CN201593035U - 一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置，是由原料处理及送料系统、生物质干馏裂解系统、炭粉回收系统组成，其中原料处理及送料系统是由三个料仓、两个气动楔形插板阀、两个螺旋搅拌器、螺旋送料机和变频调速电机组成，生物质干馏裂解系统是由螺旋干馏器、焦油裂解器和加热器构成，炭粉回收系统是由集炭箱和滚筒式冷却器组成，集炭箱与焦油裂解器连接，燃气集气管由集炭箱引出外接燃气净化并输送贮存系统，有益效果：投资少、效率高、节能环保，适用于农林剩余物资源丰富的农村乡镇，建设可替代化石资源的集中管道燃气与供热工程建设。

Description

一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置
技术领域
本实用新型涉及一种制取燃气的装置，特别涉及一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置。
背景技术
由于石油、煤炭资源的不可再生，能源紧缺已成为人类必须面对的一大难题，因而，凡具有水利风力发电条件的区域都被充分开发利用起来，我国是农业大国，每年大量的农作物如高梁、玉米、大豆、棉花之秸秆、稻壳等，均被直接烧掉，不仅污染了环境，也白白浪费了绿色能源，为此，有以农作物秸秆为原料的气化炉应运而生，但缺点是：它们只能选择密实型生物质作原料，对于蓬松型生物质原料使用效果不理想，而且稳定性差，尤其是燃气热值得不到提高，焦油处理困难，都不能做到连续化生产，无法实现产业化，系统重新启动耗能大，间歇式生产效率低，达不到国家规定人工燃气热值标准。
发明内容
本实用新型针对上述问题，提供一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气装置，实现了生产连续化、规模化。
本实用新型是由原料处理及送料系统、生物质干馏裂解系统、炭粉回收系统组成，其中原料处理及送料系统设置在前面，依次连接生物质干馏裂解系统和炭粉回收系统。
其中原料处理及送料系统是由三个料仓、两个气动楔形插板阀、两个螺旋搅拌器、螺旋送料机和变频调速电机组成，三个料仓从上到下依次排列连接，最上面的料仓为敞口的，下面的两个料仓为封闭料仓，一个气动楔形插板阀设置在第一个料仓和第二个料仓连接部位，另一个气动楔形插板阀设置在第二个料仓和第三个料仓连接部位，每个气动楔形插板阀都与料位测定仪联锁，使三个料仓交替进料，螺旋送料机与最下面的料仓连接，并连接有一变频调速电机能够自动控制进料速度，螺旋送料机的左端与生物质干馏裂解系统中的螺旋干馏器连接，两个封闭料仓分别设置有螺旋搅拌器。
生物质干馏裂解系统是由螺旋干馏器、焦油裂解器和加热器构成，螺旋干馏器和焦油裂解器相连接，螺旋干馏器的顶端连接有一调速电机，螺旋干馏器和焦油裂解器上分别设有加热器，其中螺旋干馏器是由耐热材料制成的螺杆和套筒组成，套筒外部附有加热器，物料经过干馏段入口由螺杆缓慢由上至下送入焦油裂解器，加热器采用电加热或燃气加热，一种加热方式为传统的加热套加热，另一种加热方式为中频加热，采用燃气加热时，燃气由加热套下部的入口进入，经过几次逆向折返，由上部的出口排入烟道。
炭粉回收系统是由集炭箱和滚筒式冷却器组成，集炭箱与焦油裂解器连接，之间的连接方式为重力式炭封连接，集炭箱为密封的，集炭箱与滚筒式冷却器之间设有电动插板阀，排炭口设置于冷却器下方位置，燃气集气管由集炭箱引出外接燃气净化并输送贮存系统。
请参阅附图1所示，本实用新型的工作原理和步骤如下：
