CN202717749U - 生物质热解炭化系统设备 - Google Patents
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Abstract
生物质热解炭化系统设备，它涉及热解炭化设备领域。它的生物原料储物仓与破碎装置连接，破碎装置与烘干装置连接，烘干装置分别与除尘脱硫装置、热解炭化旋转炉连接，除尘脱硫装置与引风机连接，引风机与烟囱连接，热解炭化旋转炉分别与油气分离装置、黑炭储存仓连接，油气分离装置分别与可燃气罐储存箱、油水分离装置连接，油水分离装置分别与储油罐、木醋液净化装置连接，热解炭化旋转炉与烘干装置连接。它能对生物质进行高效率的炭化处理，能连续投料、连续出料、出炭率高，提高了作业环境，实现工业化生产，且出炭时间短，耗能低。
Description
技术领域：
本实用新型涉及热解炭化设备领域，尤其涉及一种生物质热解炭化系统设备以及用于该热解炭化系统设备的热解碳化旋转炉。
背景技术：
随着石油和其他化石燃料的日趋枯竭和全球对温室气体排放引起的气候变化问题的关注，开发利用可再生能源，提高能源利用率，实现节能减排成为世界能源发展的主要旋律。
农作物秸杆、林业废弃物和杂草等生物质是一个巨大的可再生资源，生物质能源作为一种新能源，具有低硫、低氮和零CO2净排放的特点。通过将生物质进行干馏热解炭化工艺，转化为优质可燃气体、生物炭和生物质油等工业产品，炭化生产是开发利用可再生能源的一条重要技术路线，具有较为良好的经济效益、社会效益和生态效益，成为国家重点开发推广的农村绿色能源项目。目前这方面的技术装置主要是传统的土焖炭炉和立式炭化炉，炭化时间长，效率低，耗能高，适用原料很有限；新近开发的池式炭化炉虽然在炭化效率和适用种类上有很大提高，但也存在不能连续投料生产和出炭难题。以上已有炭化技术装置均存在着不能连续投料、连续出料、出炭难度大、作业环境差，不能连续进行炭化生产只能间断作业等技术缺陷，造成炭化生产效率低，制约着生物质炭化的产业化发展。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供一种生物质热解炭化系统设备，它能对生物质进行高效率的炭化处理，能连续投料、连续出料、出炭率高，提高了作业环境，实现工业化生产，且出炭时间短，耗能低。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用如下技术方案：它包含生物原料储物仓21、破碎装置22、烘干装置23、除尘脱硫装置24、引风机25、烟囱26、可燃气罐储存箱28、储油罐29、木醋液净化装置30、油水分离装置31、油气分离装置32、热解炭化旋转炉34、黑炭储存仓35，生物原料储物仓21与破碎装置22连接，破碎装置22与烘干装置23连接，烘干装置23分别与除尘脱硫装置24、热解炭化旋转炉34连接，除尘脱硫装置24与引风机25连接，引风机25与烟囱26连接，热解炭化旋转炉34分别与油气分离装置32、黑炭储存仓35连接，油气分离装置32分别与可燃气罐储存箱28、油水分离装置31连接，油水分离装置31分别与储油罐29、木醋液净化装置30连接，热解炭化旋转炉34与烘干装置23连接。
