CN204298325U - 生物质一体化炭化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物质一体化炭化装置，包括支架和设置在支架上的炭化筒，炭化筒具有在上部的进料口和在下部的出炭口，炭化筒的外壁面上设有加热圈，其特征在于，还包括螺旋出料机构、冷却筒和过滤筒，螺旋出料机构在炭化筒的出炭口下方，冷却筒通过排烟管与炭化筒连通，通过气管与过滤筒连通，冷却筒的内部设有多根冷却管，冷却筒上设有与所述冷却管连通的进水口和出水口，冷却筒的下部设有焦油出口，过滤筒与排气管连通，过滤筒中装有过滤物。生物质炭从螺旋出料机构输送出来，自动取碳，生产效率高、安全性好；冷却筒将焦油从烟气中分离开，实现了焦油的回收利用；过滤筒对气体进行过滤净化后再向外排放，排放符合环保要求，保护了环境。

Description

生物质一体化炭化装置

技术领域

本实用新型属于生物质能源制备技术领域，尤其涉及一种生物质一体化炭化装置。

背景技术

生物质能源是一种可再生能源，含硫、氮等污染物少，热化学转化不会造成额外的二氧化碳排放。生物质炭化就是将生物质原料放入炭化炉中，在相对缺氧的状态下进行自然式暗火干馏，在控制燃烧时间和温度的情况下，使生物质原料逐步炭化，生成生物质炭和烟气。现有的炭化装置通常采用手工方式人工取炭，速度慢且效率低；由于炭的温度比较高，人工取炭存在很大的安全隐患，而且工作环境不好，不利于生产人员的身体健康。生物质炭化产生的烟气可以经过进一步分离后得出焦油和热解气，热解气中含有甲烷与氢气等，这些物质都可以被充分使用。但是，现有的炭化装置，只保留了生物碳，把烟气焦油直接当废弃物排掉，这不但造成资源浪费，而且污染了环境。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种自动取炭、可回收焦油并对排放气体进行净化的生物质一体化炭化装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种生物质一体化炭化装置，包括支架和设置在支架上的炭化筒，炭化筒具有在上部的进料口和在下部的出炭口，炭化筒的外壁面上设有加热圈，其特征在于，还包括螺旋出料机构、冷却筒和过滤筒，螺旋出料机构在炭化筒的出炭口下方，冷却筒通过排烟管与炭化筒连通，通过气管与过滤筒连通，冷却筒的内部设有多根冷却管，冷却筒上设有与所述冷却管连通的进水口和出水口，冷却筒的下部设有焦油出口，过滤筒与排气管连通，过滤筒中装有过滤物。

生物质原料在炭化炉内炭化，炭化产生的生物质炭从螺旋出料机构输送出来，自动取碳，生产效率高、安全性好；产生的烟气进入冷却筒，在冷却筒内进行冷却，焦油遇冷后冷凝为液体存积在冷却筒的下部，冷却筒将焦油从烟气中分离出来，实现了焦油的回收利用；而烟气中的非冷凝气则进入过滤筒，气体经过过滤净化后再向外排放，排放符合环保要求，保护了环境。

进一步地，炭化筒的下部设有进气口，进气口上安装用于调节进气量的调节元件。通过调节元件来调节炭化筒的进氧量和吸风量，以控制炭化时间、温度和质量。

更进一步地，所述排烟管的一端连接炭化筒的上部，另一端连接冷却筒的下部，气管均连接冷却筒的上部和过滤筒的上部，排气管连接过滤筒的下部。烟气在冷却筒和过滤筒内均具有最大行程，使冷却和过滤净化更加充分，效果更好。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

