CN205008380U

CN205008380U - 一种连续式无氧热解炭化机

Info

Publication number: CN205008380U
Application number: CN201520774529.9U
Authority: CN
Inventors: 段金廒; 鲁学军; 钱大玮; 郭盛
Original assignee: NANJING HONGDIAN MEDICAL TECHNOLOGY Co Ltd; Nanjing University of Chinese Medicine
Current assignee: NANJING HONGDIAN MEDICAL TECHNOLOGY Co Ltd; Nanjing University of Chinese Medicine
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2025-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种连续式无氧热解炭化机，它包括螺旋给料器（1），预热干燥室（7），气化热解室（10），炭化室（12），冷却室（15），烟气余热回收器（35），热水贮罐（36），旋风分离器（37），过滤器（38），第一冷凝器（39），第二冷凝器（40），淋洗塔（41），木煤气贮罐（42）和控制系统（49）。该连续式无氧热解炭化机，结构设计合理，操作方便，即可保留无氧热解法处理生物质垃圾无害化、资源化、环保的优点，又可降低无氧热解生物质垃圾制取生物炭的成本，更加节能环保，可克服现有技术运行成本高的缺陷，同时可实现中药材及中药生产过程废弃物无氧热解炭化处理的连续化生产，生产效率高，劳动强度低。

Description

一种连续式无氧热解炭化机

技术领域

本实用新型涉及一种连续式无氧热解炭化机。

背景技术

伴随着中国改革开放和经济的快速发展，中药材及中药制药业，植物标准提取物产业也得到了迅猛的发展，产业规模扩充到了改革开放前的近百倍。随之而来的是巨量的药材非药用部位，如黄蜀葵茎叶、菊茎叶等，以及药材提取后的药渣成为新时代的废弃物，堆置在田间地头、城市的各个角落腐烂发臭，在严重污染环境的同时，也造成了巨量生物质资源的浪费。如何无害化、资源化处理中药材及中药生产过程废弃物已成为环境保护、资源利用和产业发展重大而紧迫的任务。

无氧热解是在无氧状态下对生物质进行能源化处理的方法，采用无氧热解法处理中药材及中药生产过程废弃物，避免了中药材及中药生产过程废弃物焚烧或填埋对环境造成的污染，是中药材及中药生产过程废弃物资源化、无害化、环保处理的好方法。目前尚未见到相关的报道。

但是，由于无氧热解过程中，中药材及中药生产过程废弃物等生物质垃圾中所含的水分蒸发需要消耗大量的能源，同时，对生物质垃圾进行无氧热解处理时，温度通常需要达到500℃～650℃，因此排放的烟气温度也高，造成大量的热损失，使得采用无氧热解法处理生物质垃圾的运行成本高，成为无氧热解处理生物质垃圾技术推广、应用的主要障碍。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无害化、资源化处理中药材及中药生产过程废弃物并从中制取生物炭的设备。

技术方案，为实现以上目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种连续式无氧热解炭化机，它包括依次连接的螺旋给料器，预热干燥室，气化热解室，炭化室，冷却室，烟气余热回收器，热水贮罐，旋风分离器，过滤器，第一冷凝器，第二冷凝器，淋洗塔，木煤气贮罐，控制系统；

预热干燥室设置在气化热解室之上，气化热解室设置在炭化室之上，炭化室设置在冷却室之上，冷却室设置在支架之上；预热干燥室，气化热解室，炭化室和冷却室之间通过进出输料管连通；

预热干燥室位于预热干燥烘室中，气化热解室位于气化热解烘室中，炭化室位于炭化烘室中，冷却室位于喷淋室中；

炭化烘室上部通过烟气串连狭缝与气化热解烘室下部连通，气化热解烘室上部通过烟气串连狭缝与预热干燥烘室下部连通，预热干燥烘室上部设有烟气排放口，预热干燥烘室二端均设有防爆口；

炭化烘室与喷淋室之间以隔热保温层隔开，炭化室出料端通过进出输料管与冷却室进料端连通，冷却室出料端通过集炭出炭器、阻风器与收炭桶连接，在炭化室的进出输料管及集炭出炭器上均装有温度传感器；

