CN219526545U - 一种生物质热-炭联产装置 - Google Patents

Abstract

一种生物质热‑炭联产装置，包括生物质原料仓，生物质原料仓的底部连接输送带的首端，输送带末端底部配置有料斗，料斗底部设置有螺旋输送机，螺旋输送机的物料出口端连接回转炉的前封头，回转炉的后封头底部连接冷却系统的入口，冷却系统的出口连通斗式提升机底部的进料口，斗式提升机顶部的卸料口与储存仓的顶部相连通；生物质原料仓由输送机变频控制，将生物质原料送到输送带，输送带将生物质原料送至关风机和料斗，生物质原料经过螺旋输送机将原料送入回转炉内进行热解和炭化，当出现灭火时，打开放散装置，将可燃气体排出，热能输出口对接用热设备，冷却系统将回转炉内的炭冷却后，送至斗式提升机并储存；本实用新型结构简单，易操作，易维护。

Description

一种生物质热-炭联产装置

技术领域

本实用新型属于生物质热解技术领域，具体涉及一种生物质热-炭联产装置。

背景技术

生物质分布广泛，可用量大，是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，它一直是人类赖以生存的重要能源之一，是仅次于煤炭、石油、天然气之后的第四大能源，在整个能源系统中占有重要的地位，在我国经济飞速发展几十年之后，如今面临巨大的环境保护问题，为此生物质的利用已成为社会刚需。

生物质也是可再生能源的重要组成部分.生物质能的高效开发利用,对解决能源、生态环境问题将起到积极的作用。当今世界各国尤其是经济发达国家都对此高度重视,积极开展生物质应用技术的研究,并取得许多研究成果,达到工业化应用规模。

现有市场上生物质的清洁利用，主要有两种：生物质气化和生物质炭化。生物质气化技术，主要将生物质气化为气体燃烧后提供热能，其产物多含有难处理的焦油，且气化不充分。气化后炭渣较少，而且不纯净，利用价值不高，造成资源浪费；生物质炭化是生物质在有限供氧或完全缺氧的条件下，受热分解去除挥发分产生固体焦炭产物的过程。除了固态木炭产物外，还会产生可燃气体和液态木醋液和液态木焦油，产生的焦油难清理，易污染腐蚀设备及管道，纯粹的生物质炭化工艺对环境污染很大。总之，现有生物质气化和生物质炭化技术存在以下不足：

1、生物质燃料整体利用率不高，造成资源浪费，副产物利用价值不高。同时系统工艺技术粗糙，自动化程度较低，热能和可利用的副产物损失较大；

2、环保方面存在的问题则主要是气化、炭化过程中的尘、氮氧化物以及焦油、木醋液等，会对大气、土壤以及水源等造成污染。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种生物质热-炭联产装置，通过生物质燃料挥发分燃烧产生热能，向用热设备提供稳定连续热量的同时，可以产出优质生物质固体炭，实现了生物燃料充分利用及经济效益最大化，该过程中热能自给自足，余热充分利用，无残留副产物，全过程自动化程度高，负压运行，密封性好，安全性可靠，并且不产生液态焦油、木醋液等，不污染腐蚀设备，不污染环境，解决了生物质利用不充分、效率较低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种生物质热-炭联产装置，包括生物质原料仓1，所述生物质原料仓1的底部连接输送带2的首端，输送带2的末端底部配置有料斗4，料斗4的底部设置有螺旋输送机5，螺旋输送机5的物料出口端连接回转炉7的前封头，回转炉7的后封头的底部连接冷却系统10的入口，冷却系统10的出口连通斗式提升机11底部的进料口，斗式提升机11顶部的卸料口与储存仓12的顶部相连通。

所述输送带2的末端底部且料斗4的入口处设置有关风机3。

所述回转炉7的末端设置有热能输出口9，热能输出口9与用热设备13相连接，热能输出口9输出的热能用于加热用热设备13的工质并产生热水或蒸汽。

所述回转炉7的前封头和后封头处分别设有第一放散装置6和第二放散装置8，用于自动释放回转炉7的可燃气体。

所述回转炉7采用多层耐热耐高温筒体结构。

所述输送带2呈一定角度设置，角度为5-40°，其中，输送带2的首端连接生物质原料仓1，输送带2的末端连接关风机3。

所述冷却系统10倾斜或水平设置，其中，冷却系统10的入口连接回转炉7的后封头，冷却系统10的出口连接斗式提升机11进料口。

所述生物质原料仓1的底部设置有输送机。

所述生物质原料仓1、输送带2、关风机3、螺旋输送机5、回转炉7、冷却系统10以及斗式提升机11，其驱动设备的电机均采用变频电机，所述变频电机的信号输入端分别连接自动控制系统14的信号输出端，所述自动控制系统14采用PLC控制。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型由于采用了关风机3、螺旋输送机5以及回转炉7，该结构使回转炉7有密闭的炭化通道，运行平稳；进料出料推进能力较强，能确保设备运转顺畅，对原料的变化适应性强，达到原料适用范围广，热解和炭化彻底的使用效果。

