筒体为干燥预热区，主筒体为热解煅烧区，副筒的干燥预热段上设排气孔，随时排掉水蒸气和非可燃气，保证物料进入主筒热解区时达到亚热解状态，使干馏速度明显加快。主筒体的煅烧段改为非金属的高温耐火材料制作，所以可以耐高温不易变形，同时使得干馏温度大幅提高，保证快速干馏，提高产品质量。在主、副筒内设置的直线推进式螺旋物料推进刮板，在使用过程中并不转动，消除了原螺旋推进器在旋转进料过程中容易变形、使用时间短的隐患。
附图说明
图1是本实用新型生物质快速热解炉(回转干馏炉)的结构
图2各种型号的进料曲线表
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
本实用新型的生物质快速热解炉采用双筒式结构，两个筒体两个筒体分主、副筒体，均为圆筒回转筒体，副筒体为干燥预热区，主筒体为高温热解煅烧区，在主筒体温度最高的炉段采用非金属高温耐火材料制作，在主、副筒体内的物料推进装置为直线推进式螺旋物料推进刮板。
如图1所示：所述的生物质快速热解炉包括原料仓4、副筒体5、中间料仓6、主筒体11、螺旋物料推进刮板、整体加热炉12、排烟囱13等；所述主筒体11和副筒体5的大部分中段被封闭在整体加热炉12内腔，该主筒体11和副筒体5均在调速电机10的控制下通过齿轮7同步转动，但物料推进方向相反；所述原料仓4设置在整体加热炉12外并通过十字进料器3与副筒体5一端连通，在该副筒体5伸出整体加热炉12的另一端则通过中间料仓6和十字头进料器9与伸出整体加热炉12的主筒体11一端连通，在主筒体11伸出整体加热炉12的另一端连接有出炭罐1和荒煤气出口17，在主筒体11和副筒体5内还分别设置有推进方向相反的螺旋物料推进刮板，在所述整体加热炉12的上方还设置有排气烟囱13。
所述原料仓4内的待进物料由十字进料器3通过调速电机2将其推进副筒体5，由副筒体内的螺旋物料推进刮板继续向前推进，干燥后的物料进入中间料仓6，并在十字头进料器9通过调速电机8推动下进入主筒体11中，由主筒体11内的螺旋物料推进刮板继续向前推进，分别经过加热、热解、煅烧后，获得的产品分别进入出炭罐1和荒煤气出口17。
所述副筒体5在整体加热炉12中的外部处于整体加热炉12的废气烟道中，所述主筒体11在整体加热炉12内被设置在底部的加热炉16、热解炉15、煅烧炉14分成加热段、热解段、煅烧段三部分。
所述的主筒体11的炉体温度在加热段为270～280℃，在热解段为400～450℃，在煅烧段控制在800℃以上。
所述调速电机2、8的调速范围为5.4～54r/min，由调速电机10控制旋转的主筒体11和副筒体5的转速为2.1～21r/min
所述主、副筒体11、5的直径不同，有以下几种型号：NF-3D-1.0、NF-3D-1.5、NF-3D-2.0、NF-3D-2.5、NF-3D-3.0，其中NF-3D-1.0型炉的进料速度为50kg/min，NF-3D-3.0型炉的进料速度为500kg/min。
其工作过程如下：
同样请参阅附图1：首先将生物质粉碎成颗粒状投入原料仓4中。原料进入十字头进料器3，通过调速电机2将原料推进副筒体5中，调速范围5.4～54r/min。由于副筒体4内的螺旋物料推进刮板的作用，将物料向前推进，并在每一个回转过程被“扬散”。副筒体5的外部处在整体加热炉12的废气烟道内，利用此热量对副筒体5中的原料进行干燥和预热，使其在进入中间料仓6时温度到150℃。在副筒体5内被干燥的物料进入中间料仓6，水蒸汽和少量空气从排烟囱13排放。干燥后的物料在十字头进料器9推动下进入主筒体11中，该处进料速度由调速电机8控制，调速范围在5.4～54r/min。