CN201485276U

CN201485276U - 一种生物质制碳设备

Info

Publication number: CN201485276U
Application number: CN2009201865060U
Authority: CN
Inventors: 徐浩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-21
Filing date: 2009-07-21
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2019-07-21

Abstract

本实用新型公开了一种生物质制碳设备，包括炭化装置和冷却装置；炭化装置的主体为燃烧室，内设绞龙，绞龙包括螺旋杆、绞叶和绞龙外管，绞龙外管上布有出气口，外管两端设入料口和下料口，螺旋杆一端与驱动装置连接；冷却装置的主体为冷却水箱，水箱内设绞龙；所述燃烧室经燃气管与燃气过滤装置和焦油收集装置连接。该装置包括旋风除焦油器、电捕焦油器和静电除尘器，三者串接，下方均连接焦油管，并与集油池相连；燃烧室与静电除尘器之间由滤清燃气管连接。本实用新型使得设备内部管道不会被焦油堵塞，确证设备稳定运行；采用多台绞龙竖向布置整体设计，物料在单台绞龙内炭化时间充分，单台绞龙内需求温度低，得碳率明显上升，使得生产效率大大提高。

Description

一种生物质制碳设备

技术领域

本实用新型涉及一种生物质制碳设备，具体涉及一种绞笼式生物质制碳设备。

背景技术

利用生物质制碳粉，是利国利民的好项目，其不仅有较好的经济效益，而且有利于环保，具有很好的社会效益。生物质主要指木屑和生物桔杆，桔杆包括稻麦桔杆和棉花桔杆。在生物质制碳设备方面已有一些专利技术。如中国专利CN201010524Y，专利名称为：一种制备碳粉设备，该装置由干燥装置、炭化装置和冷却装置组成。炭化装置是由入料口、绞笼、燃烧室、下料口、平台、马达、传动机构、引风机、引气管道组成，干燥装置中的废气和余热得到部分利用，绞笼固定在燃烧室内，马达通过传动机构与绞笼中的螺旋杆相连接，绞笼的前端与入料口相连接，绞笼的后端与下料口相连接，螺旋杆设有进气口和出气口，绞笼外管多处开有出气口，出气口通过管道与燃气管相连接，引气管道与燃烧室相连。此专利主要不足之处在于：由于生物质热解时会产生大量焦油及灰份，随着焦油在系统内部各个管道的积累将会造成设备的不能正常运行，必须拆窑清洗。绞笼内的灰分将随干燥管道与湿料再次进入系统从而影响炭粉的品质。单台绞笼运行时物料300-400℃得碳温度反应时间短，得碳率低，最高温度标准高，浪费能源。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提出连续式多绞笼并架组合的一种生物质制碳设备，此设备具有清除焦油功能，而且得碳温度反应时间相对较长，生物质裂解时间长，产品灰粉低，出产品质好、可持续稳定生产，且能高效综合利用系统中的余热。

本实用新型为实现其目的所采取的技术方案：一种生物质制碳设备，包括炭化装置和冷却装置；炭化装置的主体为燃烧室，内设绞笼，绞笼包括螺旋杆、绞叶和绞笼外管，绞笼外管上布有出气口，外管两端设入料口和下料口，螺旋杆一端与驱动装置连接；冷却装置的主体为冷却水箱，水箱内设绞笼；其特征在于所述燃烧室经燃气管与燃气过滤及焦油收集装置连接。

所述燃气过滤及焦油收集装置包括旋风除焦油器、电捕焦油器和静电除尘器，三者串接；燃烧室与静电除尘器之间由滤清燃气管连接；旋风除焦油器、电捕焦油器和静电除尘器三者下方均连接焦油管，其与集油池相连。

所述燃烧室内腔竖直方向位置上至少布置二台绞笼，绞笼并架与燃烧室成整体结构。

在所述入料口和给料机之间设有预热装置，引气管道连接预热装置和燃烧室；引气管道上设引风机和调节阀。

所述给料机为刚性给料机。所述螺旋杆(11)另一端的法兰采用滑动轴承档。

实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型采用整体多台绞笼竖向布置整体设计，物料在单台绞笼内炭化时间充分，单台绞笼内需求温度较低，得碳率明显上升使得生产效率大大提高；