所述的热解炭化旋转34包含进料推杆装置1、进料开口2、釜体3、炉膛4、烟气出口5、循环导热管6、炉膛温控装置7、釜体温控装置8、出料装置10、出料传送装置11、出料开口12、支撑座13、加热装置14、传动装置15、进料装置16，进料推杆装置1的外表面与进料装置16的内壁可滑动连接，进料装置16上设置有进料开口2，进料装置16与釜体3的一端动静密封连接，两个支撑座13分别安装在釜体3的两侧，且可旋转的支撑釜体3，炉膛4设置在釜体3中部的外侧，且炉膛4与釜体3的接触部位为填料弹压密封连接，加热装置14设置在炉膛4的下侧且穿透炉膛4的底壁进入炉膛4内部，烟气出口5、循环导热管6均设置在炉膛4的上侧且与炉膛4连通，循环导热管6与设置于热解炭化旋转炉外部的烘干装置连通，烟气出口5与烟囱连通，炉膛温控装置7设置在釜体3与炉膛4的空隙处，釜体温控装置8设置在釜体3的内部且靠近气体出口9，气体出口9设置在出料装置10的上侧，出料装置10与釜体3的另一端连接且为旋转迷宫密封连接，出料装置10的下侧设置有出料传送装置11，出料传送装置11的一侧设置有出料开口12，传动装置15设置在釜体3的一侧。
所述的釜体3、进料装置16的内壁均为圆筒状。
所述的进料推杆装置1为活塞结构或螺旋输送结构。
所述的出料传送装置11为螺杆结构或活塞结构或叶片结构。
所述的炉膛温控装置7、釜体温控装置8均为温度传感器。
所述炉膛4采用耐火砖、保温砖和陶瓷纤维棉中的一种或多种组合垒砌而成。
所述的传动装置15为齿轮传动装置。
所述的烘干装置23替换为余热利用装置，通过余热利用装置收集热解炭化旋转34产生的高温烟气，收集的热能一部分给物料进行烘干，另一部分做为热能再利用，可以根据物料的需求可以取消烘干装置23或余热利用装置，热解炭化旋转34产生的高温烟气直接排出。
本实用新型的工作原理为：来自生物原料储物仓21的生物质原料依次经过以预定的破碎要求破碎该生物质原料的破碎装置22和烘干装置23后进入热解炭化部分，并由该热解炭化部分进行炭化处理。更为具体地，进入热解炭化部分的生物质原料由该热解炭化部分中的热解炭化旋转炉34进行炭化处理，接下来，经过热解炭化部分炭化处理后生成的黑炭进入黑炭储存仓35以供后续使用，同时，经过热解炭化部分炭化处理后生成包含可燃气和气态焦油的气体进入油气分离装置32，并由该油气分离装置32进行油气分离，经分离后的焦油经过油水分离装置31，以分离出焦油和木醋液，分离得到的焦油进入储油罐29以供后续使用，且分离得到的木醋液进入木醋液净化装置进行处理后外供。储油罐29中的焦油可以被提供用于各种用途。它还包括接收来自热解炭化部分的烟气并利用该烟气余热烘干生物质的烘干装置23，接收经过烘干装置23处理后的烟气并对该烟气进行除尘脱硫处理的除尘脱硫装置24，以及将经过除尘脱硫装置24的烟气吸引到用于烟气排出的烟囱的引风机25，从而向外排出达标的烟气。
本实用新型中热解炭化旋转炉34的工作原理为：当生物质原料从进料装置16的进料开口2进入该热解炭化旋转炉时，生物质原料首先由进料装置16的进料推杆装置1传送到釜体3的一端，且由釜体3旋转向釜体3的另一端传送。同时，加热装置14对釜体3位于炉膛4内部的中间部分加热到350℃-450℃，从而当生物质原料由釜体3旋转经过釜体3的中间部分时，生物质原料在该中间部分被加热进行炭化处理，进而产生黑炭、焦油和燃气。接下来，所产生的黑炭由釜体3旋转传送到釜体3的另一端，并通过出料装置10上的出料传送装置11从出料开口12排出，且所产生的燃气和气态焦油则通过出料装置10上侧的气体出口9被排出。
本实用新型中烟气出口5和循环导热管6位于炉膛4的上方，且与炉膛4连通。具体来说，循环导热管6与设置于热解炭化旋转炉外部的烘干装置连通，烟气出口5则直接与烟囱连通。通过这样的构造，在正常运转状态下，加热装置14在炉膛4内部燃烧时所产生的烟气分别经过循环导热管6、烘干装置从烟囱排出。而在低速或少量炭化的过程中，加热装置14在炉膛4内部燃烧时所产生的烟气则直接经过烟气出口5、烟囱排出。更为具体地，当加热装置14在炉膛4内部燃烧时所产生的烟气经过循环导热管6进入烘干装置后，该烘干装置利用烟气余热对还没有进入釜体3的生物质原料进行干燥，然后使得该烟气进入除尘脱硫装置，再经过烟囱排放。通过这样的结构，能够有效地利用在生物质处理过程中所产生的热量，大大地节约了能源。
