CN219586046U - 一种小型干馏废弃生物质炭化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种小型干馏废弃生物质炭化炉，解决了现有技术中炭化炉工作过程中无法准确监控温度、浪费能源的问题。该炭化炉包括炉体，所述炉体包括上下布置的两个腔室，上腔室为用于容纳生物质的炭化筒，下腔室为用于加热生物质的燃烧室；可燃气循环管，其一端连通于所述炭化筒的上部，另一端连通于所述燃烧室，用于将生物质炭化过程中析出的可燃气输送至燃烧室；油箱，其通过燃烧机连通于燃烧室。本实用新型的小型干馏废弃生物质炭化炉结构简单、使用方便，能够对炭化炉工作过程中的状态进行实时监测，并且提高了燃料燃烧的热利用率，有效降低生物质的热解成本，具有很好的实用性。

Description

一种小型干馏废弃生物质炭化炉

技术领域

本实用新型涉及生物质炭化设备技术领域，特别是指一种结构简单、使用方便的小型干馏废弃生物质炭化炉。

背景技术

生物质是一种相对于化石能源来说更加清洁和可再生的资源，由于现有技术中缺乏有效的生物质处理手段，导致大量生物质秸秆被废弃。生物质能因其储量大以及可再生的优点受到人们的青睐，而当前最有效的生物质利用方式当属热解炭化技术，在高温无氧的条件下，生物质被转化为固体炭、生物油和热解气三种主要产物，其中固体炭在改良土壤盐碱化以及吸附污染物等方面效果显著，生物油和热解气可以作为燃料等能源使用。

现有的炭化炉在工作过程中不能准确监控物料热解温度，且炭化过程中产生的烟气含有大量热量，直接排放会造成能源的浪费。

实用新型内容

本实用新型提出一种小型干馏废弃生物质炭化炉，解决了现有技术中炭化炉工作过程中无法准确监控温度、浪费能源的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种小型干馏废弃生物质炭化炉，包括

炉体，所述炉体包括上下布置的两个腔室，上腔室为用于容纳生物质的炭化筒，下腔室为用于加热生物质的燃烧室；

第一热电偶，其安装于所述炭化筒的底面上并自前端延伸至后端，用于检测炭化筒底面的前、中、后区域的温度；

第二热电偶，其延伸至所述炭化筒的中部区域，用于检测炭化筒的中部区域的温度；

第三热电偶，其延伸至所述炭化筒的底部区域，用于检测炭化筒的底部区域的温度；

第四热电偶，其延伸至所述炭化筒的上部区域，用于检测炭化筒的上部区域的温度；

可燃气循环管，其一端连通于所述炭化筒的上部，另一端连通于所述燃烧室，用于将生物质炭化过程中析出的可燃气输送至燃烧室；

油箱，其通过燃烧机连通于燃烧室。

作为一种优选的实施方式，所述可燃气循环管与炭化筒的连接处设有检测炭化筒内部压力的压力表，所述可燃气循环管的中间位置设有第七热电偶、控制阀，分别用于检测可燃气循环管内可燃气的温度、控制可燃气循环管的通断，所述可燃气循环管的上下部位分别设有干馏气上检查孔、干馏气下检查孔；

所述可燃气循环管的上端通过排湿阀连通有排湿管，所述可燃气循环管的下端连接排水阀。

作为一种优选的实施方式，所述炉体内设有环绕在所述炭化筒外周的燃烧室通道，所述燃烧室通道与所述燃烧室相连通，所述燃烧室通道还通过鼓风机连通有废气排放管；

所述炉体上设有用于开闭的炭化筒炉门，所述燃烧室上设有用于开闭的燃烧室观察门，所述炭化筒炉门、燃烧室观察门以及炉体的炉壁均由内层的耐火混凝土炉墙和外层的保温层组成；