螺旋给料器通过阻风器、输料管与预热干燥室进料端连通；预热干燥室排气口通过预热干燥排气管与热解排气总管连通；气化热解室排气口通过汽化热解排气管与热解排气总管连通，炭化室排气口通过炭化排气管与热解排气总管连通，热解排气总管通过管道与旋风分离器进口连接，在热解排气总管上安装有气体流量计；旋风分离器气体出口端通过过滤器与第一冷凝器的气体入口端连接，第一冷凝器气体出口端与第二冷凝器气体入口端连接，第一冷凝器和第二冷凝器的冷凝液出口端均与油水分离器的进料端连接；第二冷凝器气体出口端与淋洗塔的气体入口端连接，在第二冷凝器气体出口端与淋洗塔气体入口端的连接管道上装有抽送风机；淋洗塔气体出口端通过增压泵与木煤气贮罐气体入口端连接，在木煤气贮罐上装有压力表，木煤气贮罐气体出口端通过输气管道与炭化炉的木煤气供气管连接；油水分离器下部的水溶液出料端通过U形管与淋洗塔的液体进料口连接，油水分离器的排液口与收油桶相连接；淋洗塔的液体循环管道上装有循环泵，淋洗塔的排液口与醋液桶相连接；

所述的预热干燥室，气化热解室，炭化室内均设置有螺旋推送器，螺旋推送器与步进电机连接，步进电机与调频器连接。

作为优选方案，以上所述的连续式无氧热解炭化机，预热干燥室，气化热解室，炭化室，冷却室、支架按顺序依次从上往下叠排安置。

作为优选方案，以上所述的连续式无氧热解炭化机，气化热解烘室和炭化烘室二侧分别安装有燃气燃烧器与木煤气燃烧器；燃气燃烧器和木煤气燃烧器出口端与火焰喷嘴连接，燃气燃烧器和木煤气燃烧器进口端分别与燃气供气管与木煤气供气管连接。

作为优选方案，以上所述的连续式无氧热解炭化机，第一冷凝器和第二冷凝器为螺旋折流板式换热器。

作为优选方案，以上所述的连续式无氧热解炭化机，所述的预热干燥排气管上安装有温度传感器和氧气探测器，汽化热解排气管和炭化排气管上均安装有温度传感器、氧气探测器和压力传感器；温度传感器、氧气探测器和压力传感器均与控制系统连接。

作为优选方案，以上所述的连续式无氧热解炭化机，所述的冷却室为一内部沿筒壁设置有螺旋内凹式冷却导料轨道的滚筒，通过滚轴与步进电机连接，步进电机与调频器连接。

作为优选方案，以上所述的连续式无氧热解炭化机，所述的喷淋室内部设有喷淋给水管，上面装有喷淋头，喷淋室上部设有蒸气排气管，喷淋室通过蒸气输送管道与热水贮罐的蒸气进口连接；喷淋室下部设有喷淋排水管；喷淋室通过中间热水箱及热水泵与热水贮罐的热水进口连接，热水贮罐的热水出口通过热水泵与油水分离器的保温夹套的热水进口连接。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，在控制系统上装有PLC及各种运行参数的在线显示仪表和记录仪，并与各种检测器及传感器相连接。

本实用新型所述的连续式无氧热解炭化机，其中无氧热解炭化过程按预热干燥，气化热解，炭化，冷却分段设置，可提高设备的空间利用率，使热解炭化条件控制方便有效，保证热解炭化质量。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，其中炭化烘室、气化热解烘室、预热干燥烘室之间以烟气串连狭缝连通，可使燃烧室的热烟气按照从高温向低温的顺序流动，高温段排放的烟气余热被低温段循环利用，使热量得到合理和高效的使用，又可降低烟气尾气的排放温度，减少热量损失。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，其中在烟气排放口上设置烟气余热回收器，该烟气余热回收器为緾绕管式热交换器，可有效回收烟气余热，减少热量排放和环境热污染，节能环保。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，在炭化器排放口连接有滚筒式冷却装置，滚筒转速可以无极调整，以配合热解炭化速度及适应不同物料特性，使热解炭化后的高温生物炭得以快速冷却，同时生成蒸汽和热水，可降低热能损失，提高生产效率和热解炭化质量。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，在冷却滚筒外设置有喷淋装置，在冷却滚筒内壁上装有螺旋内凹式冷却导料轨道。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，预热干燥室、气化热解室、炭化室、内均设置有螺旋推送器，螺旋推送器与调频器连接，可对物料推进速度进行个性化无极调整，使物料在动态下进行热解炭化，提高了传热效率和热解炭化的均匀性，以及对不同物料的适应性。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，在气化热解烘室、炭化烘室上安装有木煤气燃烧器，使系统内产生的木煤气得到循环利用，可减少设备的能源消耗。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，在螺旋给料器、集炭出炭器的输料管上安装有阻风器，可减少外界氧气对系统热解炭化的干扰。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，在气化热解室、炭化室及预热干燥烘室上均设置有防爆口，可以提高设备运行的安全性。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，冷凝器为螺旋折流板式换热器。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，油水分离器为带有热水循环保温夹套的保温型油水分离器，并使用系统余热产生的热水进行循环保温，提高了油水分离效率，也可降低能源消耗。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，淋洗塔为自循环式淋洗塔，可以净化木煤气，又可以生产浓度的木醋液。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，木煤气贮罐上设有增压泵。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机的运行由PLC控制系统进行设置和控制运行，可以连续进行生物质的无氧热解炭化，自动化程度高，劳动强度低，生产效率高。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机进行无害化、资源化处理中药材及中药生产过程废弃物包括：

