CN209178312U - 一种低能耗生物质炭化机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低能耗生物质炭化机，包括同轴的加热室、内胆体和外胆体，内胆内、外胆体的后端与后端盖固定连接，外胆体连接有驱动装置，内胆体的前端有进料口，内胆体后端的侧面设有一圈均布的内胆体出料口，外胆体的前端的内壁上设有一圈均布的外胆体出料口，其特征在于，内胆体的内壁上焊接有内胆内壁、内胆体的外壁以及外胆体的内壁上均焊接有沿轴向延伸的连续的螺旋叶片，内胆体外壁及外胆体内壁的螺旋叶片旋向相同，内胆体的内外两侧叶片的旋向相反。本技术方案具有操作方便、使用寿命长、利用效率高、炭化时间短、出炭快、产量高、炭品质好、能耗低、成本低、副产物少、环保效果好、噪音小、运行使用安全等优点。

Description

一种低能耗生物质炭化机

技术领域

本实用新型涉及垃圾处理领域，具体涉及一种低能耗生物质炭化机。

背景技术

废弃的生物质处理是一个令人头痛的问题。常见的处理方法有填埋、焚烧发电、堆肥等，都需要进行无害化处理，否则会造成新的环境保护的问题。

现在国家层面大力提倡和鼓励资源回收利用，因而利用废弃的生物质制生物炭已成为国内外科研机构和企业研究的热点，都在进行生物质制炭热裂解工艺的探讨以及设备等的研制。目前主要有敞开式快速热解炭化窑，采用上点火式内燃控氧炭化工艺；热管式固定床气化炉，利用高温烟气加热热管蒸发段；陶瓷球热载体加热下降管式热解装置；上吸式固定床快速热解炭化炉；利用微波热解反应器制取生物炭等设备。根据这些设备特点主要分为内燃式移动床炭化炉和外热式固定床炭化炉。内燃式移动床炭化炉对生物质物料消耗较大且温度不易控制，炭品质不稳定，炭产出率低；外热式固定床炭化炉，由于需要如微波、等离子等热源，能源消耗高，增加了成本。

这些技术不能实现物料的连续添加和连续生产性不强，采用控氧工艺，达不到无氧控制要求，生产难以操作，生产能力低，生产周期长，降低了生物炭品质；需要全部外加热源或者消耗自身生物质能源的内热式生产，这增加了能源消耗或是降低了生物质产炭率；炭化可燃气多作为废气直接排放到大气中，能源转换与利用率低，浪费了能源资源，污染大，能耗高。在一定程度上制约了这些技术的推广应用。

发明内容

为解决现有技术中生物质在热裂解过程中不能实现物料的连续添加、连续生产、无氧控制要求，炭品质不稳定、炭产出率低、能源资源浪费大、污染大、能耗高等问题。本实用新型提供一种结构简单，实现连续无氧运行、能源转换与利用率高、能耗低、出炭率高、无污染的低能耗生物质炭化机。

本实用新型采取的技术方案为：

一种低能耗生物质炭化机，包括同轴的加热室、内胆体和外胆体，内胆内、外胆体的后端与后端盖固定连接，外胆体连接有驱动装置，内胆体的前端有进料口，内胆体后端的侧面设有一圈均布的内胆体出料口，外胆体的前端的内壁上设有一圈均布的外胆体出料口，内胆体的内壁上焊接有内胆内壁、内胆体的外壁以及外胆体的内壁上均焊接有沿轴向延伸的连续的螺旋叶片，内胆体外壁及外胆体内壁的螺旋叶片旋向相同，内胆体的内外两侧叶片的旋向相反。