下面结合附图对本实用新型作详细描述。

具体实施方式

参见图1，生物质一体化炭化装置，包括支架1和设置在支架1上的炭化筒2。炭化筒2大体为薄壁圆柱形不锈钢筒体，上部具有进料口，在进料口的上方设置漏斗状的料斗8，下部大体呈漏斗状并具有出炭口22。炭化筒2在其中部的外壁面上设有两个加热圈3，采用电热方式来加热炭化筒2。在两个加热圈3之间设置有检测口，在检测口处安装温度检测元件以检测炭化筒2的温度。炭化筒2的下部设有多个进气口21，进气口21上安装用于调节进气量的调节元件，在本实施例中，调节元件为螺纹管。通过调节元件来调节炭化筒的进氧量和吸风量，以控制炭化时间、温度和质量。加热圈3的外围设有防护罩4，可防止炭化筒2和加热圈3的热量向外扩散，起到保温作用，同时还可以防止生产人员被烫伤，避免发生生产事故。

炭化筒2的上部安装有插板81和旋转封板82，插板81和旋转封板82均位于进料口和排烟管71之间，插板81在旋转封板82的上方。插板81采用可插拔方式安装在炭化筒2上，旋转封板82采用可旋转方式安装在炭化筒2上。进料时，把插板81拔出，并把旋转封板82旋转至非密封位置，生物质原料从料斗8直接掉进炭化筒2中。进料完成后，再把插板81插入，并把旋转封板82旋转至密封位置。插板81和旋转封板82起到双重隔离密封作用，防止炭化筒2内的热量和烟气等从进料口出来。

螺旋出料机构在炭化筒2的出炭口22的下方，包括外筒91、设置在外筒91中的旋转轴以及与旋转轴连接的电机92，旋转轴上安装有螺旋叶片，外筒91的左端开口，炭化筒2的出炭口22插入外筒91中。在外筒91左端的下方，放置有存炭筒93，用于放置从外筒91出来的成品炭。电机92转动，带动旋转轴转动，把外筒91中的炭向左端输送。可通过编程定时控制电机92的转动，从而实现定时出炭。螺旋出料机构可以定时出炭，自动化程度高、生产效率高且安全性好。

冷却筒5在炭化筒2的右侧，炭化筒2通过排烟管71与冷却筒5连通。冷却筒5的上端部密封，下部为漏斗状，下端部为焦油出口54。冷却筒5的内部设有七根冷却管51，冷却筒5的筒体上设有进水口52和出水口53，进水口52和出水口53均与冷却管51连通，均通过水管连接水箱7。水箱7中的冷水从进水口52流入冷却管51中，之后再从出水口53流回水箱7，这样形成冷却源循环，对冷却筒5中的烟气进行循环冷却。冷却源还可以是冷气。炭化筒2中的生物质原料在炭化过程中产生大量的烟气，烟气含有焦油、一氧化碳、甲烷和灰尘等，烟气从排烟管71进入冷却筒5中，从冷却筒5的下部向上流动，产生分散冷却，同时与冷却管51发生热交换，烟气中的焦油为冷凝气体，遇冷会冷凝为液体，冷凝后的焦油存积在冷却筒5下部，而烟气中的非冷凝气体则从气管72流到过滤筒6中。冷却筒将焦油从烟气中分离开，实现了焦油的回收利用。在冷却筒的焦油出口54处设置阀门55，阀门55下方放置焦油筒56，经过一个时段开启阀门55将存积的焦油放入焦油筒56内。相隔一段时间用自来水冲洗清理一次，以防焦油凝聚堵住出口管孔。

过滤筒6在冷却筒5的右侧，与排气管73连通，并通过气管72与冷却筒5连通。过滤筒6的两端封闭，其内部设有网板62和过滤物61，过滤物61放置在网板62上。进入过滤筒6的烟气经过滤物61过滤净化后再通过排气管73向外排放，排放符合环保要求，保护了环境。过滤物可以是生物质炭或其他物质。排放气体中含有少量一氧化碳、甲烷与氢气等易燃成分。如果实验需要做气体检测，可从排放口取样接入气体检测仪，但不准堵死排气管出口。

排烟管71的一端连接炭化筒2的上部，另一端连接冷却筒5的下部，气管72均连接冷却筒5的上部和过滤筒6的上部，排气管73连接过滤筒6的下部。烟气在冷却筒5和过滤筒6内均具有最大行程，使冷却和过滤净化更加充分，效果更好。