A、中药材生产过程中产生的非药用部位；

B、中药材加工及炮制过程中产生的废弃物；

C、中药经提取药用成分后的药渣；

D、中成药生产过程中产生的废弃物。

本实用新型连续式无氧热解炭化机同样适用于与中药材及中药生产过程废弃物具有相似或同等性质的其他生物质废弃物的无氧热解炭化处理，具有很好的经济效益和环境保护效益。

本实用新型提供的连续式无氧热解炭化机，采用无氧热解过程中产生的可燃性气体作为无氧热解的燃料进行循环利用，可节省大量的能源，同时将整个无氧热解装置按“炭化-热解-干燥”顺序依次向上分段串连排布，使燃烧室产生的高温烟气按“高温→低温”的顺序依次通过“炭化-热解-干燥”各段，上一段排放的高温烟气被下一段吸收和利用，如此系统中的热能得到合理和高效的循环利用，最终烟气的排放温度由原来的300～500℃降低到100℃左右，然后再经烟气余热回收器将烟气排放温度降低到50℃以下，同时生产热水，热水又可用于油水分离器的保温，有效减少了系统的热能损失。通常热解炭化排放的生物炭温度高达600℃左右，即容易造成生物炭着火燃烧降低质量，又造成大量热能浪费和工作环境热污染，本实用新型通过炭粒冷却器冷却生物炭同时回收热能生产蒸汽和热水，进一步降低能源消耗。通过上述工艺组合，即保留了无氧热解法处理生物质垃圾无害化、资源化、环保的优点，又降低了无氧热解生物质垃圾制取生物炭的成本，克服了单独使用无氧热解法处理生物质垃圾运行成本高的缺陷，同时实现了中药材及中药生产过程废弃物无氧热解炭化处理的连续化生产，提高了生产效率，降低了劳动强度，优化了工作环境。

附图说明

图1是本实用新型连续式无氧热解炭化机的正视图；

图2是本实用新型连续式无氧热解炭化机的侧视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

实施例1

如图1和图2所示，一种连续式无氧热解炭化机，其特征在于：它包括依次连接的螺旋给料器（1），预热干燥室（7），气化热解室（10），炭化室（12），冷却室（15），烟气余热回收器（35），热水贮罐（36），旋风分离器（37），过滤器（38），第一冷凝器（39），第二冷凝器（40），淋洗塔（41），木煤气贮罐（42），控制系统（49）；

预热干燥室（7）设置在气化热解室（10）之上，气化热解室（10）设置在炭化室（12）之上，炭化室（12）设置在冷却室（15）之上，冷却室（15）设置在支架（18）之上，预热干燥室（7），气化热解室（10），炭化室（12）和冷却室（15）之间通过进出输料管（8）连通；

预热干燥室（7）位于预热干燥烘室（6）中，气化热解室（10）位于气化热解烘室（9）中，炭化室（12）位于炭化烘室（11）中，冷却室（15）位于喷淋室（16）中；

炭化烘室（11）上部通过烟气串连狭缝（28）与气化热解烘室（9）下部连通，气化热解烘室（9）上部通过烟气串连狭缝（28）与预热干燥烘室（6）下部连通，预热干燥烘室（6）上部设有烟气排放口（4），二端均设有防爆口（29）；

