CN210974536U - 一种侧吸式无氧中温热解炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种侧吸式无氧中温热解炉，包括热解炉，热解炉内设置有炉排，炉排上方的热解炉处设有进料口，进料口处配设有密闭式进料器，炉排下方的热解炉处设有排料口，出料口处配设有密闭式出料器，还包括设于热解炉外部并向热解炉供烟气的无氧中温气源机构，无氧中温气源机构包括燃烧器，燃烧器的进口连接有向燃烧器供燃气的输入管道，燃烧器的出口连接有烟气输出管道，烟气输送管道导入热解炉内部并位于炉排下方；热解炉在位于炉排上方的侧壁处设有可燃气收集机构，形成侧吸式结构。本实用新型有效保证热解炉内的生物质处于析出可燃气体的最佳析出温度，同时避免了可燃气体在热解炉内形成气包而导致的爆炸风险。

Description

一种侧吸式无氧中温热解炉

技术领域

本实用新型涉及生物质热解技术领域，具体涉及一种侧吸式无氧中温热解炉。

背景技术

生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气部分（或者氧气）、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，最终转化为一氧化碳，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。

生物质气化的关键在于气化炉，目前已使用的气化炉有上吸式、下吸式、敞口式和流化床等。不同生物质的反应过程也有差异，常见气化炉反应可分为氧化层、还原层、裂解层和干燥层：

1）、氧化层；生物质在氧化层中的主要反应为氧化反应，气化剂由炉栅的下部导入，经灰渣层吸热后进入氧化层，在这里通过高温的碳发生燃烧反应，生成大量的二氧化碳，同时放出热量，温度可达1000~1300摄氏度；在氧化层进行的燃烧均为放热反应，这部分反应热为还原层的还原反应，物料的裂解及干燥提供了热源。

2）、还原层；在氧化层中生成的二氧化碳和碳与水蒸气发生还原反应。

3）、裂解层；氧化层及还原层生成的热气体在上行过程中经裂解层，将生物质加热，使在裂解区的生物质进行裂解反应。

4）、干燥层。经氧化层、还原层及裂解层的气体产物上升至该区，加热生物质原料，使原料中的水分蒸发，吸收热量，并降低产生温度，生物质气化炉的出口温度一般为100~300℃

上述氧化层及还原层总称气化区，气化反应主要在这里进行；裂解层和干燥层总称为燃料准备区。

如公告号CN110484306A的发明公开一种复合式生物质分级气化炉，包括炉体，炉体的内部下方侧壁上固定有炉排，炉排下方空间为炉渣腔，炉体侧壁上对应炉渣腔的位置设置有排灰口，炉体的内壁上还固定有滤网，滤网位于炉排的上方，并与炉排之间形成热解腔，炉体内部顶壁固定有精滤机，炉体的外侧固定有送料机构，送料机构上固定有初滤机构，初滤机构通过送料管与送料机构相连接，初滤机构分别通过气管一和气管二连接炉体的侧壁上部和精滤机构。

如公告号CN110452736A的发明公开一种下吸式碳气联产气化炉，其主要结构从上到下分别为进料斗、料仓、气化反应室、双段斗形水冷套、翻转炉排、沉降室，沉降室的底部设有出碳绞龙，料仓的下部内侧设有斗锥形拔料盘，双段斗形水冷套的上部内侧叠加有斗锥形灰盘；生物质燃料首先在气化反应室中进行的高温裂解气化反应生成燃气，燃气向下在沉降室侧壁的燃气出口排出；在气化反应室未完全反应生成燃气的生物质燃料碳化后掉落在沉降室并冷却形成生物质碳，从而让生物质燃料同时实现碳气联产。

如公告号CN107083257B的发明提供了一种生物质气化系统，包括：气化炉，其包括炉体、落料管道，炉体包括出气口、炉排、进料口，出气口设在炉体侧壁上，炉排设在炉体的底部，其上设有进气口，落料管道对应进料口设在炉体的顶端；进料装置包括储料仓、进料管道、拨料机构、第一密封门、第二密封门、密封组件，进料管道设在储料仓的顶部，第一密封门设在进料管道上，拨料机构安装在储料仓的底部，第二密封门对应落料管道设置，其上设有驱动杆，驱动杆上设有密封罩，密封罩包括上端面、侧壁，上端面开有小孔；密封组件包括设置在储料仓上的水槽，水槽中设有用于穿过驱动杆的通道，通道为管状，密封罩罩在通道之外。

