CN202030707U - 一种适合细小颗粒生物质原料的炭化转炉 - Google Patents

Abstract

为解决细小颗粒生物质原料的炭化设备问题，本实用新型提供了一种适用的炭化转炉，该炭化转炉分成干燥段和炭化段，其主体部分均为圆筒结构，用耐热不锈钢或内外表面进行搪瓷处理的耐热钢制成，转筒内侧设置翻料筋。干燥段采用内热式的烟道气加热；炭化段采用外热式的烟道气加热。物料从加料斗经进料螺旋输送机加到干燥段的转筒中，干燥后的物料通过下料槽落到炭化段转筒中，经炭化后的炭化料从转筒的另一端卸出，通过暂存箱进行出料。热解产生的可燃气体通过管道返回到炭化段的燃烧室进行燃烧来加热炭化段转筒，将炭化段的加热烟道气通入干燥段转筒中直接加热物料。可以通过调节燃料的添加量或在烟道气中通入适量空气来调节控制烟道气的温度。

Description

一种适合细小颗粒生物质原料的炭化转炉

一、技术领域

本实用新型涉及生物质材料的干馏炭化设备，尤其是适用于细小颗粒生物质原料的炭化转炉。 

二、背景技术 

生产活性炭的方法有两种，一种是物理活化法，如以水蒸汽为活化剂的活化法；一种是化学活化法，如以磷酸为活化剂的活化法。物理活化法生产活性炭的最大优点是生产工艺对环境的影响很小，除在局部产生少量的粉尘外，对大气和水体环境的影响很小。物理活化法生产活性炭需要经过原料的炭化和活化这两个主要工序，炭化就是生物质原料或含碳原料在高温下干馏热解制成炭的过程。用物理活化法生产活性炭的原料主要是煤和生物质原料如木材、果核壳等，在北方以煤为主，在南方以生物质原料为主。随着生态环保要求的日益严格，木材的砍伐量受到限制，目前在我国已经很少用木材作原料生产活性炭，取而代之的是用木材加工剩余物为原料生产活性炭的较多，如用木屑为原料，物理法流态化活化炉生产活性炭，其产品质量较好。用该工艺生产活性炭，首先要将木屑炭化制成木屑炭，然后，木屑炭在流态化炉中进行高温活化。由于木屑的颗粒较细，透气性较差，同时，木屑的导热系数较小，传热性能较差，再者就是木屑在于馏中产生焦油会使物料相互粘结成块，适用于颗粒或块状物料的自燃式移动床炭化炉，将不适合用于木屑的炭化，到目前，还没有较好的木屑炭化设备应用于生产，现在常用的木屑炭化方法是将成堆的木屑点燃，然后不断地在燃烧的木屑堆上加木屑，使木屑处于半燃烧状态，最终用水熄灭燃烧的木屑堆，这样，达到完成木屑炭化的目的。这种炭化方法存在着以下缺点：(1)物料的炭化温度不均匀，炭化料的质量不均匀；(2)半燃烧炭化的状态完全凭操作人员的经验进行控制，如控制不好，可能未完全炭化，也可能过分燃烧而灰化严重，炭的得率和质量受操作工的责任心和经验影响很大；(3)木屑炭化的得率较低，原料消耗较大；(4)由于木屑堆处于半燃烧状态，产生大量的烟雾，对周围环境产生较大的影响；(5)炭堆最后需用水熄灭和冷却，得到的木屑炭的水分含量较高，在进行活化前还要经过烘干，既增加生产工序，显得较麻烦，又增加了能源消耗，提高生产成本。因此，开发先进适用的木屑炭化设备就显得非常必要。本实用新型提供了一种适用于细小颗粒生物质原料的炭化转炉。 

三、实用新型内容

为解决细小颗粒生物质原料的炭化设备问题，本实用新型提供了一种适用于细小颗粒生 物质原料的炭化转炉，它具有连续化生产，利用原料热解产生的可燃气体燃烧来提供炭化过程所需的热量，正常生产时基本不用外加燃料，能耗省，炭化料的质量易控制，操作方便等特点。该炭化转炉分成干燥段和炭化段两部分，其主体部分均为圆筒结构，转炉筒体用耐高温的不锈钢或内外表面进行搪瓷处理的耐热钢制成，转筒内侧设置翻料筋。干燥段采用内热式烟道气直接加热；炭化段采用外热式烟道气间接加热。干燥段和炭化段的筒体两端装有托轮，整体安装在支承轮上，筒体的安装斜度与水平成4～6度角，由一台调速电机经减速机通过传动机构和传动齿轮驱动两个转筒同时旋转，使筒内的物料得到搅拌。物料从加料斗经进料螺旋加入到干燥段的转筒中，随着筒体的旋转，经干燥后的物料从干燥段的另一端通过下料槽落到炭化段转筒中，被转筒外的烟道气加热而热解，热解产生可燃气体通过管道返回到炭化段的燃烧室进行燃烧，来加热炭化段转筒，经炭化后的炭化料从筒体的另一端卸出，暂时贮存在暂存箱中，并间隔适当时间进行出料，在炭化料暂存箱上接可燃气体导出口。 