所述燃烧室上还设有观火孔，所述油箱的一侧还设有控制台，所述炉体靠近油箱、控制台的一侧安装有加厚隔热板。

作为一种优选的实施方式，所述炭化筒的开口处对称设有位于其内壁上的两组挡块，每组挡块之间留有间隙，所述挡块之间的间隙中活动插入有挡板，所述挡板的下边沿与所述炭化筒的下内壁相适配，所述挡板的上边沿与炭化筒的上内壁之间留有间隙；

所述挡板所处平面垂直于所述炭化筒的中心轴线，用于阻挡所述炭化筒内的生物质。

作为一种优选的实施方式，所述炭化筒炉门、燃烧室观察门均通过固定门闩铰接于所述炉体上，所述炭化筒炉门、燃烧室观察门上均设有锁紧装置，所述炭化筒炉门的内部外缘与炭化筒之间、所述燃烧室观察门的内部外缘与燃烧室之间均设有耐热密封圈；

所述炭化筒炉门上还设有温度表和通气孔，所述温度表伸入所述炭化筒的前部位置。

作为一种优选的实施方式，所述炭化筒为水平放置的圆柱形，其两端部位设有一体成型的固定筋，所述固定筋通过若干周向布置的螺栓固定于所述炉体上。

作为一种优选的实施方式，所述炉体上还设有分别伸入所述燃烧室通道、燃烧室内的第五热电偶、第六热电偶。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：本实用新型的生物质炭化炉通过在炭化筒的内部分别布置多个热电偶，可以对炭化筒内部的上、中、下位置区域分别进行温度检测；通过设置可燃气循环管将炭化筒与燃烧室连通起来，使生物质炭化过程中产生的大量可燃气导入到燃烧室内，解决了能源浪费的问题。另外本实用新型的炭化筒设于燃烧室的正上方，从而可直接对炭化筒内的生物质物料进行加热，进而可提高燃料燃烧的热利用率，有效降低生物质的热解成本。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的主视示意图；

图2为图1中A-A处的剖视示意图；

图3为图1中B-B处的剖视示意图；

图4为图2中C-C处的剖视示意图；

图5为可燃气循环管的结构示意图；

图6为图2中A处的局部放大示意图；

图中：1-炉体；2-炭化筒；3-炭化筒炉门；4-可燃气循环管；5-燃烧室；6-燃烧室观察门；7-燃烧机；8-观火孔；9-保温层；10-耐火混凝土炉墙；11-控制台；12-油箱；13-第一热电偶；14-温度表；15-燃烧室通道；16-耐热密封圈；17-废气排放管；18-鼓风机；19-通气孔；20-锁紧装置；21-排湿管；22-控制阀；23-压力表；24-干馏气上检查孔；25-排湿阀；26-干馏气下检查孔；27-排水阀；28-第七热电偶；29-挡块；30-挡板；31-第五热电偶；32-加厚隔热板；33-固定筋；34-螺栓；35-固定门闩；36-第二热电偶；37-第三热电偶；38-第四热电偶；39-第六热电偶。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。

实施例：

如图1至图4共同所示，为本实用新型小型干馏废弃生物质炭化炉的一种实施例，其首先包括一个炉体1，该炉体1固定设置，其包括两个上下布置的腔室，其中，上腔室是一个水平布置的圆柱状的炭化筒2，该炭化筒2的作用是容纳生物质，在炭化筒2的两端部位设有与其一体成型的固定筋33，固定筋33通过若干周向布置的螺栓34直接固定在炉体1上。下腔室为一个燃烧室5，其作用是加热炭化筒2内的生物质。为了减小热源的浪费，该实施例中的炉体1的炉壁由内层的耐火混凝土炉墙10和外层的保温层9组成，可以有效地减小热量的损失。其中，耐火混凝土炉墙10的配方(质量比)如下：

