CN210855993U - 炭化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炭化炉，涉及化工技术领域。包括炉体，炉体从上至下依次为料仓、干燥区、干馏区和炭仓，还包括喷雾系统，喷雾系统包括设置在炉体外部的二氧化碳气源、水源、使二氧化碳和水混合生成二氧化碳气化水雾的制雾器和设置在炭仓内的喷头，制雾器分别通过输水管道与水源相连通，通过输气管道与二氧化碳气源相连通，通过雾输送管道穿过炉体的炉壁与喷头相连通。此炭化炉可在炭仓处向木炭喷射二氧化碳气化水雾。其可以快速将木炭冷却，同时将木炭与氧气隔离，有效减少木炭被继续氧化而造成的损失，提高产炭率。

Description

炭化炉

技术领域

本实用新型涉及化工机械技术领域，更具体地说，涉及一种炭化炉。

背景技术

木炭是木材或木质原料经过不完全燃烧，或者在隔绝空气的条件下热解，所残留的深褐色或黑色多孔固体燃料。实际生产过程中，可以将木材企业生产过程中产生的废料即木屑作为木炭生产的原料。炭化炉为分层的工作状态，从上至下依次为料仓21、干燥区22，干馏区23、炭仓24。木屑在干燥区22完成干燥升温，然后在干馏区23干馏生成木炭，随后木炭进入炭仓冷却后排出炭化炉。木屑从料仓1进入炉体，在干燥区22干燥，木屑干燥热量由周围设计的高温烟道提供，木屑经过此段完成由常温到200℃高温的升温过程。由于炭仓24放出木炭，木屑下移，经高温的木屑进入干馏区23，随着温度的升高，气体析出，燃烧放热，在引风机和炉体有组织的风流作用下，木屑表面发生剧烈的氧化。使木屑在高温缺氧的状态下完成干馏，形成木炭。已经形成的木炭进入炭仓24进行冷却，然后排出炭化炉，但进入炭仓24的木炭仍处在高温状态，上部干馏区23高温热量也会继续向进入炭仓24的木炭传热，在冷却的过程中，部分木炭遇氧后会继续氧化，生成二氧化碳或一氧化碳，从而使产炭率降低。

因此如何制作出一种炭化炉，可以有效减少木炭在炭仓24冷却时被继续氧化而造成的损失，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供了一种碳化炉，其可以有效减少木炭在炭仓冷却时被继续氧化而造成的损失。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型提供了一种炭化炉，包括炉体，所述炉体从上至下依次为料仓、干燥区、干馏区和炭仓，还包括喷雾系统，所述喷雾系统包括设置在所述炉体外部的二氧化碳气源、水源、使二氧化碳和水混合生成二氧化碳气化水雾的制雾器和设置在炭仓内的喷头，所述制雾器分别通过输水管道与所述水源相连通，通过输气管道与所述二氧化碳气源相连通，通过雾输送管道穿过所述炉体的炉壁与所述喷头相连通。

可选地，所述制雾器包括依次连通的负压引水室、气水混合室和扩散管，所述负压引水室沿其延伸方向的两端设置有开口、其侧壁设置有进水口，所述负压引水室通过所述进水口与所述输水管道相连通，所述扩散管远离所述气水混合室的一端与所述雾输送管道相连通，还包括两端设置有开口的气体喷管，所述气体喷管一端伸入所述负压引水室内、另一端与所述输气管道相连通，所述负压引水室和所述气体喷管靠近所述气水混合室的一端均沿靠近所述气水混合室的方向横截面积逐渐减小，所述气水混合室和扩散管均沿远离所述负压引水室的方向横截面积逐渐变大。

可选地，所述负压引水室、所述气体喷管、所述气水混合室和所述扩散管均设置为回转体结构且其回转中心位于同一条直线上。

可选地，所述扩散管和所述喷头之间设置有稳压平衡器。

可选地，所述负压引水室、所述气水混合室和所述扩散管设置为一体式结构。

可选地，所述输水管道上设置有水量调节阀和流量计。

可选地，所述输气管道上设置有输气量调节阀。

可选地，所述水源设置为水箱。

可选地，所述气水混合室设置为锥形结构，且其小端位于靠近所述负压引水室的一侧，大端位于所述扩散管的一侧。

可选地，所述扩散管设置为锥形，且其小端位于所述气水混合室的一侧。

本实用新型提供的技术方案可以包括以下有益效果：本实用新型在现有炭化炉的基础上增加了喷雾系统，可在炭仓24向木炭喷射二氧化碳气化水雾。其可以快速将木炭冷却，同时将木炭与氧气隔离，有效减少木炭被继续氧化而造成的损失，提高产炭率(生成的木炭与所加木屑的质量比)。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是现有技术中炭化炉的结构示意图；