上述技术方案均是采用氧化层、还原层、裂解层和干燥层的常规气化炉布置形式，但是在应用中发现，由于气化剂一般采用含氧常温空气，其由炉栅的下部导入气化区，燃烧反应时不好控制，常常发生温度过高而超出生物质析出可燃气体的最佳析出温度，最终影响可燃气体的析出效果；并且常规气化炉的燃气导出需要大功率风机配合，实现不断抽出，能耗较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种侧吸式无氧中温热解炉。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种侧吸式无氧中温热解炉，包括热解炉，热解炉内设置有炉排，炉排上方的热解炉处设有进料口，进料口处配设有密闭式进料器，炉排下方的热解炉处设有排料口，出料口处配设有密闭式出料器，

还包括设于热解炉外部并向热解炉供烟气的无氧中温气源机构，无氧中温气源机构包括燃烧器，燃烧器的进口连接有向燃烧器供燃气的输入管道，燃气在燃烧器中燃烧生产烟气，燃烧器的出口连接有烟气输出管道，烟气输送管道导入热解炉内部并位于炉排下方，且烟气输送管道的末端连接有中温供热器；

热解炉在位于炉排上方的侧壁处设有可燃气收集机构，形成侧吸式结构；可燃气收集机构包括在热解炉中部侧壁设置的排气口，排气口环绕热解炉布置形成排气带，排气带的外侧环绕设有将其包裹的收集罩，收集罩与热解炉密封固定，收集罩内填充有颗粒填料，收集罩向外连接有燃气收集管道。

所述燃气收集管道上依次连接有除尘器、降温器和输送风机。

所述燃烧器连接有供风风机。

所述颗粒填料为蛭石。

所述炉排为主动式炉排，其包括多个水平并排设置的炉辊，炉辊相邻两两一组，同一组内的两个炉辊交替式进行相向转动和相背转动。

所述炉辊的表面沿周向排布设有拨料齿。

所述密闭式进料器包括与进料口连接的进料筒，进料筒的横截面为矩形结构，进料筒内上下叠加设有两个水平布置的进料辊，进料辊与进料筒相匹配且密封配合，进料辊上沿周向排布设有轴向延伸的料槽。

所述密闭式出料器为与排料口连接且水平布置的螺旋输送机。

所述热解炉内在位于进料口的下方设有布料器。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型由燃烧器产生的无氧且温度在570—600℃左右中温烟气为热解炉提供无氧中温热源，在热解炉内形成中温（570—600℃）的温度场，可以有效控制析出温度，保证热解炉内的生物质处于析出可燃气体的最佳析出温度，进而保证可燃气体的析出效果。由于为热解炉内形成的为中温（570—600℃）的温度场，析出可燃气体的温度也相对较低，降低后续降温处理难度。

烟气输送管道导入热解炉内部并位于炉排下方，且烟气输送管道的末端连接有中温供热器；热解炉在位于炉排上方的侧壁处设有可燃气收集机构，从而形成侧吸式结构，在排气口抽力作用下，原料自下而上逐步无氧中温热解析出可燃气体挥发分，同时析出燃气在输送风机的抽力下进入可燃气收集机构排到热解炉外部，并依次进行除尘、降温处理。

并且由于热解为升压过程，输送风机抽力功率要求较小，降低能耗，提高工作效率。同时，输送风机抽力功率较小，析出的可燃气体在向外排出时带出的灰尘较少，降低后续净化处理难度。

同时，由于为热解炉提供的为无氧中温热源，生物质中的碳基本不参与反应，析出可燃气体的热值较高，并且析出可燃气体后的炉渣为炭类炉渣，经炉排落下到排料口经密闭式出料器排出可再次利用。

2. 本实用新型中可燃气收集机构包括在热解炉中部侧壁设置的排气口，排气口环绕热解炉布置形成排气带，排气带的外侧环绕设有将其包裹的收集罩，收集罩与热解炉密封固定，收集罩向外连接有燃气收集管道，采用上述结构，热解炉内的原料解析出的可燃气体挥发分被直接从热解炉中部侧壁的排气口吸走，优化了可燃气体由热解炉内向外排出的路径，避免可燃气体在热解炉内形成气包而导致的爆炸风险。

收集罩内填充有颗粒填料，颗粒填料间形成有间隙，可燃气体进入颗粒填料后沿其间隙行走，使可燃气体中的灰尘被颗粒填料尽量吸收。

3. 本实用新型中的炉排采用主动式炉排，其包括多个水平并排设置的炉辊，炉辊相邻两两一组，在时间上交替式进行相向转动和相背转动，能够实现主动排料，并保证排料的均匀性。