2、在生产过程中，绞笼内的可燃气体通过绞笼外管上的出气口，通过燃气管，再被防爆鼓风机加空气鼓入到燃烧室中，使可燃气体在燃烧室中充分燃烧，燃烧后气体再引入预热装置对添加的物料进行干燥，使热量得到充分利用；

3、从绞笼中出来的热气体通过旋风除焦油器和电捕焦油器的滤清使得设备内部管道不会被焦油堵塞，保证设备长期稳定运行；

4、设备运行时，引气管道将经过除灰装置滤清的燃烧生成气体引入预热装置中提高物料进入顶部绞笼的温度，节约了能源；

5、绞笼密封法兰内采用滑动轴承档，保证连续工作受热时系统的稳定运行；

6、燃气由滤清装置去除了系统管道里焦油的堵塞，收集的生物质焦油回收利用，保护环境提高经济效益。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细说明。

图1是本实用新型结构示意图；

图2是绞笼放大示意图。

图中：1、投料口，2、刚性给料机，3、预热装置，4、入料口，5a-b-c-d、绞笼，6、出气口，7、下料口，8、燃烧室，9、绞笼法兰，10、绞叶，11、螺旋杆，12、驱动装置，13、平台，14、驱动装置，15、驱动装置，16、驱动装置，17、调节阀，18、引气管道，19、引风机，20、燃气管，21、旋风除焦油器，22、电补焦油器，23、静电除尘器，24、滤清燃气管，25、自然吸气阀，26、防爆鼓风机，27、焦油管，28、集油池，29、下料口，30、喷气装置，31、注气阀，32、绞笼，33、冷却水箱，34、绞笼外管，35、螺旋杆，36、出料口，37、空气止逆阀。

具体实施方式

本实例中所说的物料一般是木屑、桔杆等可炭化的纤维类生物质。

1、本实用新型的结构和连接关系

(1)预热干燥装置的结构和连接关系

如图1所示，预热干燥装置中燃烧室内高温流经引风机19由引气管道18加压进预热装置3底部，物料经刚性给料机2进入预热装置3内下落时与底部向上吹送的热流充分预热后流落入料口4并进入燃烧室8内的顶部绞笼5。

(2)炭化装置的结构和连接关系

如图1、2所示，炭化装置是包括：燃烧室1；三组并架绞笼；1#、2#、3#驱动装置分别为12、14、15；入料口4；绞叶10；螺旋杆11；喷气装置30；防爆鼓风机26；引气管道18和燃气管20；绞笼5是由一中空螺旋杆11、绞叶10与绞笼外管34组成，螺旋杆11的长度为：5000mm，驱动装置由减速机、连轴器组成，炭化装置中绞笼5和一些管道都固定在燃烧室8内，1#驱动装置12与其螺旋杆相连接，螺旋杆由轴承座支撑和定位在平台13上。螺旋杆11的法兰轴承套内采用滑动轴承档，可在螺旋杆受热时自由延伸。绞笼前端开有物料进口，另一端开有绞笼出口，三组绞笼外管在燃烧室8内由喷气口30(a、b、c)喷入的火焰直接加热，绞笼内物料随螺旋杆绞叶转动进入下层绞笼炭化。绞笼上开有3-5个出气口，出气口6与外燃气管相连接，入料口4与绞笼的前端进料口相连接。本例中燃烧室8内腔竖直方向位置上布置三台绞笼，绞笼并架与燃烧室8成整体结构。中层绞笼的进料口对应连接上层绞笼的出料口；下层绞笼的进料口对应连接中层绞笼的出料口；下层绞笼的出料口对应连接冷却水箱33中的绞笼32的进料口。燃气管20穿出燃烧室，由防爆鼓风机26引入燃气过滤及焦油收集装置。