本实用新型在对生物质进行炭化的过程中能够实现连续地进出料作业，并且保证了在生物质炭化过程中各连接部位和传动部位之间的密封性能，从而保证了釜体3内部在炭化过程中的缺氧环境。进一步，通过提供的炭化旋转炉，在对生物质原料进行炭化处理后得到了黑炭、焦油以及燃气等多态燃料，有效地解决了生物质炭化过程中自身能源的循环利用，有效地实现了节能的目的。
本实用新型能对生物质进行高效率的炭化处理，能连续投料、连续出料、出炭率高，提高了作业环境，实现工业化生产，且出炭时间短，耗能低。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图，
图2为具体实施方式二的结构示意图，
图3为本实用新型中热解炭化旋转炉34的结构示意图。
具体实施方式一：
参看图1，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含生物原料储物仓21、破碎装置22、烘干装置23、除尘脱硫装置24、引风机25、烟囱26、可燃气罐储存箱28、储油罐29、木醋液净化装置30、油水分离装置31、油气分离装置32、热解炭化旋转炉34、黑炭储存仓35，生物原料储物仓21与破碎装置22连接，破碎装置22与烘干装置23连接，烘干装置23分别与除尘脱硫装置24、热解炭化旋转炉34连接，除尘脱硫装置24与引风机25连接，引风机25与烟囱26连接，热解炭化旋转炉34分别与油气分离装置32、黑炭储存仓35连接，油气分离装置32分别与可燃气罐储存箱28、油水分离装置31连接，油水分离装置31分别与储油罐29、木醋液净化装置30连接，热解炭化旋转炉34与烘干装置23连接。
参看图3，所述的热解炭化旋转34包含进料推杆装置1、进料开口2、釜体3、炉膛4、烟气出口5、循环导热管6、炉膛温控装置7、釜体温控装置8、出料装置10、出料传送装置11、出料开口12、支撑座13、加热装置14、传动装置15、进料装置16，进料推杆装置1的外表面与进料装置16的内壁可滑动连接，进料装置16上设置有进料开口2，进料装置16与釜体3的一端动静密封连接，两个支撑座13分别安装在釜体3的两侧，且可旋转的支撑釜体3，炉膛4设置在釜体3中部的外侧，且炉膛4与釜体3的接触部位为填料弹压密封连接，加热装置14设置在炉膛4的下侧且穿透炉膛4的底壁进入炉膛4内部，烟气出口5、循环导热管6均设置在炉膛4的上侧且与炉膛4连通，循环导热管6与设置于热解炭化旋转炉外部的烘干装置连通，烟气出口5与烟囱连通，炉膛温控装置7设置在釜体3与炉膛4的空隙处，釜体温控装置8设置在釜体3的内部且靠近气体出口9，气体出口9设置在出料装置10的上侧，出料装置10与釜体3的另一端连接且为旋转迷宫密封连接，出料装置10的下侧设置有出料传送装置11，出料传送装置11的一侧设置有出料开口12，传动装置15设置在釜体3的一侧。
所述的釜体3、进料装置16的内壁均为圆筒状。
所述的进料推杆装置1为活塞结构或螺旋输送结构。
所述的出料传送装置11为螺杆结构或活塞结构或叶片结构。
所述的炉膛温控装置7、釜体温控装置8均为温度传感器。
所述炉膛4采用耐火砖、保温砖和陶瓷纤维棉中的一种或多种组合垒砌而成。
所述的传动装置15为齿轮传动装置。
所述的烘干装置23替换为余热利用装置，余热利用装置收集热解炭化旋转34产生的高温烟气，收集的热能一部分给物料进行烘干，另一部分做为热能再利用，可以根据物料的需求可以取消烘干装置23或余热利用装置，热解炭化旋转34产生的高温烟气直接排出。