图2是一些实施例示出的喷雾系统的结构示意图；

图3是一些实施例示出的制雾器的结构示意图；

图4是制雾器各段的压力的示意图。

图中：1-浮球阀，2-水源，3-水量调节阀，4-流量计，5-输水管道，6-制雾器，7-二氧化碳气源，8-输气管道，9-输气量调节阀，10-雾输送管道，11-喷头，12-稳压平衡器，21-料仓，22-干燥区，23-干馏区，24-炭仓，61-负压引水室，62-气体喷管，63-气水混合室，64-扩散管，611-进水口。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与本实用新型的一些方面相一致的装置或方法的例子。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

参照图1-图4，本实用新型提供了一种炭化炉，炭化炉在原有炭化炉的基础上增加了喷雾系统，包括炉体，炉体从上至下依次为料仓21、干燥区22、干馏区23和炭仓24，还包括喷雾系统，喷雾系统包括设置在炉体外部的二氧化碳气源7、水源2、使二氧化碳和水混合生成二氧化碳气化水雾的制雾器6和设置在炭仓24内的喷头11，制雾器6分别通过输水管道5与水源2相连通，通过输气管道8与二氧化碳气源7相连通，通过雾输送管道10穿过炉体的炉壁与喷头11相连通。其中可采用水箱作为水源2，水箱内设置有浮球阀1用于控制水箱2水位。采用二氧化碳钢瓶作为二氧化碳气源7。水箱中的水和从二氧化碳钢瓶排出的具有一定压强的空气在制雾器6中混合，形成汽化水雾，经过雾输送管道10输送至喷头11继而喷射到木屑上。

在进行木炭生产时，将木屑加入至炭化炉内进行干燥、干馏生成木炭，木炭在炭仓24处冷却后排出炉体，此炭化炉在炭仓24处向木炭施加二氧化碳气化水雾，二氧化碳气化水雾为二氧化碳和雾态的水的混合物。用制雾系统制成二氧化碳气化水雾，经管道系统注入到炭仓24内。二氧化碳气化水雾附着在木炭上形成小水滴，小水滴在高于100℃的环境内，吸收木炭的热量，变成水蒸气，随上升气流进入干馏区23，由于二氧化碳气化水雾焓值高，吸热量多，降低炭周围环境温度明显，随着环境温度的降低，木炭温度由表及里的降低，在低温状态下，木炭不再与氧气发生反应。其次，二氧化碳气化水雾会填充在木炭和木炭之间的缝隙中，炉内其它气体无法进入，有效减小了木炭与氧气的接触。再次，二氧化碳的存在使得木炭和氧气反应产生二氧化碳或一氧化碳的反应不易朝正方向运行。如此可以有效阻止炭仓24中的炭被继续氧化而损失。需要说明的是，随着二氧化碳气化水雾中的雾态水吸收炭的热量，会变成水蒸气，随气流上升，不在炭仓24内滞留，控制好所施加的二氧化碳气化水雾的量可以使得炭仓24中木炭不会因吸收雾态水而增加水分，保证了成品木炭的干燥度。

现有炭化炉与本实用新型炭化炉的木炭生产率对比如下：

	木炭生产率
		现有炭化炉	20％
本实用新型炭化炉	30％

其中如图3所示，制雾器6，包括依次连通的负压引水室61、气水混合室63和扩散管64，负压引水室61沿其延伸方向的两端设置有开口、其侧壁设置有进水口611，负压引水室61通过进水口611与输水管道5相连通，扩散管64远离气水混合室63的一端与雾输送管道10相连通，还包括两端设置有开口的气体喷管62，气体喷管62一端伸入负压引水室61内、另一端与输气管道8相连通，负压引水室61和气体喷管62靠近气水混合室63的一端均沿靠近气水混合室63的方向横截面积逐渐减小，气水混合室63和扩散管64均沿远离负压引水室61的方向横截面积逐渐变大。制雾器6的工作原理如图4所示，压力为Po的工质(二氧化碳钢瓶提供的二氧化碳)经过气体喷管62以很大的速度Wp喷射出来。由于这股射流的卷吸作用，在气水混合室63入口处造成一个比引射介质流压力Pn还低的低压区。低压区的压力为P2。因此引射介质流(水箱2提供的的水)被不断地以W2的流速吸入气水混合室63，在气水混合室63中工质流与被引射介质流互相结合，使高速的工质流与引射介质流的流速逐渐相同形成混合流(二氧化碳气化水雾)，并以W3的流速进入扩散管64。在扩散管64中混合流的流速逐渐降低为Wg、压力升高为Pg，随后经雾输送管道10输送至喷头11处向木屑喷射。