(1)原料的准备及输送：将所用生物质原料经粉碎至＜30mm的碎块，用输送机将其运至料仓，再经仓内电动插板阀送入封闭料仓后，由螺旋送料器送入螺旋干馏器内；
(2)原料的干馏与裂解：经预处理的生物质在螺旋干馏裂解器内经过干馏段和裂解段，干馏段温度为550-650℃，物料停留时间30-50秒，裂解段温度为＞950℃，干馏气停留时间8-12秒，物料停留时间平均为20-40秒，此时，干馏过程中产生的生物质炭直接作为焦油裂解的催化剂，两段温度的控制靠仪表自动调节；
(3)燃气的净化及输送：进入干馏段和裂解段的生物质所产生的燃气，随同生物质炭一起进入气炭分离器，燃气由分离器上部的集气管送入燃气净化系统，并由间接风冷将燃气初步冷却到80-90℃，再经初冷器冷却到30-40℃，初冷器后面所连罗茨风机，将净化燃气送达贮气柜进行分配；
(4)炭粉回收：生物质经干馏裂解后所产生的炭经螺旋推动落入集炭箱后，由两道密封的电动插板阀逐级进入封闭的滚筒式炭渣冷却器，经间接水冷使生物质炭的温度降至80℃以下，再由排炭口排出；
(5)余热回收：在燃气净化与除炭回收过程中，对燃气及炭渣冷却产生热水，经热交换后可直接做为居民供热热源；
本实用新型的有益效果：本实用新型采用顶部送料，料仓和集炭箱均采用双层插板阀密封，物料在干馏室内采用螺杆推动，物料运动均匀，不蓬料，燃气在冷凝前经高温炭催化，使焦油全部裂解，即解决了焦油处理难的问题，又增加了燃气产量，提高了燃气热值，除炭采用滚筒式水冷冷炭机，降温效果好，热回收率高，生产过程飞尘小，干馏和裂解系统采用燃气加热和电加热，更能因地制宜，充分利用现有材料，提高生产效率，干馏裂解器与外部密封好，安全、无污染，干馏段和裂解段采用特殊材料保温，散热少，热效率高，采用中频微波辐射加热，可使热值直接传入物料内部进一步提高热效率，从送料到排炭操作均采用自动检索，微机自动控制，劳动强度低，体现了现代文明生产，系统正常运行后，能实现投资少、成本低效率高、节能环保，达到开发利用绿色，清洁新能源之目的，适用于农林剩余物资源丰富的农村乡镇，建设可替代化石资源的集中管道燃气与供热工程建设。
附图说明
图1为本实用新型生产流程图。
图2为本实用新型结构示意图。
A、原料处理及送料系统B、生物质干馏裂解系统C、炭粉回收系统
1、料仓  2、封闭料仓  3、封闭料仓  4、螺旋搅拌器  5、螺旋搅拌器
6、变频调速电机  7、气动楔形插板阀  8、气动楔形插板阀  9、螺旋送料机
10、调速电机  11、螺旋干馏器  12、加热器  13、加热器
14、焦油裂解器  15、加热器  16、加热器  17、燃气集气管
18、重力式炭封  19、集炭箱  20、滚筒式冷却器  21、排炭口。
具体实施方式
请参阅附图2所示：本实用新型是由原料处理及送料系统A、生物质干馏裂解系统B、炭粉回收系统C组成，其中原料处理及送料系统A设置在前面，依次连接生物质干馏裂解系统B和炭粉回收系统C。
其中原料处理及送料系统A是由料仓1、封闭料仓2、封闭料仓3、气动楔形插板阀7、气动楔形插板阀8、螺旋搅拌器4、螺旋搅拌器5、螺旋送料机9和变频调速电机6组成，料仓1、封闭料仓2、封闭料仓3从上到下依次排列连接，料仓1为敞口的，封闭料仓2、封闭料仓3为封闭的，气动楔形插板阀7设置在料仓1和封闭料仓2连接部位，气动楔形插板阀8设置在封闭料仓2和封闭料仓3连接部位，气动楔形插板阀7和气动楔形插板阀8分别与料位测定仪联锁，使料仓1、封闭料仓2、封闭料仓3交替进料，螺旋送料机9与封闭料仓3连接，并连接有一变频调速电机6能够自动控制进料速度，螺旋送料机9的左端与生物质干馏裂解系统B中的螺旋干馏器11连接，封闭料仓2内设有螺旋搅拌器4，封闭料仓3内设有螺旋搅拌器5。