(3)燃气过滤及焦油收集装置结构和连接关系

如图1所示，燃气过滤及焦油收集装置包括：燃气管20、旋风除焦油器21、电捕焦油器22、静电除尘器23、自然吸气阀25、空气止逆阀37、防爆鼓风机26、焦油管27、集油池28，燃烧室8内的绞笼内燃气经防爆鼓风机26引入燃气管20，经三器(旋风除焦油器、电捕焦油器、静电除尘器)滤清由清洁燃气管道24返回到燃烧室8内。清洁燃气管道24中的焦油经焦油管27收集于集油池28。

(4)冷却装置的结构和连接关系

如图1所示，冷却装置包括：4#驱动装置16、绞笼32、冷却水箱33，绞笼32与绞笼5结构一致，冷却水箱33包围绞笼32，绞笼外管34与冷却水箱33中的水直接接触冷却。

2、本实用新型的运行关系

(1)物料进送运动

在生产过程中，开动设备驱动装置带动相应的螺旋杆，生物质物料从刚性给料机2进入预热装置3，燃烧室内的热气流经引风机19通过引气管道13进入预热装置3，给料机2送入的生物质物料经升温干燥后由物料进口进入到炭化装置的入料口4，从入料口4进入绞笼内，物料在旋转的螺旋杆和绞叶的作用下通过下料口7往下层绞笼推进，在推进的过程中，完成物料的炭化。已被炭化的物料进入冷却绞笼中，炭化物料随着绞笼34内螺旋杆的转动，物料向出料口36处推动，完成碳粉的冷却，最终物料从出料口36排出，送往其他碳制加工设备，整个进料和出料过程时间约为15-17分钟左右。

(2)燃烧室内气体的循环运动

首先将注气阀31加入煤气等可燃气体，经喷气装置30喷入燃烧室并点火使其燃烧，加热整个燃烧室内腔，滤清燃气管道上的空气止逆阀控制此时加入的煤气不能进入到燃气过滤及焦油收集装置中。由于燃烧室内三套绞笼外管壁与已被加热的燃烧室内腔直接接触，使得绞笼外管温度迅速升高，随着物料从预热装置中出来，进入炭化装置中的绞笼中，在转动螺旋杆和绞叶的作用向出料口7推进的过程中，绞笼外管的温度传递给了物料，使物料的温度升高，而且螺旋杆和绞叶的搅拌的作用下，使物料均匀被加热，物料在加热的过程中，产生大量的热量，使物料中的物质发生化学变化，产生大量的木煤气等可燃气体，气体上升，通过绞笼外管上的绞笼出气口，进入设置在窑内的三根燃气管20，管内燃气经防爆鼓风机26引入，经三器(旋风除焦油器、电捕焦油器、静电除尘器)滤清由清洁燃气管道返回到燃烧室内。随着后面气体的推动和鼓风机26的作用下，气体经过自然吸气阀25，并且在防爆鼓风机26作用下，在原来的气体中掺入空气，使这些气体一并被推入到喷气装置进入燃烧室，这些气体进入正在燃烧的燃烧室8内腔也开始燃烧起来，不断地加热燃烧室内气体，系统达到一种出入平衡，此时关闭注气阀31。由于燃烧室内三套绞笼外管壁与燃烧室内腔直接接触，使得绞笼外管温度迅速升高，燃烧室内热流在引风机19作用下，从引气管道18的进入预热装置对物料进行加温。