进一步地，各螺旋叶片上均布有多个通气孔。

进一步地，所述外胆体与加热室重合端的外壁上焊接有翅片。

进一步地，所述翅片包括轴向翅片和径向翅片。

进一步地，所述驱动装置包括托轮和滑圈，滑圈固定套装于外胆体外壁，托轮与滑圈间摩擦传动。

进一步地，外胆体出料口外侧套有集气集料箱，集气集料箱的顶部设有出气管，集气集料箱底部设有排料口。

再进一步地，集气集料箱与外胆体间安装非接触式迷宫式密封。

采取以上技术方案后，本实用新型的有益效果为：

1.热能由加热室传递给中胆体到物料－内胆体到物料，共四次壁间传热传质过程，物料炭化无直燃过程。

2.螺旋叶片沿径向方向均布开孔，提供裂解气体对流的基本保障并科学确定物料与裂解气体的对流路线，满足裂解气体对流值确保热能传递，使物料获得充足的裂解气化能量，提高物料炭化的性能，加快物料炭化进程，减少了炭化时间，更利于提高物料炭化的效率和成品率，提高了产量，降低了能耗。

3.集气集料箱设置有效的迷宫密封，无空气渗入，杜绝了物料炭化时燃烧的条件，提高了裂解气体的纯度，降低了副产物的生成量，避免了环境污染。

4.内胆体内壁螺旋叶片与内胆体外壁螺旋叶片、外胆体内壁螺旋叶片的旋向相反，内胆体外壁螺旋叶片和外胆体内壁螺旋叶片的旋向相同，从内胆体进料端推进物料，然后从中胆体集气集料箱出料，即进出料在同一端，缩短了设备的制造长度，有效降低了设备占地面积、制造和安装成本，从而降低了设备的运行成本。

5.依靠翅片强化传热、迷宫式密封、螺旋叶片通气孔、后端盖的测温测压接管和视镜的设置等实现了生物质连续输送、炭化的无氧控制，具有操作方便、使用寿命长、利用效率高、炭化时间短、出炭快、产量高、炭品质好、能耗低、成本低、副产物少、环保效果好、噪音小、运行使用安全等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：加热室1，内胆体2，外胆体3，后端盖4，前端盖5，进料口6，螺旋叶片7，气孔8，内胆体出料口9，前端盖10，螺旋叶片11，外胆体出料口12，集气集料箱13，非接触式迷宫密封14，出气管15，排料口16，翅片17，托轮18，滑圈19。

具体实施方式

如图1,2所示，一种低能耗生物质炭化机，包括卧式且同轴的加热室1、内胆体2和外胆体3，内胆体2伸入外胆体3内部，外胆体3中间的工作段位于加热室1内。内、外胆体2,3的后端面均与后端盖4以法兰和螺栓配合的方式形成固定连接，并形成一个整体。在受到驱动时，内、外胆体2,3同时转动。

内、外胆体2,3的前端面上各自安装有前端盖，内胆体的对应的前端盖5上设有进料口6，内胆体2的内壁和外壁上均焊接有沿轴向延伸的连续的螺旋叶片7，螺旋叶片7沿径向均布开气孔8，保证螺旋叶片7在输送过程中能够通气，物料与裂解气体的对流路线，满足裂解气体对流值确保热能传递，使物料获得充足的裂解气化能量，提高物料炭化的性能。内胆体内、外壁的螺旋叶片的旋向相反。内胆体2后端的侧面上开有一圈均布的内胆体出料口9，物料自内胆体出料口9排出口进入外胆体3。

外胆体3的前端面安装有对应的前端盖10，外胆体3的内壁上焊接有沿轴向延伸的连续螺旋叶片11，外胆体内壁以及内胆体外壁的螺旋叶片旋向相同且不交叉，外胆体的内壁上的螺旋叶片上同样径向开气孔。自内胆体2出来的物料进入外胆体3内，由外胆体3内壁螺旋叶片和内胆体外壁螺旋叶片的共同作用下向外胆体的前端输送。外胆体3前端的侧壁上开有一圈均布的外胆体出料口12，外胆体出料口12的外侧套有集气集料箱13，集气集料箱13箱体分上下两部分并采用法兰连接，便于拆装，集气集料箱13设置有效的非接触式迷宫密封14，无空气渗入，杜绝了物料炭化时燃烧的条件，提高了裂解气体的纯度，降低了副产物的生成量，避免了环境污染。集气集料箱13的顶部设有出气管15，集气集装箱13底部设有排料口16。集气集料箱13单独由支架支承，外胆体3转动时，外胆体3内的物料和气体自一圈外胆体出料口排入集气集料箱13，气体自集气集料箱13顶部排出回收，或者进入加热室燃烧加热，以节约能源。固态的炭化物自集气集料箱底部排出回收。