(1)400号以上高铝水泥15％；

(2)矶土熟料、粘土熟料、废高铝砖和废耐火粘土砖(粒度<0.088mm)15％；

(3)矶土熟料、粘土熟料、废高铝砖和废耐火粘土砖(粒度<5mm)35％；

(4)矶土熟料、粘土熟料、废高铝砖和废耐火粘土砖(粒度5-15mm)35％。

炭化筒2的外周形成一个环绕其的燃烧室通道15，该燃烧室通道15与下方的燃烧室5直接连通，可以确保燃烧室5内的热量能够进入环形的燃烧室通道15，进而对炭化筒2内的生物质进行全方位的加热。此外，燃烧室通道15还通过鼓风机18连通有废气排放管17，便于排出燃烧产生的废气。至于燃烧的热源，该实施例采用了在炉体1一侧设置油箱12的结构形式，通过油管将油箱12与一个燃烧机7连接起来，从而源源不断地向燃烧室5内输送热源。

炉体1上设有用于开闭的炭化筒炉门3，燃烧室5上设有用于开闭的燃烧室观察门6，炭化筒炉门3、燃烧室观察门6也是由内层的耐火混凝土炉墙10和外层的保温层9组成，能够最大限度的减小能源的浪费。炭化筒炉门3、燃烧室观察门6均通过固定门闩35铰接于炉体1上，炭化筒炉门3、燃烧室观察门6上还设有锁紧装置20，其中，炭化筒炉门3上的锁紧装置数量为四个，并在周向上均匀布置，而燃烧室观察门6上的锁紧装置20可仅设置一个，在炭化筒炉门3的内部外缘与炭化筒2之间，以及在燃烧室观察门6的内部外缘与燃烧室5之间均设有耐热密封圈16，该耐热密封圈16的材质优选为石棉绳制作。

如图1和图5共同所示，在该实施例中还设置有一套可燃气循环管4，其一端连通于炭化筒2的上部，另一端连通于燃烧室5，主要的作用是将生物质炭化过程中析出的可燃气输送至燃烧室5。在可燃气循环管4与炭化筒2的连接处设有检测炭化筒2内部压力的压力表23，可燃气循环管4的中间位置设有第七热电偶28、控制阀22，分别用于检测可燃气循环管4内可燃气的温度、控制可燃气循环管4的通断，可燃气循环管4的上下部位还分别设有干馏气上检查孔24、干馏气下检查孔26。可燃气循环管4的上端通过排湿阀25连通有排湿管21，可燃气循环管4的下端还连接排水阀27。

在该实施例中还设置有若干个用于检测温度的热电偶、用于检测压力的压力表等部件，能够随时检测整套系统中不同位置的温度及压力，更好的对系统进行控制，具体来说，在炭化筒2中设置了第一热电偶13、第二热电偶36、第三热电偶37、第四热电偶38，还设置了温度表14，其中，第一热电偶13安装于炭化筒2的底面上并自前端延伸至后端，用于检测炭化筒2底面的前、中、后区域的温度，第二热电偶36延伸至炭化筒2的中部区域，用于检测炭化筒2的中部区域的温度，第三热电偶37延伸至炭化筒2的底部区域，用于检测炭化筒2的底部区域的温度，第四推动38延伸至炭化筒2的上部区域，用于检测炭化筒2的上部区域的温度，温度表14伸入炭化筒2的前部位置。炉体1上还设有分别伸入燃烧室通道15、燃烧室5内的第五热电偶31、第六热电偶39。为了便于集中进行检测控制，该实施例在油箱12的一侧还设置了控制台11，上述的第一热电偶13、第二热电偶36、第三热电偶37、第四热电偶38、第五热电偶31、第六热电偶39、第七热电偶28直接与控制台11之间电连接，便于对其进行集中控制。而为了提高工作人员在操作时的舒适度，该实施例还在炉体1靠近油箱12、控制台11的一侧安装有加厚隔热板32，以阻挡炉体1内的高温对工作人员产生的影响。

