CN201254549Y - 一种炭化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炭化炉，包括燃烧室和设有进料口及出料口的炉体，所述炉体上方设有烟囱，其特征在于：所述炉体内设有炉胆，所述炉胆外壁和炉体内壁之间为与所述烟囱相通的烟气通道，所述炉体下部设有设有与电动机相连的主轴，所述主轴另一端依次连接挤压器和蜂窝炭成型装置，所述主轴上设有多个螺旋叶片。本实用新型的炭化炉结构简单，体积小，制作加工方便，适宜推广应用；将各种秸秆不做任何处理直接投入本实用新型炭化炉即可炭化成优质蜂窝炭，实现工业生产，操作方便。

Description

一种炭化炉

技术领域

本实用新型涉及炭化炉技术领域，特别涉及将小树枝、竹枝、稻麦秸秆等制成秸秆炭的炭化炉。

背景技术

要建设中国新农村，重要是解决农村能源问题，尤其南方农村更为重要，在中国南方煤炭类能源比较缺少，而雨水比较丰沛，山区丘林地带，山青水秀，草木丛生，灌木覆盖，于是以灌木杆、树枝杆为原料在大窑中烧出秸秆炭作为农村取暖开始，而发展起的家庭作坊秸秆炭业比较发达，但是随着工商业的发展，木炭原料大为枯渴，已供不应求了。2008年南方冰雪灾害，据《中国绿色时报》2月18日报导：要20年才得恢服。引起秸秆炭市场的进一步萎缩。在2008年山东省“两会”上政协委员发出呼声“采完油挖完煤，人怎么办”，于是人们想到开发农作物秸秆炭，这项新能源被人们提出来了。

秸杆造出炭粉，就可按“煤变油”工艺，将秸秆炭变成秸杆油，首先要使秸杆变炭。秸杆炭化原理：各类秸杆有机物炭化和木材炭化原理是一样的，其经典定义由斯坦福大学提出，即：有机物+热(在无氧或缺氧时)＝可燃气体+有机液体+固体炭(固体残渣)。而木材的直经较大，其加温方式是在炭化窑中全体木材点着燃烧，烧旺，再封死窑门(使无氧或缺氧)，其从表层周围首先散发出挥发物(水份、可燃气体)，并有控制地燃烧它(非木材本身)作为保温热源，维持炭化窑温度不变，持续蒸发挥发物，保留炭化层，再一层一层向中心发展，全部炭化止。对于农作物秸杆直径很小，不能采用炭化窑方法烧炭，可借用南方家庭农户做饭烧火时，将小树枝、竹枝、实心秸秆之类时，未烧过便取出置于一既密闭又能保温(一般用稻草灰保温)的陶罐中闷成炭作冬天采暖用。上述闷罐成炭的炭化法，在农村家庭由于设备简易，生产率过低，不能将稻麦等中空农作物秸杆成炭，不能推广应用。

工业生产中铸造是耗能大户，也是用煤粉的大户之一。由于秸杆炭含硫量、灰份都比煤粉低，品质优于煤粉，是铸造新能源材料的很好代用品，值得推广。

目前有一种将秸秆炭化的设备，需要将秸秆粉碎后通过挤压生热炭化，炭化程度低，产量不稳定，燃烧时有黑烟；还有的秸秆炭化设备只能将木材炭化，实际应用时无法将稻麦秸秆烧出炭来，应用范围窄。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种能够将小树枝、竹枝、稻麦秸秆等制成秸秆炭的炭化炉。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下措施来实现的：一种炭化炉，包括燃烧室和设有进料口及出料口的炉体，所述炉体上方设有烟囱，其特征在于：所述炉体内设有炉胆，所述炉胆外壁和炉体内壁之间为与所述烟囱相通的烟气通道，所述炉体下部设有设有与电动机相连的主轴，所述主轴另一端依次连接挤压器和蜂窝炭成型装置，所述主轴上设有多个螺旋叶片。

本实用新型所述蜂窝炭成型装置包括依次连接的刀架、蜂窝盒、复位弹簧和脱炭梁，所述刀架带有切断刀，所述蜂窝盒内设有脱炭板，所述刀架和脱炭梁之间设有可以前后移动的滑杆，所述滑杆上设有脱炭开关，所述脱炭板上固定有带有三角形卡头的脱炭中轴，所述脱炭梁设有用于夹住三角形卡头的夹子。

