CN204311013U - 生物质连续炭化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生物质连续炭化装置，包括支架和设置在支架上的炭化筒，其特征在于，还包括一级螺旋输送器、出炭室和燃烧炉，一级螺旋输送器包括一级外筒、在一级外筒中的一级螺旋轴以及带动一级螺旋轴转动的一级电机，一级外筒的一端具有进料口，另一端穿过所述炭化筒后与所述出炭室连通，炭化筒与热能进管连通，热能从热能进管进入炭化筒与一级外筒之间的空间，出炭室通过烟气管与所述燃烧炉连通，燃烧炉连通所述热能进管，出炭室具有出炭口。本实用新型把炭化产生的烟气通过烟气管进入燃烧炉中燃烧，燃烧产生的能量又进入热能进管中作为炭化能量，实现了热能循环利用，消除污染排放。

Description

生物质连续炭化装置

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连续炭化装置。

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焦油，烟气焦油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。

现有的炭化装置，大部分都采用电热方式来加热炭化炉，对电能源的消耗量比较大。对于炭化过程中产生的大量烟气，有的做法是把烟气直接当废弃物排掉，这不但造成资源浪费，而且污染了环境；有的做法是对烟气进行冷却，对烟气中的焦油进行回收，但是，冷却往往不彻底，焦油的回收利用不充分。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种全新的生物质连续炭化装置，把炭化产生的烟气作为炭化热源，充分地回收和利用能源。

为了实现上述目的，本实用新型提供的生物质连续炭化装置包括支架和设置在支架上的炭化筒，其特征在于，还包括一级螺旋输送器、出炭室和燃烧炉，一级螺旋输送器包括一级外筒、在一级外筒中的一级螺旋轴以及带动一级螺旋轴转动的一级电机，一级外筒的一端具有进料口，另一端穿过所述炭化筒后与所述出炭室连通，炭化筒与热能进管连通，热能进管与燃烧炉连通，热能从热能进管进入炭化筒与一级外筒之间的空间，出炭室通过烟气管与所述燃烧炉连通，出炭室具有出炭口。

本实用新型热能进管把热能输送至炭化筒与一级外筒之间的空间，炭化筒内部快速升温，一级外筒中的生物质原料迅速自燃裂解，炭化产生的烟气通过烟气管进入燃烧炉中燃烧，燃烧产生的能量又进入热能进管中作为炭化能量，实现了热能循环利用，消除污染排放。

进一步地，生物质连续炭化装置还包括二级螺旋输送器、活化筒和活化气进管，二级螺旋输送器包括二级外筒、在二级外筒中的二级螺旋轴以及带动二级螺旋轴转动的二级电机，二级外筒的一端与所述出炭室的出炭口连接，另一端具有出料口，二级外筒从活化筒中穿过，活化气进管插入所述活化筒中并与二级外筒连接，活化筒通过活化热管与所述热能进管连通。刚炭化完成的炭直接进入二级外筒中，节省了活化升温时间和能源，活化气进管注入的高压蒸汽或其他化学气体均匀渗入到动态翻滚的物料中，活化速度快、产品品质高。

更进一步地，生物质连续炭化装置还包括炭化余热管和用于对生物质原料进行烘干的烘干机，炭化余热管的两端分别与炭化筒和烘干机连接。炭化筒内的炭化余热可以循环使用来烘干生物质原料，热量得到进一步循环利用。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为图1的俯视图。

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，生物质连续炭化装置包括支架1和设置在支架1上的炭化筒2。一级螺旋输送器包括一级外筒31、在一级外筒31中的一级螺旋轴32以及带动一级螺旋轴转动的一级电机33。一级外筒31的一端具有进料口34，生物质原料从进料口34进入一级外筒31中。一级螺旋轴32用于把一级外筒31中的生物质原料自左向右传输，在结构上，可以是在转轴上安装叶片的结构，也可以是螺杆。炭化筒2是全套装置关键的部件，筒体内筒采用耐高温不锈钢材料制作，外部用不锈钢材料密封，中间用耐高温珍珠砂与耐火泥隔热，外观造型简单大方。一级外筒31与一级螺旋轴32也采用耐高温不锈钢材料制作。出炭室4在炭化筒2的右侧，其上部连接烟气管52，下部具有出炭口41。一级外筒31从炭化筒2中穿过，其右端在出炭室4中且与出炭室4连通。一级外筒31和炭化筒2之间存在较大空间。炭化筒2的下部与热能进管51连通，上部连接炭化余热管55。炭化筒2体外有三段温度检测控制。参见图2，烟气管52与燃烧炉6连通，燃烧炉6与热能进管51连通。热能从热能进管51进入炭化筒2与一级外筒31之间的空间，炭化筒2内温度迅速升至燃点300度以上，一级外筒31中的物料迅速自燃裂解，随着一级螺旋轴32的连续推进，物料不断地翻滚而裂解温度上升到500度以上，促使物料在短时内均匀炭化，物料在动态中无明火自燃连续快速干馏炭化，成品炭化效率高。而常规立式炭化炉在相对缺氧状况下闷烧，炭化层自然下降，时间长、效率低、品质有时生熟不均匀，而且只能阶段性进出料。