2、本实用新型热能输出口9对接用热设备13，将回转炉7产生的多余热量及未燃尽可燃气体通过热能输出口9对用热设备13加热燃烧，能够产生热能并充分利用，实现了生物质热能利用充分并生产洁净木炭，提高了经济效益，相比于现有生物质炭化设备，生物质热能利用充分，生产木炭品质高、经济价值高，生物质原料不浪费。

3、本实用新型回转炉7采用多层耐热耐高温筒体结构，利用内桶高温热辐射结构，在隔绝氧气的情况下把生物质原料热解和炭化，该回转炉7炭化物料不与高温烟气接触，相比单层外加热结构利用率更高，炭化裂解产生的烟气都转化为热能，炭化过程中不产生液态木醋液和木焦油。

4、本实用新型在回转炉7前端设置第一放散装置6以及在后端设置第二放散装置8，两处放散装置能够保证回转炉7在停电或者压力异常状态下能够自动放空炉内的可燃气体，以防发生危险，保证人员设备的安全。

5、本实用新型通过无接触式的冷却系统10，使生物质固体炭渣冷却至50℃以下，并且不会使固体炭增加水分含量，保证了生物质固体炭的品质。

6、本实用新型能够实现生物质燃料高效清洁利用，在生物质燃料挥发分燃烧产生热能，并向用热设备提供稳定连续热量的同时，可以产出优质生物质固体炭，实现了生物燃料充分利用及经济效益最大化。

7、本实用新型用于驱动设备的电机均采用变频电机，通过变频器控制，节能效果明显，大大降低电机的能耗，节约运行成本；运行时较普通电动机有更低的噪音和更小的电磁振动，可在其调速范围内可任意调速，适用于频繁启动、频繁调速的使用工况，满足系统使用要求。

8、本实用新型可通过自动控制系统14控制驱动设备的变频电机，实现设备全自动化，整套设备结构简单，易操作，易维护。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的控制系统模块图。

其中：1、生物质原料仓；2、输送带；3、关风机；4、料斗；5、螺旋输送机；6、第一放散装置；7、回转炉；8、第二放散装置；9、热能输出口；10、冷却系统；11、斗式提升机；12、炭储存仓；13、用热设备；14、自动控制系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型采取的技术方案作详尽介绍。

如图1所示，一种生物质热-炭联产装置，包括生物质原料仓1，所述生物质原料仓1的底部连接输送带2的首端，输送带2的末端底部配置有料斗4，料斗4的底部设置有螺旋输送机5，螺旋输送机5的物料出口端连接回转炉7的前封头，回转炉7的后封头的底部连接冷却系统10的入口，冷却系统10的出口连通斗式提升机11底部的进料口，斗式提升机11顶部的卸料口与储存仓12的顶部相连通。

所述输送带2的末端底部且料斗4的入口处设置有关风机3。

所述回转炉7的末端设置有热能输出口9，热能输出口9与用热设备13相连接，热能输出口9输出的热能用于加热用热设备13的工质，产生热水或蒸汽，满足生产需要。

所述回转炉7的前封头和后封头处分别设有第一放散装置6和第二放散装置8，用于自动释放回转炉7的可燃气体。放散装置的结构是由一个电动阀、一个手动阀以及对应尺寸的管道组成的排空装置，放散作用是保证回转炉7在停电或者压力异常状态下能够自动放空炉内的可燃气体，以防发生危险，保证人员设备的安全。

所述回转炉7采用多层耐热耐高温筒体结构。

所述输送带2呈一定角度设置，角度为5-40°，其中，输送带2的首端连接生物质原料仓1，输送带2的末端连接关风机3。该角度效果是保证物料输送高效顺畅，不产生滑移。

所述冷却系统10倾斜或水平设置，其中，冷却系统10的入口连接回转炉7的后封头，冷却系统10的出口连接斗式提升机11进料口。角度效果增加冷却行程，形成对流增加换热，加速冷却。

所述生物质原料仓1的底部设置有输送机，生物质原料仓1通过底部的输送机进行变频控制，将生物质原料仓1内部的原料输送至输送带2。

如图2所示，所述生物质原料仓1、输送带2、关风机3、螺旋输送机5、回转炉7、冷却系统10以及斗式提升机11，其驱动设备的电机均采用变频电机，所述变频电机的信号输入端分别连接自动控制系统14的信号输出端，所述自动控制系统14采用PLC控制。