此外，在燃烧室5上还设有观火孔8，炭化筒炉门3上还设有通气孔19，以便工作人员对炭化炉进行更好的观察和操作。

如图2和图6所示，在炭化筒2的开口处对称设有位于其内壁上的两组挡块29，每组挡块29之间留有间隙，挡块29之间的间隙中活动插入有挡板30，挡板30的下边沿与炭化筒2的下内壁相适配，挡板30的上边沿与炭化筒2的上内壁之间留有间隙，挡板30所处平面垂直于炭化筒2的中心轴线，用于阻挡炭化筒2内的生物质。

该实施例中的燃烧机7可分为手动模式和自动模式两种，其中，手动模式是当用于检测炭化筒2底部温度的第一热电偶13、用于检测可燃气循环管4内部温度的第七热电偶28、用于检测炭化筒2中部温度的第二热电偶36、用于检测炭化筒2后端底部温度的第三热电偶37、用于检测炭化筒2上部温度的第四热电偶38、用于检测燃烧室通道15中部温度的第五热电偶31、用于检测燃烧室5温度的第六热电偶39、用于检测炭化筒2内前部温度的温度表14都达到目标数值时，就可以关闭系统；而自动模式是当用于检测炭化筒2中部温度的第二热电偶36达到设定温度时，燃烧机7熄火，但继续进行吹扫，在保温期间根据设定的温度上限与下限，自动进行燃烧机7的开闭，当到达保温时间后，燃烧机7会熄火，但会继续吹扫降温，至此自动模式结束，完成炭化。

该实施例的工作过程和原理如下：当该实施例的炭化炉进行炭化工作时，将生物质放入炭化筒2内部，当放入生物质占炭化筒2容积的百分之三十左右时，将挡板30放置于挡块29中，继续从挡板30的上方向炭化筒2内放入生物质，当放入生物质占炭化筒2容积的百分之八十时，关闭炭化筒炉门3且拧紧锁紧装置20，开机启动，打开鼓风机18控制开关，选择自动模式，开始进入干燥阶段，打开炭化筒炉门3底部的通气孔19、排湿阀25，并且关闭控制阀22，启动燃烧机7，燃烧机7先进行预吹扫，七八秒钟之后自动点火燃烧，待炭化筒2内中部第二热电偶36温度达到150℃～160℃时(根据生物质析出可燃气的温度确定)，关闭通气孔19、排湿阀25，并且打开控制阀22，控制阀22开度大小根据压力表23控制(确保压力表23的指针始终保持在0刻度)，开始进入炭化阶段，炭化筒2内部生物质产生的可燃气由可燃气循环管4循环至燃烧室5内进行燃烧，此时切换为手动模式，关闭燃烧机7，单靠可燃气的燃烧进行加热炭化，通过观火孔8观察可燃气是否燃烧殆尽，如已经燃烧殆尽，则手动打开燃烧机7，切换自动模式，当检测炭化筒2中部温度的第二热电偶36设定温度上限为500℃时，燃烧机7熄火，开始进入保温阶段，保温期间根据设定的温度上限与下限，燃烧机7自动进行开闭，当到达保温时间燃烧机7停止工作，但继续吹扫进行降温，完成该模式实验。之后立即关闭控制阀22，观察压力表23，如压力表指针波动，则打开顶部排湿阀25，根据压力表23调节排湿阀25的开度，保持压力表23压力为零，冷却至室温则完成炭化工作。

本实用新型的小型干馏废弃生物质炭化炉结构简单、使用方便，能够对炭化炉工作过程中的状态进行实时监测，并且提高了燃料燃烧的热利用率，有效降低生物质的热解成本，具有很好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种小型干馏废弃生物质炭化炉，其特征在于：包括