炭化烘室（11）与喷淋室（16）之间以隔热保温层隔开，炭化室（12）出料端通过进出输料管（8）与冷却室（15）进料端连通，冷却室（15）出料端通过集炭出炭器（19）、阻风器（2）与收炭桶连接，在炭化室（12）的进出输料管（8）及集炭出炭器（19）上均装有温度传感器（50）；

螺旋给料器（1）通过阻风器（2）、输料管（3）与预热干燥室（7）进料端连通；预热干燥室（7）排气口通过预热干燥排气管（5）与热解排气总管（32）连通；气化热解室（10）排气口通过汽化热解排气管（26）与热解排气总管（32）连通，炭化室（12）排气口通过炭化排气管（27）与热解排气总管（32）连通，热解排气总管（32）通过管道与旋风分离器（37）进口连接，在热解排气总管（32）上装有气体流量计（53）；旋风分离器（37）气体出口端通过过滤器（38）与第一冷凝器（39）的气体入口端连接，第一冷凝器（39）气体出口端与第二冷凝器（40）气体入口端连接，第一冷凝器（39）和第二冷凝器（40）的冷凝液出口端均与油水分离器（44）的进料端连接；第二冷凝器（40）气体出口端与淋洗塔（41）的气体入口端连接，在第二冷凝器（40）气体出口端与淋洗塔（41）气体入口端的连接管道上装有抽送风机（45）；淋洗塔（41）气体出口端通过增压泵（47）与木煤气贮罐（42）气体入口端连接，在木煤气贮罐（42）上装有压力表（48），木煤气贮罐（42）气体出口端通过输气管道与炭化炉的木煤气供气管（34）连接；油水分离器（44）下部的水溶液出料端通过U形管与淋洗塔（41）的液体进料口连接，油水分离器（44）的排液口与收油桶相连接；淋洗塔（41）的液体循环管道上装有循环泵（46），淋洗塔（41）的排液口与醋液桶相连接；

预热干燥室（7），气化热解室（10），炭化室（12）内均设置有螺旋推送器（23），螺旋推送器（23）与步进电机（21）连接，步进电机（21）与调频器连接。

以上所述的连续式无氧热解炭化机，预热干燥室（7），气化热解室（10），炭化室（12），冷却室（15）、支架（18）按顺序依次从上往下叠排安置。

以上所述的连续式无氧热解炭化机，气化热解烘室（9）和炭化烘室（11）二侧分别安装有燃气燃烧器（24）与木煤气燃烧器（25）；燃气燃烧器（24）和木煤气燃烧器（25）出口端与火焰喷嘴（22）连接，燃气燃烧器（24）和木煤气燃烧器（25）进口端分别与燃气供气管（33）与木煤气供气管（34）连接。

以上所述的连续式无氧热解炭化机，第一冷凝器（39）和第二冷凝器（40）为螺旋折流板式换热器。

以上所述的连续式无氧热解炭化机，所述的预热干燥排气管（5）上安装有温度传感器（50）和氧气探测器（51），汽化热解排气管（26）和炭化排气管（27）上均安装有温度传感器（50）、氧气探测器（51）和压力传感器（52）；温度传感器（50）、氧气探测器（51）和压力传感器（52）均与控制系统（49）连接。

以上所述的连续式无氧热解炭化机，所述的冷却室（15）为一内部沿筒壁设置有螺旋内凹式冷却导料轨道的滚筒，通过滚轴与步进电机（21）连接，步进电机（21）与调频器连接。

以上所述的连续式无氧热解炭化机，所述的喷淋室（16）内部设有喷淋给水管（14），上面装有喷淋头（13），喷淋室（16）上部设有蒸气排气管（20），喷淋室（16）通过蒸气输送管道与热水贮罐（36）的蒸气进口连接；喷淋室（16）下部设有喷淋排水管（17）；喷淋室（16）通过中间热水箱及热水泵（43）与热水贮罐（36）的热水进口连接，热水贮罐（36）的热水出口通过热水泵与油水分离器（44）的保温夹套的热水进口连接。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种连续式无氧热解炭化机，其特征在于：它包括螺旋给料器（1），预热干燥室（7），气化热解室（10），炭化室（12），冷却室（15），烟气余热回收器（35），热水贮罐（36），旋风分离器（37），过滤器（38），第一冷凝器（39），第二冷凝器（40），淋洗塔（41），木煤气贮罐（42），控制系统（49）；