其中负压引水室61、气体喷管62、气水混合室63和扩散管64均设置为回转体结构且其回转中心位于同一条直线上。回转体的结构制作简单，且阻力较小，适合汽化水雾的形成及输送。

扩散管64和喷头11之间设置有稳压平衡器12。增加稳压平衡器12可以使喷头11喷出的二氧化碳气化水雾压力更加稳定，可以更加均匀地喷洒到木炭上。

进一步地，负压引水室61、气水混合室63和扩散管64设置为一体式结构。一体成型既能满足制作汽化水雾的需要，又能进一步使其制作变得简单。

输水管道5上设置有水量调节阀3和流量计4，输气管道8上设置有输气量调节阀9。如此可以更精确地控制进入制雾器6的水和二氧化碳的量的比例，产生所需要的二氧化碳气化水雾。

制雾器6中，气水混合室63设置为锥形结构，且其小端位于靠近负压引水室61的一侧，大端位于所述扩散管64的一侧。扩散管64设置为锥形，且其小端位于气水混合室63的一侧。采用此种结构，制作简单，成本低。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种炭化炉，包括炉体，所述炉体从上至下依次为料仓(21)、干燥区(22)、干馏区(23)和炭仓(24)，其特征在于，还包括喷雾系统，所述喷雾系统包括设置在所述炉体外部的二氧化碳气源(7)、水源(2)、使二氧化碳和水混合生成二氧化碳气化水雾的制雾器(6)和设置在炭仓(24)内的喷头(11)，所述制雾器(6)分别通过输水管道(5)与所述水源(2)相连通，通过输气管道(8)与所述二氧化碳气源(7)相连通，通过雾输送管道(10)穿过所述炉体的炉壁与所述喷头(11)相连通。

2.如权利要求1所述的炭化炉，其特征在于，所述制雾器(6)包括依次连通的负压引水室(61)、气水混合室(63)和扩散管(64)，所述负压引水室(61)沿其延伸方向的两端设置有开口、其侧壁设置有进水口(611)，所述负压引水室(61)通过所述进水口(611)与所述输水管道(5)相连通，所述扩散管(64)远离所述气水混合室(63)的一端与所述雾输送管道(10)相连通，还包括两端设置有开口的气体喷管(62)，所述气体喷管(62)一端伸入所述负压引水室(61)内、另一端与所述输气管道(8)相连通，所述负压引水室(61)和所述气体喷管(62)靠近所述气水混合室(63)的一端均沿靠近所述气水混合室(63)的方向横截面积逐渐减小，所述气水混合室(63)和扩散管(64)均沿远离所述负压引水室(61)的方向横截面积逐渐变大。

3.如权利要求2所述的炭化炉，其特征在于，所述负压引水室(61)、所述气体喷管(62)、所述气水混合室(63)和所述扩散管(64)均设置为回转体结构且其回转中心位于同一条直线上。

4.如权利要求3所述的炭化炉，其特征在于，所述扩散管(64)和所述喷头(11)之间设置有稳压平衡器(12)。

5.如权利要求4所述的炭化炉，其特征在于，所述负压引水室(61)、所述气水混合室(63)和所述扩散管(64)设置为一体式结构。

6.如权利要求1所述的炭化炉，其特征在于，所述输水管道(5)上设置有水量调节阀(3)和流量计(4)。

7.如权利要求6所述的炭化炉，其特征在于，所述输气管道(8)上设置有输气量调节阀(9)。

8.如权利要求1所述的炭化炉，其特征在于，所述水源(2)设置为水箱。

9.如权利要求5所述的炭化炉，其特征在于，所述气水混合室(63)设置为锥形结构，且其小端位于靠近所述负压引水室(61)的一侧，大端位于所述扩散管(64)的一侧。

10.如权利要求9所述的炭化炉，其特征在于，所述扩散管(64)设置为锥形，且其小端位于所述气水混合室(63)的一侧。

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