CN206521431U - 一种外热式干馏炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种外热式干馏炉，包括炉体及设置在炉体内的至少一个燃烧室、干馏室及蓄热室，在干馏室的上部设置干馏气聚集室，燃烧室包括火道和集气室，在火道高度方向上的两端部设有燃气喷嘴，其与火道的侧壁之间形成连通火道与集气室的气体通道；蓄热室与火道相邻设置并通过集气室与火道连通，在蓄热室内设置有蓄热结构，在蓄热室对应的炉体的侧壁上设置风门，蓄热室通过该风门与炉体外环境相通。本实用新型的干馏炉一方面可回收烟气的高位热能，提升整个系统对热量的回收利用率，另一方面还可确保火道高度方向上加热温度的均匀，从而更好地为干馏室供热，确保干馏效果。

Description

一种外热式干馏炉

技术领域

本实用新型属于生物质能综合利用技术领域，具体涉及一种外热式干馏炉。

背景技术

生物质是世界公认的最具潜力的非传统化石资源之一，因其具有可再生、低污染和分布广泛等特点，已成为我国能源可持续发展的一个主要开发利用方向。生物质干馏生产的干馏气热值高、产能大、可用于生产、生活用燃气等，同时生产的生物炭、焦油和木醋液也是非常重要的化工原料。因此，生物质干馏热解技术已成为生物质能利用的一个重要发展方向。

生物质干馏技术是在完全无氧或只提供极有限氧的情况下对生物质进行热分解而获取多种干馏产品的方法。生物质干馏过程是一个复杂的化学反应过程，主要分为三个阶段：物料干燥、预炭化和炭化阶段。早期的生物质干馏热解生产大多采用间歇操作，不能连续生产，无法实现大规模工业化。为此，连续干馏热解技术应运而生，因其工艺连续性好、生产效率高、过程控制方便、产品炭化均匀及品相相对稳定等优点，已成为当前生物质干馏研究的热点。例如，中国专利文献CN102260507A公开了一种外热式生物质热解气化炉，其由料仓、燃烧室、料槽和炭化料冷却段组成，在料槽上设有料仓，在料槽下设有炭化料冷却段，在炭化料冷却段设有炭化料出口，在料仓上设有生物质原料进口，在燃烧室上设有空气进口和尾气出口，在料槽外周由上到下依次设有三个独立的环型燃烧室，每个燃烧室的外壁上分别设有空气进口及尾气出口，内壁上设有煤气溢出管，煤气溢出管与料槽联通。

上述技术通过采用外热式干馏装置较内燃式可有效避免生物质受热不均而导致物料局部温度过高，以引起生物炭煤灰化的问题。但上述装置在其燃烧室的内壁上设置与料槽连通的煤气溢出管，使得生物质干馏所产生的干馏气全部进入燃烧室中燃烧以产生热能，继而为生物质干馏供热，致使干馏气的利用率较低。另外，上述装置并未设置热量回收单元，致使其燃烧室所形成的高温尾气的热量得不到有效回收，从而造成热量的利用率差。基于此，如何对现有的外热式干馏炉的结构进行改进以克服上述不足，这对于本领域技术人员而言是一个亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有的外热式干馏炉所存在的干馏气利用率低、热量回收率低的缺陷，进而提供一种干馏气利用率高、热量回收率高且干馏效果好的外热式干馏炉。

为此，本实用新型实现上述目的的技术方案为：

一种外热式干馏炉，包括炉体，在所述炉体内设置：

至少一个干馏室，所述干馏室的顶部和底部分别设有进料口和排料口，在所述干馏室的上部设置干馏气聚集室；

燃烧室，与所述干馏室相邻设置，所述燃烧室包括至少一个火道和集气室，在所述火道高度方向上的两端部均设有燃气喷嘴，所述燃气喷嘴与所述火道的侧壁之间形成气体通道，所述气体通道连通所述火道与所述集气室；

至少一个蓄热室，与所述火道相邻设置，所述蓄热室通过所述集气室与所述火道连通；在所述蓄热室内设置有蓄热结构，在所述蓄热室对应的所述炉体的侧壁上设置风门，所述蓄热室通过所述风门与炉体外环境相通。