4. 本实用新型中进料口处配设有密闭式进料器，排料口处配设有密闭式出料器，保证了热解炉内的密闭效果。

5. 本实用新型中燃气收集管道上设有降温器，降温器设有多级，多级降温器依次串联在燃气收集管道上形成多级降温机构，经过降温器降温后得到80℃左右干燥的可燃气体待用，同时在降温的过程中可燃气体内的化学物质溶解在液体中而形成木醋液等化学产品。

附图说明

图1是本实用新型的示意图；

图2是本实用新型中密闭式进料器的示意图；

图3是本实用新型中主动式炉排处于相向转动的示意图；

图4是本实用新型中主动式炉排处于相背转动的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种无氧中温下吸式热解装置，包括热解炉1，热解炉1内设置有炉排2，炉排2上方的热解炉1处设有进料口，进料口处配设有密闭式进料器3，炉排2下方的热解炉1处形成有渣仓4，渣仓向下设有排料口，排料口处配设有密闭式出料器5。

如图2所示，本实施例中，密闭式进料器3包括与进料口连接的进料筒31，进料筒31的横截面为矩形结构，进料筒31内上下相切设有两个水平布置的进料辊32，进料辊32与进料筒31相匹配且密封配合，进料辊31上沿周向排布设有轴向延伸的料槽33，进料筒31向上连接有进料斗34，从而实现密闭式进料。热解炉1内在位于进料口的下方设有布料器35，以实现均匀布料。

本实施例中，密闭式出料器5为与排料口连接且水平布置的螺旋输送机。

本实用新型中密闭式进料器3和密闭式出料器4的配合，保证了热解炉内的密闭效果。

如图3和图4所示，炉排2为主动式炉排，其包括多个水平并排设置的炉辊，炉辊21的表面沿周向排布设有拨料齿22，炉辊21相邻两两一组，同一组内的两个炉辊在时间上交替式进行相向转动和相背转动。

以六个炉辊为例进行说明，其分为三组，并形成五个排料间隙，当两个炉辊相向转动时，一、三、五的排料间隙向下排料，二、四的排料间隙向上翻料；当两个炉辊相背转动时，一、三、五的排料间隙向上翻料，二、四的排料间隙向下排料，如此交替进行，实现了主动排料，并保证排料的均匀性。

本实用新型还包括设于热解炉1外部并向热解炉1供烟气的无氧中温气源机构，无氧中温气源机构包括燃烧器6，燃烧器6的进口连接有向燃烧器供燃气的输入管道61，燃烧器还连接有供风风机63。燃气在燃烧器6中燃烧生产无氧中温烟气（烟气温度为570—600℃，优选为600℃左右），燃烧器6的出口连接有烟气输出管道62，烟气输送管道62导入热解炉内部并位于炉排2下方，且烟气输送管道62的末端向上指向炉排2并连接有中温供热器64。

本实施例中，中温供热器64为与烟气输送管道末端连通的锥筒结构，锥筒的尖端也向上指向炉排，锥筒的侧壁设有排气口，实现对热解炉1内的均匀供无氧中温烟气，保证在热解炉1内形成的中温温度场的均匀性。

热解炉1在位于炉排上方的侧壁处设有可燃气收集机构，形成侧吸式结构。可燃气收集机构包括在热解炉中部侧壁设置的排气口7，本实施例中排气口7位于热解炉1中料层顶部指示线11的上方。排气口7环绕热解炉布置形成排气带，排气带的外侧环绕设有将其包裹的收集罩72，收集罩72与热解炉1密封固定，收集罩72内填充有颗粒填料73，收集罩72向外连接有燃气收集管道71。采用上述结构，热解炉1内的原料解析出的可燃气体挥发分被直接从热解炉1中部侧壁的排气口7吸走，优化了可燃气体由热解炉内向外排出的路径，避免可燃气体在热解炉内形成气包而导致的爆炸风险。

同时，由于收集罩72内填充有颗粒填料73，颗粒填料73优选为蛭石，颗粒填料73间形成有间隙，可燃气体进入颗粒填料后沿其间隙行走，使可燃气体中的灰尘被颗粒填料尽量吸收。

燃气收集管道上还依次连接有除尘器8、降温器9和输送风机10。析出燃气在输送风机10的抽力下由可燃气收集机构进入燃气收集管道71排到热解炉1外部，并依次进行除尘、降温处理。