炭化烘室（11）上部通过烟气串连狭缝（28）与气化热解烘室（9）下部连通，气化热解烘室（9）上部通过烟气串连狭缝（28）与预热干燥烘室（6）下部连通，预热干燥烘室（6）上部设有烟气排放口（4），预热干燥烘室（6）二端均设有防爆口（29）；

螺旋给料器（1）通过阻风器（2）、输料管（3）与预热干燥室（7）进料端连通；预热干燥室（7）排气口通过预热干燥排气管（5）与热解排气总管（32）连通；气化热解室（10）排气口通过汽化热解排气管（26）与热解排气总管（32）连通；炭化室（12）排气口通过炭化排气管（27）与热解排气总管（32）连通，热解排气总管（32）通过管道与旋风分离器（37）进口连接，在热解排气总管（32）上装有气体流量计（53）；旋风分离器（37）气体出口端通过过滤器（38）与第一冷凝器（39）的气体入口端连接，第一冷凝器（39）气体出口端与第二冷凝器（40）气体入口端连接，第一冷凝器（39）和第二冷凝器（40）的冷凝液出口端均与油水分离器（44）的进料端连接；第二冷凝器（40）气体出口端与淋洗塔（41）的气体入口端连接，在第二冷凝器（40）气体出口端与淋洗塔（41）气体入口端的连接管道上装有抽送风机（45）；淋洗塔（41）气体出口端通过增压泵（47）与木煤气贮罐（42）气体入口端连接；在木煤气贮罐（42）上装有压力表（48），木煤气贮罐（42）气体出口端通过输气管道与炭化炉的木煤气供气管（34）连接；油水分离器（44）下部的水溶液出料端通过U形管与淋洗塔（41）的液体进料口连接，油水分离器（44）的排液口与收油桶相连接；淋洗塔（41）的液体循环管道上装有循环泵（46），淋洗塔（41）的排液口与醋液桶相连接；

2.根据权利要求1所述的连续式无氧热解炭化机，其特征在于，预热干燥室（7），气化热解室（10），炭化室（12），冷却室（15）、支架（18）按顺序依次从上往下叠排安置。

3.根据权利要求1所述的连续式无氧热解炭化机，其特征在于，气化热解烘室（9）和炭化烘室（11）二侧分别安装有燃气燃烧器（24）与木煤气燃烧器（25）；燃气燃烧器（24）和木煤气燃烧器（25）出口端与火焰喷嘴（22）连接，燃气燃烧器（24）和木煤气燃烧器（25）进口端分别与燃气供气管（33）与木煤气供气管（34）连接。

4.根据权利要求1所述的连续式无氧热解炭化机，其特征在于，第一冷凝器（39）和第二冷凝器（40）为螺旋折流板式换热器。

5.根据权利要求1所述的连续式无氧热解炭化机，其特征在于，所述的预热干燥排气管（5）上安装有温度传感器（50）和氧气探测器（51）；汽化热解排气管（26）和炭化排气管（27）上均安装有温度传感器（50）、氧气探测器（51）和压力传感器（52）；温度传感器（50）、氧气探测器（51）和压力传感器（52）均与控制系统（49）连接。

6.根据权利要求1所述的连续式无氧热解炭化机，其特征在于，所述的冷却室（15）为一内部沿筒壁设置有螺旋内凹式冷却导料轨道的滚筒，通过滚轴与步进电机（21）连接，步进电机（21）与调频器连接。

7.根据权利要求1所述的连续式无氧热解炭化机，其特征在于，所述的喷淋室（16）内部设有喷淋给水管（14），上面装有喷淋头（13），喷淋室（16）上部设有蒸气排气管（20），喷淋室（16）通过蒸气输送管道与热水贮罐（36）的蒸气进口连接；喷淋室（16）下部设有喷淋排水管（17）；喷淋室（16）通过中间热水箱及热水泵（43）与热水贮罐（36）的热水进口连接，热水贮罐（36）的热水出口通过热水泵与油水分离器（44）的保温夹套的热水进口连接。