在炭化段转筒外设置燃烧室，在烘炉启动时用燃料燃烧的烟道气加热转筒壁，经筒壁将热量传给筒内的物料，使其被加热炭化。在正常的炭化时，将原料热解时产生的可燃气体引入到燃烧室中燃烧以加热筒体，达到热能循环利用的目的。用管道将炭化段的加热用烟道气引至干燥段的转筒内加热物料，实现快速去除原料中的水分。可以通过调节燃料的添加量或在加热烟道中吸入适量空气来调节控制烟道气的温度。 

四、附图说明

图1为炭化转炉的立面剖视结构示意图，(1)为支承轮；(2)为加料螺旋输送机，用不锈钢制成；(3)为加料斗，不锈钢制成；(4)为尾气出口；(5)、(11)为支承托轮；(6)、(8)为传动齿轮；(7)为干燥段筒体，用耐高温不锈钢或耐热钢制成；(9)烟道气接管；(10)为下料槽；(12)为炭化段加热烟道；(13)为炭化段筒体，用耐高温的410S不锈钢或耐热钢制成；(14)为耐火层，用耐火砖砌成；(15)为保温层；(16)为炭化炉外层，用普通砖砌成；(17)为热解可燃气体出口；(18)为炭化料暂存箱，用不锈钢制成；(19)为冷却夹套；(20)为燃烧加热室；(21)为出料闸板。 

图2为图1中A-A横截面的剖面图，(22)为翻料和加强筋；(23)为燃烧室炉栅；(24)为燃料加入口；(25)为热解可燃气烧嘴；其余部件说明同图1。 

五、具体实施方式

本实用新型所述的炭化转炉为内热式和外热式相结合的两段筒体结构，分成内热式的干燥段和外热式的炭化段，其直径和长度可分别根据产量要求来确定，一般来说，干燥段和炭化段的直径应在1.0～3.0米，长度应在5～20米，较合适的直径为1.5～2.0米，较适宜长度为 10～18米。炭化工艺的操作是这样实现的：如图1所示，干燥段和炭化段转筒的安装斜度均与水平成4～6度角，用一台调速电机并通过减速机和传动机构及传动齿轮同时驱动干燥段和炭化段的转筒慢速旋转。待炭化的物料从加料斗(3)经螺旋输送机(2)加入到干燥段转筒中，经过于燥去除水分后从转筒的另一端通过下料槽(10)下落到炭化段的转筒中，被其外面的烟道气加热而得到炭化，经炭化后的炭化料从炭化段的转筒另一端掉落到暂存箱(18)中，在暂存箱外的冷却夹套中通自来水进行冷却。当物料将要堆积到炭化段转筒的出料口时(可通过试验测定堆满暂存箱的转筒出料口下方部分的体积所需时间来确定)，打开暂存箱下面的出料闸板放出炭化料，运到活化工序进行活化处理。由于在干燥段和炭化段转筒内壁安装了图2所示的翻料筋(22)，随着筒体的旋转，物料被带到一定高度后再掉落下来，起到翻动物料的作用。如图1所示，原料在炭化段干馏热解过程中产生的可燃气体经出口(17)通过管道引至烧嘴(25)进行燃烧，充分利用其热能来加热炭化段转筒外壁，经筒壁将热量传给筒内的物料，使其被加热而得到炭化。加热炭化段转炉的烟道气温度控制在300～400℃，如热解可燃气体燃烧产生的烟道气温度达不到上述要求，则在炭化转炉的燃烧室中添加燃料进行燃烧，使加热烟道气温度达到300～400℃的要求，用热电偶来测定加热烟道气的温度，可以通过调节燃料的添加量或在加热烟道中通入适量空气来调节控制烟道气的温度。将炭化段的加热烟道气引至干燥段的转筒中与物料直接接触，快速去除原料中的水分，实现烟道气余热的充分利用，可通过通入适量的空气来调节适合干燥段的烟道气温度。 

Claims (3)

1.一种适合细小颗粒生物质原料的炭化转炉，其特征是：转炉筒体用耐高温的不锈钢或内外表面进行搪瓷处理的耐热钢制成。

2.根据权利要求1所述的一种适合细小颗粒生物质原料的炭化转炉，其特征是：转炉的筒体分成干燥段和炭化段两部分，干燥段采用内热式烟道气直接加热物料，炭化段采用外热式烟道气通过筒壁间接加热物料。

3.根据权利要求1所述的一种适合细小颗粒生物质原料的炭化转炉，其特征是：在炭化料暂存箱上接可燃气体导出口，用管道将可燃气体引到炭化炉的燃烧室进行燃烧；用管道将炭化段的加热用烟道气引至干燥段的转筒内加热物料。

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