参见图2，烟气管52上设有冷却净化装置10，炭化产生的大量烟气依次经过出炭室4和烟气管52进入冷却净化装置10，烟气在冷却净化装置10中经过冷却净化处理后通过水封回流装置输送到燃烧炉6进行燃烧，燃烧产生的能量通过热能进管51进入炭化筒中，热能得到循环利用，消除污染排放。热能进管51与燃烧炉6连接，为炭化炉2提供热能。燃烧炉6为生物质燃烧炉，主要采用生物质原料为燃料，利用螺旋输送器输送燃料，并采用风机鼓风。该燃烧炉具有节省燃料、燃烧充分、升温速度快、热能效率高和输送压力大等特点。炭化过程中产生的烟气焦油等输入到燃烧炉内，形成可燃气体直接燃烧，热值大于生物质燃料。这样就可以减少燃料使用，形成热能有效地循环利用，同时巧妙地把烟焦油与可燃气体在高温燃烧中消除了，环保污染指标零排放。在热能循环利用中达到减排的设计非常创新。

参见图1，二级螺旋输送器在一级螺旋输送器的右下方，主要用于活化炭和输送成品炭，包括二级外筒71、在二级外筒71中的二级螺旋轴72以及带动二级螺旋轴转动的二级电机73，二级外筒71的左端与出炭室4的出炭口41连接，另一端具有出料口74。二级螺旋轴72用于把二级外筒71中的炭制品自左向右传输，在结构上，可以是在转轴上安装叶片的结构，也可以是螺杆。二级外筒71从活化筒中81穿过，二者间存在较大空间。三个活化气进管53从活化筒81的上部插入活化筒81中，并且在活化筒81中与二级外筒71连接，用于往二级外筒71中注入的高压蒸汽或其他化学气体。活化筒81的下部连接活化热管54，通过活化热管54与热能进管51连通，热能进管51往活化筒81与二级外筒71之间的空间输入热量。活化筒81的内筒采用耐高温不锈钢材料制作，外部用不锈钢材料密封，中间用耐高温珍珠砂与耐火泥隔热，外观造型简单大方。二级外筒71与二级螺旋轴72也采用耐高温不锈钢材料制作。活化筒81的上部有二个检测口811供温度和压力检测，有一个清理口812，下部设有检查口813，清理口812可以接气管或水管，将活化筒内的粉尘从检查口813排放出来。刚炭化完成尚有500度左右温度的炭制品直接从出炭室4进入二级外筒71中，体外升温加热的基点就在500度以上，炭制品自身的温度快速提升到800-1000度，压缩了升温时间，节约了加热能源。高压蒸汽或其他化学气体从活化气进管53进入二级外筒71中，二级螺旋轴72转动物料翻滚时，注入的高压蒸汽或其他化学气体均匀渗入到物料中，达到高温活化分解的目的。特点是在动态中汽体渗入均匀，时间短、速度快、效率高、品质好，比常规活化更先进。

生物质连续炭化装置通过烘干机来干燥生物质颗粒状原料，并把原料均匀送入一级外筒31中。参见图2，烘干机包括炉灶91和连接炉灶的进热管92，燃料在炉灶91中燃烧，其产生的热量进入进热管92中。炭化余热管55的两端分别连接炭化筒2和烘干机的进热管92，把炭化筒2中的炭化余热输送给烘干机，利用炭化余热进行原料烘干，达到余热利用和减压转换，热能循环利用又清洁环境。炭化余热管55必须与烘干机吸风间接脱离，不能直接进入炉灶，不然，烘干机吸风力过大，将炭化筒内热能大量吸走而影响炭化效率。所以，进气管道要空间对接转换，利用空气压力，即能输送热能又不产生较大吸力，不影响正常炭化与热能输送。烘干炉灶控制热能转换与进风量，亦可用其他燃料补充热能不足。

参见图1，风冷室82在活化筒81和二级外筒71的出料口74之间，二级外筒71从风冷室82穿过，风机83向在风冷室中的二级外筒71吹风，风冷室82的上部连接风冷余热管56。参见图2，风冷余热管56连接烘干机的炉灶91。炭制品完成活化进入风冷室82，温度较高，利用风冷将余热输入烘干机作原料干燥热能。风冷余热是用风压输送，风冷余热管接入炉灶与烘干机风力对接进入滚筒内烘干，有利活化降温和余热得到利用。