生物质干馏裂解系统B是由螺旋干馏器11、焦油裂解器14、加热器12、加热器13、加热器15、加热器16构成，螺旋干馏器11和焦油裂解器14相连接，螺旋干馏器11顶端连接有一调速电机10，并且螺旋干馏器11的两侧设有加热器12和加热器13，焦油裂解器14上设有加热器15和加热器16，螺旋干馏器11是由耐热材料制成的螺杆和套筒组成，套筒外部附有加热器12和加热器13，物料经过干馏段入口由螺杆缓慢由上至下送入焦油裂解器14，加热器12、加热器13、加热器15和加热器16采用电加热或燃气加热，一种加热方式为传统的加热套加热，另一种加热方式为中频加热，采用燃气加热时，燃气由加热套下部的入口进入，经过几次逆向折返，由上部的出口排入烟道。
炭粉回收系统C是由集炭箱19和滚筒式冷却器20组成，集炭箱19与焦油裂解器14连接，两者之间由重力式炭封18连接，集炭箱19为密封的，集炭箱19与滚筒式冷却器20之间设有电动插板阀，排炭口21设置于滚筒式冷却器20下方位置，燃气集气管17由集炭箱19引出外接燃气净化并输送贮存系统。
利用本实用新型所生产出的燃气经过试验，所得结果如下两表所示：
1、燃气组成：
  组份   H2   CH4   CO   CmHn   N2、O2、CO2
  体积％   23-28   30-40   8-12   4.5-5.5   20-25
2、产品产率：
  组成   燃气   木醋液   炭
  占原料质量％   50-55   10-15   30-35

Claims (5)

1.一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于：是由原料处理及送料系统、生物质干馏裂解系统、炭粉回收系统组成，其中原料处理及送料系统设置在前面，依次连接生物质干馏裂解系统和炭粉回收系统，原料处理及送料系统是由三个料仓、两个气动楔形插板阀、两个螺旋搅拌器、螺旋送料机和变频调速电机组成，三个料仓从上到下依次排列连接，最上面的料仓为敞口的，下面的两个料仓为封闭料仓，一个气动楔形插板阀设置在第一个料仓和第二个料仓连接部位，另一个气动楔形插板阀设置在第二个料仓和第三个料仓连接部位，螺旋送料机与最下面的料仓连接，并连接有一变频调速电机，螺旋送料机的左端与生物质干馏裂解系统中的螺旋干馏器连接，两个封闭料仓分别设置有螺旋搅拌器，生物质干馏裂解系统是由螺旋干馏器、焦油裂解器和加热器构成，螺旋干馏器和焦油裂解器相连接，螺旋干馏器的顶端连接有一调速电机，螺旋干馏器和焦油裂解器上分别设有加热器，炭粉回收系统是由集炭箱和滚筒式冷却器组成，集炭箱与焦油裂解器连接，两者之间由一重力式炭封连接，集炭箱为密封的，排炭口设置于滚筒式冷却器下方位置，燃气集气管由集炭箱引出外接燃气净化并输送贮存系统。
2.根据权利要求1所述的一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于：所述的每个气动楔形插板阀都与料位测定仪联锁。
3.根据权利要求1所述的一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于：所述的螺旋干馏器是由耐热材料制成的螺杆和套筒组成。
4.根据权利要求1所述的一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于：所述的加热器采用电加热或燃气加热。
5.根据权利要求1所述的一种利用生物质螺旋干馏裂解制取燃气的装置，其特征在于：所述的集炭箱与滚筒式冷却器之间设有电动插板阀。
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