支架1的顶部设置电器箱10，以对装置进行控制。生物质原料在炭化筒内，通过筒体外围加温在相对缺氧的状态下进行原料热解反应，热解时间、温度、反应物产量与质量等通过进氧量和吸风量大小控制的。不同原料炭化可通过设定不同参数控制。各项技术参数指标通过可编程控制器设定，进行数据检测采集，并在显示屏显示。生物质原料经炭化后成品基本保持原状，体积相对缩小，可以作为生物质炭成型燃料、土壤修复用生物质炭等进一步深化加工成高附加值产品的原料。

使用时，生物质原料自身要干燥，含水量控制在20％以下，超过20％以上最好作烘干预处理。生物质原料必须是颗粒状，最大颗粒尺寸不能超过8×8mm，否则必须作切割处理，最长不超过8mm，但细小的粉末状原料最好不用。进料时控制一定的数量，要均匀装料、不能超过2kg，原料体积不能超过炭化筒容积的80％。筒内原料装好后，检查进气口、电器电线连接的安全，然后通电加热。保持一定氧气进入筒内，调节进气口的进氧量。从温控仪上观察原料自燃温度的状况，阶段性的调节进气口。从温控仪上检查温度状况，过高过低都要调节进气口同时要控制吸风量，从中找出规律性的温度控制标准。炭化原料不同进氧量和吸风量大小是不同的。在炭化过程中，也许会发生部分原料自身熄灭或炭化不完全、成品出来后有生熟混在一起的现象，经常检查炭化温度、速度、时间等状况很重要。检查成品质量，正确的判断成品的炭化时间、温度和出料间隔时间，根据成品质量调整所缺部分。由于筒内原料松密不一，松的易燃，密的自燃较慢，出料时容易产生下沉不一、生熟混合、迅速降温等现象。大约三个月左右最好要调换过滤用炭成品，清理网板，炭成品经清理翻晒后可重复使用。正常清理管内筒内焦油等，以防堵塞。排气管出口要隔离行人，决不能有明火出现，以防止出气口气体燃烧引起负压而导致不良后果发生。如果气体要作燃烧用，必须要增加一个气体转换增压装置、再转到燃烧装置才能使用。

Claims (8)

1.生物质一体化炭化装置，包括支架和设置在支架上的炭化筒，炭化筒具有在上部的进料口和在下部的出炭口，炭化筒的外壁面上设有加热圈，其特征在于，还包括螺旋出料机构、冷却筒和过滤筒，螺旋出料机构在炭化筒的出炭口下方，冷却筒通过排烟管与炭化筒连通，通过气管与过滤筒连通，冷却筒的内部设有多根冷却管，冷却筒上设有与所述冷却管连通的进水口和出水口，冷却筒的下部设有焦油出口，过滤筒与排气管连通，过滤筒中装有过滤物。

2.根据权利要求1所述的生物质一体化炭化装置，其特征在于，所述炭化筒的下部设有进气口，进气口上安装用于调节进气量的调节元件。

3.根据权利要求2所述的生物质一体化炭化装置，其特征在于，所述排烟管的一端连接炭化筒的上部，另一端连接冷却筒的下部，气管均连接冷却筒的上部和过滤筒的上部，排气管连接过滤筒的下部。

4.根据权利要求3所述的生物质一体化炭化装置，其特征在于，所述炭化筒进料口的上方设有料斗，炭化筒上安装有插板和旋转封板，插板和旋转封板位于进料口和排烟管之间。

5.根据权利要求4所述的生物质一体化炭化装置，其特征在于，所述加热圈的外围设有防护罩。

6.根据权利要求5所述的生物质一体化炭化装置，其特征在于，所述螺旋出料机构包括外筒、设置在外筒中的旋转轴和与旋转轴连接的电机，旋转轴上安装有螺旋叶片，外筒一端开口，所述炭化筒的出炭口插入外筒中。

7.根据权利要求6所述的生物质一体化炭化装置，其特征在于，还包括水箱，水箱通过水管连接所述冷却筒的进水口和出水口。

8.根据权利要求7所述的生物质一体化炭化装置，其特征在于，所述冷却筒的焦油出口处设置阀门，阀门下方放置焦油筒。