加热室1可采用燃烧加热或者电磁加热等方式，本技术方案优先采用燃烧加热的方式。在外胆体3的外壁上焊接有轴向和径向交叉的翅片17，热传递效率更高。

本技术方案中，外胆体3活动支承于机架，外胆体3连接有驱动装置，驱动装置带动外胆体3转动，由于内胆体2与外胆体3为一体，内胆体2同时转动，物料自内胆体2进入，在内胆体2全行程内裂解，后进入外胆体3，在外胆体3内的全行程内裂解，裂解充分。本技术方案选用的驱动装置包括一对托轮18和滑圈19，滑圈19固定套装于外胆体3外壁，一对托轮18分布在外胆体3的两侧，托轮18由减速机驱动，托轮18外壁与滑圈19间摩擦传动。托轮上开设置限位槽，防止滑圈滑出托轮。为了驱动的稳定性，可在外胆体3的头部和尾部分别设置驱动装置。

本装置的工作原理是：减速机带动托轮轴使托轮18转动，托轮18与外胆体上的滑圈19通过摩擦力作用带动滑圈转动从而使设备运行。设备运行时，物料从进料口6进入内胆体2内，经过内胆体2内壁螺旋叶片7导流到内胆体2末端，通过内胆体2末端体壁上出料口进入外胆体3内，经内胆体外壁螺旋叶片和外胆体内壁螺旋叶片的共同作用导流到外胆体3末端，通过外胆体3末端体壁上出料口进入集气集料箱13，最终由排料口16排出。加热室1中的热能经外胆体外壁的轴、径向翅片17和体壁传递到外胆体3内，再通过螺旋叶片和内胆体壁传递到内胆体2内，对内胆体内和外胆体内的物料进行加热，当达到一定的温度后对物料进行热裂解炭化。物料炭化过程中产生的裂解气体也是延着物料方向进入集气集料箱，最终由出气接管排出。螺旋叶片的通气孔确保炭化产生的裂解气体不集聚，加速了裂解气体的排出。

Claims (7)

1.一种低能耗生物质炭化机，包括同轴的加热室、内胆体和外胆体，内胆内、外胆体的后端与后端盖固定连接，外胆体连接有驱动装置，内胆体的前端有进料口，内胆体后端的侧面设有一圈均布的内胆体出料口，外胆体的前端的内壁上设有一圈均布的外胆体出料口，其特征在于，内胆体的内壁上焊接有内胆内壁、内胆体的外壁以及外胆体的内壁上均焊接有沿轴向延伸的连续的螺旋叶片，内胆体外壁及外胆体内壁的螺旋叶片旋向相同，内胆体的内外两侧叶片的旋向相反。

2.根据权利要求1所述的一种低能耗生物质炭化机，其特征在于，各螺旋叶片上均布有多个通气孔。

3.根据权利要求1所述的一种低能耗生物质炭化机，其特征在于，所述外胆体与加热室重合端的外壁上焊接有翅片。

4.根据权利要求3所述的一种低能耗生物质炭化机，其特征在于，所述翅片包括轴向翅片和径向翅片。

5.根据权利要求1所述的一种低能耗生物质炭化机，其特征在于，所述驱动装置包括托轮和滑圈，滑圈固定套装于外胆体外壁，托轮与滑圈间摩擦传动。

6.根据权利要求1所述的一种低能耗生物质炭化机，其特征在于，外胆体出料口外侧套有集气集料箱，所述集气集料箱顶部设有出气管集气集料箱底部设有排料口。

7.根据权利要求6所述的一种低能耗生物质炭化机，其特征在于，集气集料箱与外胆体间安装非接触式迷宫式密封。