所述螺旋输送机5是一种利用电机带动螺旋叶片(有轴螺旋叶片或无轴螺旋叶片)回转，推移物料以实现输送目的的机械，它能水平、倾斜或垂直输送，具有结构简单、横截面积小、密封性好、操作方便。

冷却系统10的组成设备主要包含冷渣机，冷渣机的内部结构主要由筒外焊有传动装置的外筒和焊有固定螺旋导向叶片的内筒组成，内筒由多管型和套筒型各种型号，内筒内的固定螺旋导向叶片之间焊有提渣板，当冷渣机由传动装置驱动缓慢旋转时，高温炉渣在套筒的内筒由螺旋叶片导向前进，同时在旋转时，提渣板带动炉渣向上提升，到一定高度后，向下抛撒，冷却水在内、外筒之间的夹套内逆向流动带走热量，冷却风在内筒内将提渣板提起后抛撒炉渣加热的热空气带走，使热态炉渣逐步冷却。

本实用新型的工作原理：

生物质原料仓1通过底部输送机的变频控制生物质原料，将生物质原料输送到输送带2，输送带2再将生物质原料送至关风机3和料斗4，生物质原料仓1通过底部输送机的变频，控制生物质原料的进入关风机3和料斗4的进料数量，生物质原料再经过螺旋输送机5将原料送入回转炉7内进行热解和炭化，其中关风机3可以起到回转炉7反应内部与外界隔绝空气的作用，保证生物质原料在隔绝氧气的环境下进行反应，第一放散装置6和第二放散装置8起到安全放散的作用，一旦反应过程中出现灭火等情况，及时打开第一放散装置6和第二放散装置8，将可燃气体排出，确保系统运行安全；热能输出口9对接用热设备13，将回转炉7产生的多余热量利用，及未燃尽可燃气体继续燃烧产生热能并充分利用。冷却系统10将回转炉7产生的炭冷却至储存温度后，输送给斗式提升机11，斗式提升机11将木炭送至炭储存仓12储存。

本实用新型公布的是一种生物质热-炭联产装置，适用于各种木料、秸秆、稻壳、果核、药渣等生物质原料，本实用新型根据不同的生物质原料特性、用热要求及使用工况等进行具体结构调整和非标设计，但仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种生物质热-炭联产装置，包括生物质原料仓(1)，其特征在于：所述生物质原料仓(1)的底部连接输送带(2)的首端，输送带(2)的末端底部配置有料斗(4)，料斗(4)的底部设置有螺旋输送机(5)，螺旋输送机(5)的物料出口端连接回转炉(7)的前封头，回转炉(7)的后封头的底部连接冷却系统(10)的入口，冷却系统(10)的出口连通斗式提升机(11)底部的进料口，斗式提升机(11)顶部的卸料口与储存仓(12)的顶部相连通。

2.根据权利要求1所述的一种生物质热-炭联产装置，其特征在于：所述输送带(2)的末端底部且料斗(4)的入口处设置有关风机(3)。

3.根据权利要求1所述的一种生物质热-炭联产装置，其特征在于：所述回转炉(7)的末端设置有热能输出口(9)，热能输出口(9)与用热设备(13)相连接，热能输出口(9)输出的热能用于加热用热设备(13)的工质并产生热水或蒸汽。

4.根据权利要求1所述的一种生物质热-炭联产装置，其特征在于：所述回转炉(7)的前封头和后封头处分别设有第一放散装置(6)和第二放散装置(8)，用于自动释放回转炉(7)的可燃气体。

5.根据权利要求1所述的一种生物质热-炭联产装置，其特征在于：所述回转炉(7)采用多层耐热耐高温筒体结构。

6.根据权利要求1所述的一种生物质热-炭联产装置，其特征在于：所述输送带(2)呈一定角度设置，角度为5-40°，其中，输送带(2)的首端连接生物质原料仓(1)，输送带(2)的末端连接关风机(3)。

7.根据权利要求1所述的一种生物质热-炭联产装置，其特征在于：所述冷却系统(10)倾斜或水平设置，其中，冷却系统(10)的入口连接回转炉(7)的后封头，冷却系统(10)的出口连接斗式提升机(11)进料口。

8.根据权利要求1所述的一种生物质热-炭联产装置，其特征在于：所述生物质原料仓(1)的底部设置有输送机。

9.根据权利要求1所述的一种生物质热-炭联产装置，其特征在于：所述生物质原料仓(1)、输送带(2)、关风机(3)、螺旋输送机(5)、回转炉(7)、冷却系统(10)以及斗式提升机(11)，其驱动设备的电机均采用变频电机，所述变频电机的信号输入端分别连接自动控制系统(14)的信号输出端，所述自动控制系统(14)采用PLC控制。