烘干机为滚筒气流式连续烘干机，对生物质原料干燥有着独到的效率，它需要将物料流量、热能温度、风机转速、风量、全压、管道内空间与长度、滚筒转速、旋风分离、排气管径等有效地匹配。根据物料含水分干湿不一致，要及时调整流量与温度才能保证干燥物料的一致性。利用原料炭化余热、活化风冷余热进行原料烘干，热能循环利用又清洁环境的创新之举。比原来用林业废弃物燃烧取热能烘干更先进、更减排。

参见图1，冷却水箱84在风冷室82和二级外筒71的出料口74之间，二级外筒71从冷却水箱84中穿过。冷却水箱84中有冷却水，对风冷后的炭制品进行水冷。经过水冷循环物料迅速降温熄灭明火，但仍有一定的温度，出料口产品进入水冷箱后封闭隔氧作自然冷却处理。炭制品经活化后身价倍增，用途得到改变。

全套装置所有电器设备变频调速控制，温控、流量与需要检测的指标都集中到一个智能可编程序控制柜里，整套自动化生产线运行集中控制。全套装置从供料、输送、烘干、炭化、活化、冷却、燃烧供热、废气余热利用等全程封闭式连续性。每个环节的检测控制都集中在智能可编程序控制柜里，由人机界面显示屏操作，实现机电一体化先进工业装备。生物质连续炭化装置是一条完整的全程封闭式自动化生产线。是采用突出环保理念，突破常规设计思维，运用干馏法动态炭化活化，全程封闭式自动化智能控制，余热循环利用，高效节能零排放，集多功能设备于一体的实用新型创新设计。是国内工业装备首台套炭化活化一体化装置。整套设备经分级改进放大后，投入生产型产业化推广应用，具有广阔的国内外销售市场。

Claims (8)

1.生物质连续炭化装置，包括支架(1)和设置在支架上的炭化筒(2)，其特征在于，还包括一级螺旋输送器、出炭室(4)和燃烧炉(6)，一级螺旋输送器包括一级外筒(31)、在一级外筒(31)中的一级螺旋轴(32)以及带动一级螺旋轴转动的一级电机(33)，一级外筒(31)的一端具有进料口(34)，另一端穿过所述炭化筒(2)后与所述出炭室(4)连通，炭化筒(2)与热能进管(51)连通，热能进管(51)与燃烧炉(6)连通，热能从热能进管(51)进入炭化筒(2)与一级外筒(31)之间的空间，出炭室(4)通过烟气管(52)与所述燃烧炉(6)连通，出炭室(4)具有出炭口(41)。

2.根据权利要求1所述的生物质连续炭化装置，其特征在于，还包括二级螺旋输送器、活化筒(81)和活化气进管(53)，二级螺旋输送器包括二级外筒(71)、在二级外筒中的二级螺旋轴(72)以及带动二级螺旋轴转动的二级电机(73)，二级外筒(71)的一端与所述出炭室(4)的出炭口(41)连接，另一端具有出料口(74)，二级外筒(71)从活化筒(81)中穿过，活化气进管(53)插入所述活化筒(81)中并与二级外筒(71)连接，活化筒(81)通过活化热管(54)与所述热能进管(51)连通。

3.根据权利要求2所述的生物质连续炭化装置，其特征在于，还包括炭化余热管(55)和用于对生物质原料进行烘干的烘干机，炭化余热管(55)的两端分别与炭化筒(2)和烘干机连接。

4.根据权利要求3所述的生物质连续炭化装置，其特征在于，还包括风冷室(82)和风冷余热管(56)，风冷室(82)在活化筒(81)和出料口(74)之间，所述二级外筒(71)从风冷室(82)穿过，风机(83)向在风冷室中的二级外筒(71)吹风，风冷余热管(56)的两端分别连接风冷室(82)和所述烘干机。

5.根据权利要求4所述的生物质连续炭化装置，其特征在于，所述烘干机包括炉灶(91)和连接炉灶的进热管(92)，所述炭化余热管(55)连接进热管(92)，所述风冷余热管(56)连接炉灶(91)。

6.根据权利要求4所述的生物质连续炭化装置，其特征在于，还包括冷却水箱(84)，冷却水箱在所述风冷室(82)和二级外筒(71)的出料口(74)之间，所述二级外筒(71)从冷却水箱(84)中穿过。

7.根据权利要求5或6所述的生物质连续炭化装置，其特征在于，所述烟气管(52)上设有冷却净化装置(10)。

8.根据权利要求7所述的生物质连续炭化装置，其特征在于，所述活化筒(81)的上部设有清理口(812)，下部设有检查口(813)。