本实用新型所述燃烧室位于炉体的进料口一侧，所述燃烧室内设有炉箅将其分为上下两个腔，所述进料口位于燃烧室外侧且设有炉门。

本实用新型所述炉体上设有带有冷却水管的除尘水箱。

本实用新型所述炉体上部设有炉盖，方便维修。

为了将原料制成炭过程形成连续生产，本实用新型还包括有上料机，所述上料机位于燃烧室一侧。

本实用新型的有益效果：

1.炭化炉结构简单，体积小，制作加工方便，适宜推广应用；

2.将各种秸秆不做任何处理直接投入本实用新型炭化炉即可炭化成优质蜂窝炭，实现工业生产，操作方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的蜂窝炭成型装置结构示意图。

图3为本实用新型的挤压器的结构示意图。

图4为制成民用蜂窝炭用蜂窝炭制造装置结构示意图。

图中1 上料机，2 炉门，3 炉箅，4 燃烧室，5 炉盖，6 除尘水箱，7烟囱，8 冷却水管，10 挤压器，11 炉胆，12 螺旋叶片，13 主轴，14 电动机，15 脱炭梁，16 滑杆，17 脱炭开关，18 复位弹簧，19 切断刀，20 脱炭板，21 蜂窝盒，22 脱炭中轴，23 三角形卡头，24 夹子，25 锥形壳体，26锥形轴；

a 进料口，b 出料口，c 烟气通道，d 蜂窝炭成型装置。

具体实施方式

实施例1

附图为本实用新型的炭化炉一个具体实施例，如图1所示一种炭化炉，包括燃烧室4和设有进料口a及出料口b的炉体，所述炉体内壁上设有耐火砖，所述炉体上方设有烟囱7，所述炉体内设有炉胆11，所述炉胆11外壁和炉体内壁之间为与所述烟囱7相通的烟气通道c，所述炉体下部设有设有与电动机14相连的主轴13，所述主轴13另一端依次连接挤压器10和蜂窝炭成型装置d，所述主轴13上设有多个螺旋叶片12。

本实用新型所述燃烧室4位于炉体的进料口a一侧，所述燃烧室4内设有炉箅3将其分为上下两个腔，上腔较大用作秸秆燃烧腔，下腔较小，是进气腔，所述进料口a位于燃烧室4外侧且设有炉门2。

本实用新型所述炉体上设有带有冷却水管8的除尘水箱6。

为了方便维修，所述炉体上部设有炉盖5。

为了将原料制成炭过程形成连续生产，本实用新型还包括有上料机1，所述上料机1位于燃烧室4一侧。

如图3所示本实用新型所述挤压器10包括锥形壳体25，设在锥形壳体25内的锥形轴26，所述锥形轴26上设有多个螺旋叶片12。

如图2所示所述蜂窝炭成型装置d包括依次连接的刀架、蜂窝盒21、复位弹簧18和脱炭梁15，所述刀架带有切断刀19，所述蜂窝盒21内设有脱炭板20，所述刀架和脱炭梁15之间设有可以前后移动的滑杆16，所述滑杆16上设有脱炭开关17，所述脱炭板20上固定有带有三角形卡头23的脱炭中轴22，所述脱炭梁15设有用于夹住三角形卡头23的夹子24。

利用本实用新型炭化炉生产秸秆炭过程分析如下：打开炉门2后，炉门2本身变操作作台，从料库由上料机1送来的秸杆在此由操作工人将原料不做任何处理均匀连续将烧旺后的原料推入具有200-300℃的炭化炉内的炉胆11内炭化。燃烧室4的下腔由于烟囱7的引风作用，吸进助燃空气燃烧秸杆，也将燃烧热秸杆在炭化时蒸发出挥发物。当炭化秸杆时，在炭化炉内的炉胆烧满其容积1/2时便可进加料边出成品炭，出成品炭的具体过程如下：开动电机带动主轴13转动，秸秆炭靠主轴13的螺旋压力使蜂窝盒21充满并具有足够紧实度秸杆炭，脱炭板20也就带动脱炭中轴22推向前方，并使脱炭簧18受压缩，储存压缩能。这时松开脱炭开关17，由于脱炭中轴22连同脱炭板20被脱炭横梁15锁住不动，因而蜂窝盒21就要被具有压缩的脱炭簧18推向前方，于是就脱出蜂窝炭了，完成了一个蜂窝炭制造。依此步聚进行下一个蜂窝炭制造。