优选地，所述燃烧室包括若干个相互平行设置的所述火道，每个所述火道均与所述干馏室相邻。

优选地，所述干馏室设置于相邻两个燃烧室之间。

优选地，所述蓄热结构包括篦子砖层及设置于所述篦子砖层上的多个格子砖层，使得所述蓄热结构具有供助燃气体或烟气流通的通道。

优选地，沿所述火道的高度方向设置两个所述蓄热室，每个所述蓄热室均配置一个所述风门。

进一步地，所述蓄热室还与所述干馏室相邻设置。

优选地，在所述气体通道对应的所述炉体上设置观火孔。

优选地，所述干馏室的顶部尺寸比其底部尺寸小0～150mm，以保证生物质在干馏室内顺行。

一种利用上述外热式干馏炉对生物质进行干馏的工艺，包括如下步骤：

经由一个风门向炉体内提供助燃气体，所述助燃气体在火道中与来自燃气喷嘴的燃气混合并发生燃烧，燃烧产生的热量为干馏室供热；

燃烧所形成的负压不断地将助燃气体吸入炉体内，而燃烧所产生的烟气则由另一个风门排出，每隔15～30min切换炉体内助燃气体的流动方向与烟气的流动方向，以实现对助燃气体的预热和对烟气的换热。

优选地，所述火道内的温度为500～1000℃。

优选地，所述干馏室内的干馏温度为300～800℃。

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：

1、本实用新型所述的外热式干馏炉，包括炉体及设置在炉体内的燃烧室、至少一个干馏室及蓄热室，其中，在干馏室的顶部和底部分别设有进料口和排料口，在干馏室的上部设置干馏气聚集室；燃烧室与干馏室相邻设置，其包括至少一个火道和集气室，在火道高度方向上的两端部均设有燃气喷嘴，该燃气喷嘴与火道的侧壁之间形成连通火道与集气室的气体通道；蓄热室与火道相邻设置并通过集气室与火道连通，在蓄热室内设置有蓄热结构，在蓄热室对应的炉体的侧壁上设置风门，蓄热室通过该风门与炉体外环境相通。本实用新型的干馏炉通过在其炉体内设置蓄热室并向燃烧室内供风或将燃烧室中形成的烟气引出炉体，定期切换，使得当烟气流经蓄热室时可与之充分换热，以回收烟气的高位热能，有利于提升整个系统对热量的回收利用率；而当助燃气体如空气流经蓄热室时则可提高助燃空气的温度，为助燃空气预热，确保火道高度方向上加热温度的均匀，从而更好地为干馏室供热，确保干馏效果。并且本实用新型的干馏炉通过在干馏室的上部设置干馏气聚集室以富集干馏气并将其引出炉体另作它用，有助于提高干馏气的利用率。

2、本实用新型所述的外热式干馏炉，通过在燃烧室内设置多个相互平行的火道，每个火道均与干馏室相邻，并将干馏室设置于相邻两个燃烧室之间，以便于充分地为干馏室供热，进一步提高生物质的干馏效果。

3、本实用新型所述的外热式干馏炉，通过在沿火道的高度方向上设置两个蓄热室，且每个蓄热室均配置一个风门，通过向其中一个风门提供助燃气体，以利用助燃气体在火道中与燃气的燃烧所形成的负压而不断地将助燃气体吸入炉体内，由此迫使燃烧所产生的烟气由另一个风门排出，每隔15～30min切换炉体内助燃气体的流动方向与烟气的流动方向，从而实现对助燃气体的充分预热和对烟气的充分换热，进而在提升干馏效果的同时最大限度地回收了热量，降低了整个系统的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的外热式干馏炉的平面结构图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为图1的B-B剖面图；

上述附图中的附图标记如下：

10-炉体；11-风门；12-观火孔；20-干馏室；21-进料口；22-排料口；23-干馏气聚集室；31-火道；32-集气室；33-燃气喷嘴；34-气体通道；40-蓄热室；41-篦子砖层；42-格子砖层。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种外热式干馏炉，包括由耐火材料砌筑而成的竖直设置的炉体10，在所述炉体10内设置至少一个干馏室、燃烧室及蓄热室，其中：

请参见图3，所述干馏室20的顶部尺寸比其底部尺寸略小一些，二者之差以不超过150mm为宜，以保证生物质在干馏室20内顺行；所述干馏室20的顶部和底部分别设有进料口21和排料口22，在所述干馏室20的上部设置干馏气聚集室23，所述干馏气聚集室23与抽气机相连，用于将生物质干馏所产生的干馏气抽出所述干馏气聚集室23；

请同时参见图1、图2和图3，所述燃烧室与所述干馏室20相邻设置，所述燃烧室包括至少一个火道31和集气室32，在所述火道31高度方向上的两端部均设有燃气喷嘴33，所述燃气喷嘴33与所述火道31的侧壁之间形成气体通道34，所述气体通道34连通所述火道31与所述集气室32，在所述气体通道34对应的所述炉体10上设置有观火孔12；