本具体实施方式的工作原理为：来自生物原料储物仓21的生物质原料依次经过以预定的破碎要求破碎该生物质原料的破碎装置22和烘干装置23后进入热解炭化部分，并由该热解炭化部分进行炭化处理。更为具体地，进入热解炭化部分的生物质原料由该热解炭化部分中的热解炭化旋转炉34进行炭化处理，接下来，经过热解炭化部分炭化处理后生成的黑炭进入黑炭储存仓35以供后续使用，同时，经过热解炭化部分炭化处理后生成包含可燃气和气态焦油的气体进入油气分离装置32，并由该油气分离装置32进行油气分离，经分离后的焦油经过油水分离装置31，以分离出焦油和木醋液，分离得到的焦油进入储油罐29以供后续使用，且分离得到的木醋液进入木醋液净化装置进行处理后外供。储油罐29中的焦油可以被提供用于各种用途。它还包括接收来自热解炭化部分的烟气并利用该烟气余热烘干生物质的烘干装置23，接收经过烘干装置23处理后的烟气并对该烟气进行除尘脱硫处理的除尘脱硫装置24，以及将经过除尘脱硫装置24的烟气吸引到用于烟气排出的烟囱26的引风机25，从而向外排出达标的烟气。
本具体实施方式中热解炭化旋转炉34的工作原理为：当生物质原料从进料装置16的进料开口2进入该热解炭化旋转炉时，生物质原料首先由进料装置16的进料推杆装置1传送到釜体3的一端，且由釜体3旋转向釜体3的另一端传送。同时，加热装置14对釜体3位于炉膛4内部的中间部分加热到350℃-450℃，从而当生物质原料由釜体3旋转经过釜体3的中间部分时，生物质原料在该中间部分被加热进行炭化处理，进而产生黑炭、焦油和燃气。接下来，所产生的黑炭由釜体3旋转传送到釜体3的另一端，并通过出料装置10上的出料传送装置11从出料开口12排出，且所产生的燃气和气态焦油则通过出料装置10上侧的气体出口9被排出。
本具体实施方式中烟气出口5和循环导热管6位于炉膛4的上方，且与炉膛4连通。具体来说，循环导热管6与设置于热解炭化旋转炉外部的烘干装置连通，烟气出口5则直接与烟囱连通。通过这样的构造，在正常运转状态下，加热装置14在炉膛4内部燃烧时所产生的烟气分别经过循环导热管6、烘干装置从烟囱排出。而在低速或少量炭化的过程中，加热装置14在炉膛4内部燃烧时所产生的烟气则直接经过烟气出口5、烟囱排出。更为具体地，当加热装置14在炉膛4内部燃烧时所产生的烟气经过循环导热管6进入烘干装置后，该烘干装置利用烟气余热对还没有进入釜体3的生物质原料进行干燥，然后使得该烟气进入除尘脱硫装置，再经过烟囱排放。通过这样的结构，能够有效地利用在生物质处理过程中所产生的热量，大大地节约了能源。
具体实施方式二：
参看图2，本具体实施方式与具体实施方式一不同的在于它还包含抽气机27、缓冲装置33，可燃气罐储存箱28与抽气机27连接，抽气机27与缓冲装置33连接，缓冲装置33与热解炭化旋转炉34连接。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
本具体实施方式中的抽气机27可以将可燃气储存箱28中的可燃气抽吸到诸如压缩机等的缓冲装置33中，并通过该缓冲装置33送入热解炭化部分，以供热解炭化部分产生热能使用。
本具体实施方式在对生物质进行炭化的过程中能够实现连续地进出料作业，并且保证了在生物质炭化过程中各连接部位和传动部位之间的密封性能，从而保证了釜体3内部在炭化过程中的缺氧环境。进一步，通过提供的炭化旋转炉，在对生物质原料进行炭化处理后得到了黑炭、焦油以及燃气等多态燃料，有效地解决了生物质炭化过程中自身能源的循环利用，有效地实现了节能的目的。
本具体实施方式能对生物质进行高效率的炭化处理，能连续投料、连续出料、出炭率高，提高了作业环境，实现工业化生产，且出炭时间短，耗能低。
Claims (9)