本实施例中，降温器9为列管式降温器，降温器9设有四级，四级降温器依次串联在燃气收集管道上形成多级降温机构。

本实用新型的工作原理如下：生物质料（垃圾、污泥、橡胶等）由密闭式进料器3进入热解炉1，形成的料层顶部指示线如图1中11所示。

由燃烧器6产生的无氧且温度在570—600℃左右的中温烟气为热解炉1提供无氧中温热源，在热解炉1内形成中温（570—600℃）的温度场，可以有效控制析出温度，保证热解炉内的生物质处于析出可燃气体的最佳析出温度，进而保证可燃气体的析出效果。由于在热解炉1内形成为中温（570—600℃）的温度场，析出可燃气体的温度也相对较低（300℃左右），降低后续降温处理难度。

由于采用侧吸式结构，在热解炉1中部侧壁的排气口7抽力作用下，原料自下而上逐步无氧中温热解析出可燃气体挥发分，同时析出燃气在输送风机10的抽力下由收集罩72进入燃气收集管道71排到热解炉1外部，并依次进行除尘、降温处理。析出燃气经过降温器9降温后得到80℃左右干燥的可燃气体待用，同时在降温的过程中可燃气体内的化学物质溶解在液体中而形成木醋液等化学产品。

并且由于热解为升压过程，输送风机10抽力功率要求较小，降低能耗，提高工作效率。同时，输送风机抽力功率较小，析出的可燃气体在向外排出时带出的灰尘较少，降低后续净化处理难度。

并且由于为热解炉1提供的为无氧中温热源，生物质中的碳基本不参与反应，析出可燃气体的热值较高，并且析出可燃气体后的炉渣为炭类炉渣，经炉排落下到排料口经密闭式出料器5排出可再次利用。

本实用新型完全区别于常规的气化炉布置形式及原理，有效保证热解炉内的生物质处于析出可燃气体的最佳析出温度，进而保证可燃气体的析出效果，实现资源化综合处理。

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 “前”、“后”、上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

Claims (9)

1.一种侧吸式无氧中温热解炉，包括热解炉，热解炉内设置有炉排，炉排上方的热解炉处设有进料口，进料口处配设有密闭式进料器，炉排下方的热解炉处设有排料口，出料口处配设有密闭式出料器，其特征在于：

还包括设于热解炉外部并向热解炉供烟气的无氧中温气源机构，无氧中温气源机构包括燃烧器，燃烧器的进口连接有向燃烧器供燃气的输入管道，燃气在燃烧器中燃烧生产烟气，燃烧器的出口连接有烟气输出管道，烟气输送管道导入热解炉内部并位于炉排下方，且烟气输送管道的末端连接有中温供热器；

热解炉在位于炉排上方的侧壁处设有可燃气收集机构，形成侧吸式结构；可燃气收集机构包括在热解炉中部侧壁设置的排气口，排气口环绕热解炉布置形成排气带，排气带的外侧环绕设有将其包裹的收集罩，收集罩与热解炉密封固定，收集罩内填充有颗粒填料，收集罩向外连接有燃气收集管道。

2.根据权利要求1所述的侧吸式无氧中温热解炉，其特征在于：所述燃气收集管道上依次连接有除尘器、降温器和输送风机。

3.根据权利要求2所述的侧吸式无氧中温热解炉，其特征在于：所述燃烧器连接有供风风机。

4.根据权利要求1所述的侧吸式无氧中温热解炉，其特征在于：所述颗粒填料为蛭石。

5.根据权利要求1所述的侧吸式无氧中温热解炉，其特征在于：所述炉排为主动式炉排，其包括多个水平并排设置的炉辊，炉辊相邻两两一组，同一组内的两个炉辊交替式进行相向转动和相背转动。

6.根据权利要求5所述的侧吸式无氧中温热解炉，其特征在于：所述炉辊的表面沿周向排布设有拨料齿。

7.根据权利要求1所述的侧吸式无氧中温热解炉，其特征在于：所述密闭式进料器包括与进料口连接的进料筒，进料筒的横截面为矩形结构，进料筒内上下叠加设有两个水平布置的进料辊，进料辊与进料筒相匹配且密封配合，进料辊上沿周向排布设有轴向延伸的料槽。

8.根据权利要求1所述的侧吸式无氧中温热解炉，其特征在于：所述密闭式出料器为与排料口连接且水平布置的螺旋输送机。

9.根据权利要求1所述的侧吸式无氧中温热解炉，其特征在于：所述热解炉内在位于进料口的下方设有布料器。

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