如图2所示，所述蓄热室40与所述火道31相邻设置，所述蓄热室40通过所述集气室32与所述火道31连通；在所述蓄热室40内设置有蓄热结构，本实施例中的蓄热结构包括篦子砖层41及设置于所述篦子砖层41上的多个格子砖层42，使得所述蓄热结构具有可供助燃气体或烟气流通的通道；在所述蓄热室40对应的所述炉体10的侧壁上设置风门11，以使所述蓄热室40可通过所述风门11与炉体外环境相通，通过所述风门11可向所述炉体10内送风或将烟气排出所述炉体10，另外还可定期切换炉体内助燃气体的流动方向与烟气的流动方向，从而实现对助燃气体的预热和对烟气的换热。

具体地，本实施例的干馏炉设有4个燃烧室，相邻两个燃烧室之间为干馏室20，每个燃烧室中具有4个相互平行设置的火道31，且每个火道31均与干馏室20相邻；并且本实施例的干馏炉在沿所述火道31的高度方向上设置有上下两个蓄热室40，每个所述蓄热室40均配置一个所述风门11，并且每个所述蓄热室40均与所述干馏室20相邻设置，本实施例中干馏室20的顶部尺寸比其底部尺寸小50mm。当然在其它实施例中，可根据实际情况设置2个、3个或是5个燃烧室，每个燃烧室内也可以只设置1个火道，当生物质的处理量较大时还可以采用多个干馏炉并联设置的方式以达到同时运行的目的，上述情形均落入本实用新型的保护范围内。

本实施例中的外热式干馏炉的工作原理为：请参见图2中箭头所示的路径，助燃空气由其中一个风门进入干馏炉内，依次流经与该风门配套的蓄热室和集气室最终到达火道内，与来自燃气喷嘴的燃气混合并助其燃烧，使得火道内的温度为500～1000℃继而为干馏室供热，以使干馏室内的生物质在300～800℃发生热解而转变为生物炭，同时还产生了干馏气，干馏气在干馏气聚集室富集后外送，生物碳则由排料口排出；燃烧所形成的负压不断地将助燃气体吸入炉体内，由此迫使燃烧所产生的烟气经由另一个集气室和蓄热室并最终由另一个风门排出，每隔15～30min切换一次炉体内助燃气体的流动方向与烟气的流动方向，这样一方面可提高助燃空气的温度，为助燃空气预热，确保火道高度方向上加热温度的均匀，从而更好地为干馏室供热，确保干馏效果，另一方面可使烟气与蓄热室的充分换热以回收烟气的高位热能，有利于提升整个系统对热量的回收利用率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种外热式干馏炉，包括炉体(10)，其特征在于，在所述炉体(10)内设置：

至少一个干馏室(20)，所述干馏室(20)的顶部和底部分别设有进料口(21)和排料口(22)，在所述干馏室(20)的上部设置干馏气聚集室(23)；

燃烧室，与所述干馏室(20)相邻设置，所述燃烧室包括至少一个火道(31)和集气室(32)，在所述火道(31)高度方向上的两端部均设有燃气喷嘴(33)，所述燃气喷嘴(33)与所述火道(31)的侧壁之间形成气体通道(34)，所述气体通道(34)连通所述火道(31)与所述集气室(32)；

至少一个蓄热室(40)，与所述火道(31)相邻设置，所述蓄热室(40)通过所述集气室(32)与所述火道(31)连通；在所述蓄热室(40)内设置有蓄热结构，在所述蓄热室(40)对应的所述炉体(10)的侧壁上设置风门(11)，所述蓄热室(40)通过所述风门(11)与炉体外环境相通。

2.根据权利要求1所述的外热式干馏炉，其特征在于，所述燃烧室包括若干个相互平行设置的所述火道(31)，每个所述火道(31)均与所述干馏室(20)相邻。

3.据权利要求1所述的外热式干馏炉，其特征在于，所述干馏室(20)设置于相邻两个所述燃烧室之间。

4.根据权利要求1-3任一项所述的外热式干馏炉，其特征在于，所述蓄热结构包括篦子砖层(41)及设置于所述篦子砖层(41)上的多个格子砖层(42)，使得所述蓄热结构具有供助燃气体或烟气流通的通道。

5.根据权利要求1所述的外热式干馏炉，其特征在于，沿所述火道(31)的高度方向设置两个所述蓄热室(40)，每个所述蓄热室(40)均配置一个所述风门(11)。

6.根据权利要求1所述的外热式干馏炉，其特征在于，所述蓄热室(40)还与所述干馏室(20)相邻设置。

7.根据权利要求1所述的外热式干馏炉，其特征在于，在所述气体通道(34)对应的所述炉体(10)上设置观火孔(12)。

8.根据权利要求1、2、3、5、6或7所述的外热式干馏炉，其特征在于，所述干馏室(20)的顶部尺寸比其底部尺寸小0～150mm。