3、本实用新型制备碳粉的工作原理

首先将注气阀31加入煤气等可燃气体，经喷气装置30进入燃烧室内腔并点火使其燃烧，加热整个燃烧室8，当燃烧室内温度接近120℃时将物料再送入预热装置3并依次进入到绞笼中，在绞笼内螺旋杆和绞叶的推动下，依次向下层绞笼进口方向推动，在煤气燃烧加热的作用下，物料中物质发生化学变化，产生大量的可燃气体，可燃气体上升穿过绞笼外管上的绞笼出气口进入设置在窑内的三根燃气管20，管内燃气经防爆鼓风机26引入，经三器(旋风除焦油器、电捕焦油器、静电除尘器)滤清由清洁燃气管道返回到燃烧室内。随着后面气体的推动和防爆鼓风机26的作用下，气体经过自然吸气阀25，并且在防爆鼓风机26作用下，在原来的气体中掺入空气，使这些气体一并被推入到喷气装置进入燃烧室内腔，这些气体进入正在燃烧的燃烧室内也开始燃烧起来，绞笼内产生大量可燃气体，此时就不需要不断的另用燃气加热绞笼内物料。并且绞笼并列设计使得物料在绞笼内的反应时间充分，这样可以降低整个燃烧室内的最高温度，使得生物质在300-400℃左右时长时间较低温反应。这一设计得物料在高温和缺氧的状态下炭化，得碳率明显上升使得生产效率大大提高。燃烧室绞笼内产生的气体，通过绞笼外管上的绞笼出气口，进入设置在窑内的三根燃气管道20，管内燃气经防爆鼓风机26引入，经三器(旋风除焦油器、电捕焦油器、静电除尘器)滤清由滤清燃气管道24返回到燃烧室内。随着后面气体的推动和防爆鼓风机26的作用下，气体经过自然吸气阀25，并且在防爆鼓风机26作用下，在原来的气体中掺入空气，使这些气体一并被推入到喷气装置进入燃烧室内，这些气体进入正在燃烧的燃烧室腔内也开始燃烧起来，不断地加热燃烧内气体，系统达到一种出入平衡此时关闭注气阀31。由于燃烧室内三组绞笼外管壁与燃烧室内腔直接接触，使得绞笼外管温度迅速升高，燃烧室内热流在引风机19作用下，从引气管道18的进入预热装置对物料进行预加温。随着螺旋杆11转动，高温物料由绞笼进入到冷却绞笼中，物料的热量在螺旋杆11和绞叶10的搅拌推动下冷却绞笼外管壁与低温冷却水箱直接接触进行热交换，冷却后的室温碳物质再从出料口36出来，所制得碳粉再进行制品加工。燃烧室绞笼内燃气经防爆鼓风机26引入燃气管道20，经三器(旋风除焦油器、电捕焦油器、静电除尘器)滤清由清洁燃气管道返回到燃烧室内。清洁燃气管道中的焦油经焦油管道收集于集油池。这一设计解决了生物质燃烧时产生的焦油问题，避免了经常性的拆窑清洗焦油麻烦，保护环境提高经济效益。

Claims

1.一种生物质制碳设备，包括炭化装置和冷却装置；炭化装置的主体为燃烧室(8)，燃烧室内部设置绞笼，绞笼(5)包括螺旋杆(11)、绞叶(10)，绞笼外管上布有出气口(6)，绞笼两端设入料口(4)和下料口(7)，螺旋杆(11)一端与驱动装置(12)连接；冷却装置的主体为冷却水箱(33)和冷却绞笼(32)；其特征在于所述燃烧室经燃气管(20)与燃气过滤装置和焦油收集装置连接。

2.根据权利要求1所述的生物质制碳设备，其特征在于所述燃气过滤及焦油收集装置包括旋风除焦油器(21)、电捕焦油器(22)和静电除尘器(23)，三者串接；燃烧室(8)与静电除尘器(23)之间由滤清燃气管(24)连接；旋风除焦油器(21)、电捕焦油器(22)和静电除尘器(23)三者下方均连接焦油管(27)，并与集油池(28)相连。

3.根据权利要求1所述的生物质制碳设备，其特征在于所述燃烧室(8)内腔竖直方向位置上至少布置二组绞笼，绞笼并架与燃烧室(8)成整体结构。

4.根据权利要求1所述的生物质制碳设备，其特征在于在入料口(4)和给料机(2)之间设有预热装置(3)，引气管道(18)连接预热装置(3)和燃烧室(8)；引气管道(18)上设引风机(19)和调节阀(17)。

5.根据权利要求4所述的生物质制碳设备，其特征在于所述给料机(2)为刚性给料机。

6.根据权利要求1所述的生物质制碳设备，其特征在于所述螺旋杆(11)另一端的法兰采用滑动轴承档。