生产过程中当遇到直径在φ10mm以下的小树枝或实心秸秆时，当小树枝或实心秸秆火焰中心温度达到600-700℃时，将其推入炭化炉的炉胆11内需要炭化约3-5分钟。

生产过程中当遇到直径在φ10mm以上的树枝时，可以在加料燃烧炭化炉内的炉胆11烧满热秸杆后，关闭炉门2，对炉胆11内烧满热秸杆既可以在无氧条件下闷炭，又在少氧条件下燃烧其蒸发出的挥发物，这时因为炭化炉下部的温度要低一些，带有氧气的空气一遇到挥发物马上燃烧成相对的高温烟气(相对炉胆11内部温度要高些)，有限空气中的氧不会剩余很多，即使有剩余，也因相对高温烟气作用，难以大量侵入到炉胆11下部，只能使原料在炉胆11下部内受热而挥发出挥发物，上浮升到部遇到空气又燃烧，循环下去，约几分到十来分钟皆可全部炭化。上述燃烧物(即秸杆燃烧物和挥发物燃烧物)产生的烟气，通过烟道，绕过炉胆排入除尘水箱6除尘后，再由烟囱7排出大气中。在上述全部炭化后，接着开动开动电机带动主轴13转动带动其上的挤压器10和蜂窝炭成型装置d，即可制造出制造出秸秆炭产品。

据生产试验利用本实用新型设备每4吨农作物能烧出1吨左右秸杆炭，理论推测也是此结果，分析如下：据有关资料：如表1所示为部分农作物成分含量，单位：％

表1部分农作物的生物质成分含量

纤维素、半纤维素和木质素为有机质，为碳氢化合物，含有炭元素，表1表明部分农作物的生物质主要为碳氢化合物。

如表2为从工业分析秸秆原料的成分，单位：％

表2秸秆原料的工业分析结果

 

名称	水份	灰分	挥发分	固定碳
					豆秸	5.1	3.13	74.65	17.12
稻草	4.97	13.86	65.11	16.06
					麦秸	4.39	8.9	67.36	19.35
杂草	5.43	9.46	68.77	16.40
					玉米秸	4.87	5.93	71.95	17.75
高粱秸	4.71	8.91	68.90	17.48

表2表明挥发分和固定碳含炭元素。

如表3为各农作物中秸秆含炭量分析和高位热值结果

表3原料的元素分析(％)和热值(干基，KJ/kg)

 

名称	C	H	N	S	0	灰分	高位热值
								玉米芯	46.3	5.6	0.57			5.34	20620
稻壳	32.5	5.7	0.5	0.00	39.8	15.5	14679
								玉米秸	45.43	6.15	0.78	0.13		6.4	17794
高粱秸	45.18	5.59	0.62	0.11			18020
								豆秸	46.65	6.12	0.89	0.12		10.2	18120
麦秸	45.30	5.89	0.68	0.19		7.4	17769
								稻草	40.44	5.31	0.66	0.12			16329

表中表明农作物秸杆含碳量左40％上下。

用人们生活中常用的蜂窝煤炉添加本实用新型制备的蜂窝炭和蜂窝煤烧开水对比试验表明：同样数量的蜂窝炭和蜂窝煤烧开开水量和时间差不多，也是说两者是等效的。

一般四，五家老百姓用10斤麦秸只够做一屯饭，如果用10斤麦秸制备2.5斤麦秸杆炭，制成4个民用蜂窝炭，按烧蜂窝煤的经验(因两者是等效的)可做一天的饭，省力、省事，且不污染环境。

Claims (6)

1.一种炭化炉，包括燃烧室(4)和设有进料口(a)及出料口(b)的炉体，所述炉体上方设有烟囱(7)，其特征在于：所述炉体内设有炉胆(11)，所述炉胆(11)外壁和炉体内壁之间为与所述烟囱(7)相通的烟气通道(c)，所述炉体下部设有设有与电动机(14)相连的主轴(13)，所述主轴(13)另一端依次连接挤压器(10)和蜂窝炭成型装置(d)，所述主轴(13)上设有多个螺旋叶片(12)。

2.根据权利要求1所述炭化炉，其特征在于：所述蜂窝炭成型装置(d)包括依次连接的刀架、蜂窝盒(21)、复位弹簧(18)和脱炭梁(15)，所述刀架带有切断刀(19)，所述蜂窝盒(21)内设有脱炭板(20)，所述刀架和脱炭梁(15)之间设有可以前后移动的滑杆(16)，所述滑杆(16)上设有脱炭开关(17)，所述脱炭板(20)上固定有带有三角形卡头(23)的脱炭中轴(22)，所述脱炭梁(15)设有用于夹住三角形卡头(23)的夹子(24)。

3.根据权利要求1所述炭化炉，其特征在于：所述燃烧室(4)位于炉体的进料口(a)一侧，所述燃烧室(4)内设有炉箅(3)将其分为上下两个腔，所述进料口(a)位于燃烧室(4)外侧且设有炉门(2)。

4.根据权利要求1所述炭化炉，其特征在于：所述炉体上设有带有冷却水管(8)的除尘水箱(6)。

5.根据权利要求1所述炭化炉，其特征在于：所述炉体上部设有炉盖(5)。

6.根据权利要求1所述炭化炉，其特征在于：还包括有上料机(1)，所述上料机(1)位于燃烧室(4)一侧。

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