炉体(1)，所述炉体(1)包括上下布置的两个腔室，上腔室为用于容纳生物质的炭化筒(2)，下腔室为用于加热生物质的燃烧室(5)；

第一热电偶(13)，其安装于所述炭化筒(2)的底面上并自前端延伸至后端，用于检测炭化筒(2)底面的前、中、后区域的温度；

第二热电偶(36)，其延伸至所述炭化筒(2)的中部区域，用于检测炭化筒(2)的中部区域的温度；

第三热电偶(37)，其延伸至所述炭化筒(2)的底部区域，用于检测炭化筒(2)的底部区域的温度；

第四热电偶(38)，其延伸至所述炭化筒(2)的上部区域，用于检测炭化筒(2)的上部区域的温度；

可燃气循环管(4)，其一端连通于所述炭化筒(2)的上部，另一端连通于所述燃烧室(5)，用于将生物质炭化过程中析出的可燃气输送至燃烧室(5)；

油箱(12)，其通过燃烧机(7)连通于燃烧室(5)。

2.如权利要求1所述的小型干馏废弃生物质炭化炉，其特征在于：所述可燃气循环管(4)与炭化筒(2)的连接处设有检测炭化筒(2)内部压力的压力表(23)，所述可燃气循环管(4)的中间位置设有第七热电偶(28)、控制阀(22)，分别用于检测可燃气循环管(4)内可燃气的温度、控制可燃气循环管(4)的通断，所述可燃气循环管(4)的上下部位分别设有干馏气上检查孔(24)、干馏气下检查孔(26)；

所述可燃气循环管(4)的上端通过排湿阀(25)连通有排湿管(21)，所述可燃气循环管(4)的下端连接排水阀(27)。

3.如权利要求1所述的小型干馏废弃生物质炭化炉，其特征在于：所述炉体(1)内设有环绕在所述炭化筒(2)外周的燃烧室通道(15)，所述燃烧室通道(15)与所述燃烧室(5)相连通，所述燃烧室通道(15)还通过鼓风机(18)连通有废气排放管(17)；

所述炉体(1)上设有用于开闭的炭化筒炉门(3)，所述燃烧室(5)上设有用于开闭的燃烧室观察门(6)，所述炭化筒炉门(3)、燃烧室观察门(6)以及炉体(1)的炉壁均由内层的耐火混凝土炉墙(10)和外层的保温层(9)组成；

所述燃烧室(5)上还设有观火孔(8)，所述油箱(12)的一侧还设有控制台(11)，所述炉体(1)靠近油箱(12)、控制台(11)的一侧安装有加厚隔热板(32)。

4.如权利要求1所述的小型干馏废弃生物质炭化炉，其特征在于：所述炭化筒(2)的开口处对称设有位于其内壁上的两组挡块(29)，每组挡块(29)之间留有间隙，所述挡块(29)之间的间隙中活动插入有挡板(30)，所述挡板(30)的下边沿与所述炭化筒(2)的下内壁相适配，所述挡板(30)的上边沿与炭化筒(2)的上内壁之间留有间隙；

所述挡板(30)所处平面垂直于所述炭化筒(2)的中心轴线，用于阻挡所述炭化筒(2)内的生物质。

5.如权利要求3所述的小型干馏废弃生物质炭化炉，其特征在于：所述炭化筒炉门(3)、燃烧室观察门(6)均通过固定门闩(35)铰接于所述炉体(1)上，所述炭化筒炉门(3)、燃烧室观察门(6)上均设有锁紧装置(20)，所述炭化筒炉门(3)的内部外缘与炭化筒(2)之间、所述燃烧室观察门(6)的内部外缘与燃烧室(5)之间均设有耐热密封圈(16)；

所述炭化筒炉门(3)上还设有温度表(14)和通气孔(19)，所述温度表(14)伸入所述炭化筒(2)的前部位置。

6.如权利要求1所述的小型干馏废弃生物质炭化炉，其特征在于：所述炭化筒(2)为水平放置的圆柱形，其两端部位设有一体成型的固定筋(33)，所述固定筋(33)通过若干周向布置的螺栓(34)固定于所述炉体(1)上。

7.如权利要求3所述的小型干馏废弃生物质炭化炉，其特征在于：所述炉体(1)上还设有分别伸入所述燃烧室通道(15)、燃烧室(5)内的第五热电偶(31)、第六热电偶(39)。