主、副筒体11、5的直径有1～3m不同规格，主、副筒体11、5通过齿轮7同步转动，但物料推进方向相反，其旋转速度由调速电机10控制在2.1～21r/min。物料进入主筒体11中被主筒体内设置的螺旋物料推进刮板向前推进，首先进入加热段，被加热炉16加热至270～280℃，处于亚热解状态后再进入热解段，物料在热解中被加热至400～450℃，开始大量分解反应，此段的物料是放热反应。因此热解炉15不须过高的温度。物料中的挥发成份80％在热解段15挥发，剩余物料进入煅烧段并由煅烧炉14将该段温度控制在800℃以上，可快速地将其干馏彻底。由于主筒体在煅烧段是用非金属高温耐火材料构成的，消除了变形的隐患。
整体加热炉12是由耐火砖筑成的，其设置在底部的加热炉16、热解炉15、煅烧炉14的三个燃烧室既可独立进燃料又可以相互连通。其燃料可以是可燃气，也可以是生物质或煤炭。生物质被热解后，固态产物料炭进入出炭罐1；汽和气态的产物料进入冷却器被分离成木焦油、木醋液和可燃气从荒煤气出口17被收集利用。
主副筒的直径不同，有以下几种型号：NF-3D-1.0、NF-3D-1.5、NF-3D-2.0、NF-3D-2.5、NF-3D-3.0。其中NF-3D-1.0型炉进料速度为50kg/min；NF-3D-3.0型炉进料速度500kg/min。所有型号炉的进料速度都与热解温度、原料颗粒度有关，可通过图2查出。

Claims (4)

1.一种生物质快速热解炉，其特征在于：该生物质快速热解炉采用双筒式结构，两个筒体分主、副筒体，均为圆筒回转筒体，副筒体为干燥预热区，主筒体为高温热解煅烧区，在主筒体温度最高的炉段采用非金属高温耐火材料制作，在主、副筒体内的物料推进装置为直线推进式螺旋物料推进刮板。
2.根据权利要求1所述的生物质快速热解炉，其特征在于：所述的生物质快速热解炉包括原料仓(4)、副筒体(5)、中间料仓(6)、主筒体(11)、螺旋物料推进刮板、整体加热炉(12)、排烟囱(13)；所述主筒体(11)和副筒体(5)的大部分中段被封闭在整体加热炉(12)内腔，该主筒体(11)和副筒体(5)均在调速电机(10)的控制下通过齿轮(7)同步转动，但物料推进方向相反；所述原料仓(4)设置在整体加热炉(12)外并通过十字进料器(3)与副筒体(5)一端连通，在该副筒体(5)伸出整体加热炉(12)的另一端则通过中间料仓(6)和十字头进料器(9)与伸出整体加热炉(12)的主筒体(11)一端连通，主筒体(11)炉体温度在加热段为270～280℃，在热解段为400～450℃，在煅烧段控制在800℃以上。在主筒体(11)伸出整体加热炉(12)的另一端连接有出炭罐(1)和荒煤气出口(17)，在主筒体(11)和副筒体(5)内还分别设置有推进方向相反的螺旋物料推进刮板，在所述整体加热炉(12)的上方还设置有排气烟囱(13)。
3.根据权利要求2所述的生物质快速热解炉，其特征在于：所述原料仓(4)内的待进物料由十字进料器(3)通过调速电机(2)将其推进副筒体(5)，由副筒体内的螺旋物料推进刮板继续向前推进，干燥后的物料进入中间料仓(6)，并在十字头进料器(9)通过调速电机(8)推动下进入主筒体(11)中，由主筒体(11)内的螺旋物料推进刮板继续向前推进，分别经过加热、热解、煅烧后，获得的产品分别进入出炭罐(1)和荒煤气出口(17)。
4.根据权利要求1或2或3所述的生物质快速热解炉，其特征在于：所述副筒体(5)在整体加热炉(12)中的外部处于整体加热炉(12)的废气烟道中，所述主筒体(11)在整体加热炉(12)内被设置在底部的加热炉(16)、热解炉(15)、煅烧炉(14)分成加热段、热解段、煅烧段三部分。
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