1.生物质热解炭化系统设备，其特征在于它包含生物原料储物仓(21)、破碎装置(22)、烘干装置(23)、除尘脱硫装置(24)、引风机(25)、烟囱(26)、可燃气罐储存箱(28)、储油罐(29)、木醋液净化装置(30)、油水分离装置(31)、油气分离装置(32)、热解炭化旋转炉(34)、黑炭储存仓(35)，生物原料储物仓(21)与破碎装置(22)连接，破碎装置(22)与烘干装置(23)连接，烘干装置(23)分别与除尘脱硫装置(24)、热解炭化旋转炉(34)连接，除尘脱硫装置(24)与引风机(25)连接，引风机(25)与烟囱(26)连接，热解炭化旋转炉(34)分别与油气分离装置(32)、黑炭储存仓(35)连接，油气分离装置(32)分别与可燃气罐储存箱(28)、油水分离装置(31)连接，油水分离装置(31)分别与储油罐(29)、木醋液净化装置(30)连接，热解炭化旋转炉(34)与烘干装置(23)连接。
2.根据权利要求1所述的生物质热解炭化系统设备，其特征在于所述的热解炭化旋转炉(34)包含进料推杆装置(1)、进料开口(2)、釜体(3)、炉膛(4)、烟气出口(5)、循环导热管(6)、炉膛温控装置(7)、釜体温控装置(8)、出料装置(10)、出料传送装置(11)、出料开口(12)、支撑座(13)、加热装置(14)、传动装置(15)、进料装置(16)，进料推杆装置(1)的外表面与进料装置(16)的内壁可滑动连接，进料装置(16)上设置有进料开口(2)，进料装置(16)与釜体(3)的一端动静密封连接，两个支撑座(13)分别安装在釜体(3)的两侧且可旋转的支撑釜体(3)，炉膛(4)设置在釜体(3)中部的外侧，且炉膛(4)与釜体(3)的接触部位为填料弹压密封连接，加热装置(14)设置在炉膛(4)的下侧且穿透炉膛(4)的底壁进入炉膛(4)内部，烟气出口(5)、循环导热管(6)均设置在炉膛(4)的上侧且与炉膛(4)连通，循环导热管(6)与设置于热解炭化旋转炉外部的烘干装置连通，烟气出口(5)与烟囱连通，炉膛温控装置(7)设置在釜体(3)与炉膛(4)的空隙处，釜体温控装置(8)设置在釜体(3)的内部且靠近气体出口(9)，气体出口(9)设置在出料装置(10)的上侧，出料装置(10)与釜体(3)的另一端连接且为旋转迷宫密封连接，出料装置(10)的下侧设置有出料传送装置(11)，出料传送装置(11)的一侧设置有出料开口(12)，传动装置(15)设置在釜体(3)的一侧。
3.根据权利要求1所述的生物质热解炭化系统设备，其特征在于所述的进料推杆装置(1)为活塞结构。
4.根据权利要求1所述的生物质热解炭化系统设备，其特征在于所述的进料推杆装置(1)替换为螺旋输送结构。
5.根据权利要求1所述的生物质热解炭化系统设备，其特征在于所述的出料传送装置(11)为螺杆结构。
6.根据权利要求1所述的生物质热解炭化系统设备，其特征在于所述的出料传送装置(11)替换为活塞结构。
7.根据权利要求1所述的生物质热解炭化系统设备，其特征在于它还包含抽气机(27)、缓冲装置(33)，可燃气罐储存箱(28)与抽气机(27)连接，抽气机(27)与缓冲装置(33)连接，缓冲装置(33)与真空炭化旋转炉(34)连接。
8.根据权利要求1所述的生物质热解炭化系统设备，其特征在于所述的出料传送装置(11)替换为叶片结构。
9.根据权利要求1所述的生物质热解炭化系统设备，其特征在于所述的烘干装置(23)替换为余热利用装置。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130206 Termination date: 20150821 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |