一種生物質熱解爐的製作方法

2023-05-19 00:04:56 1

專利名稱：一種生物質熱解爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及生物質燃料熱解設備，具體涉指一種生物質熱解爐。
技術背景直接加熱式熱解爐是一個封閉的爐體，如一種防止氧化熱解爐(專利號 200920062938. 0)，四周和上面都無孔隙，底部開有縫隙，用於排水蒸汽、木醋液、木焦油和木煤氣等。生物質是一種含水量高的可再生能源，在熱解開始，首先是蒸發生物質中的水份，水變成蒸汽後，通過厚厚的生物質，才能進入煙道排出，由於受厚厚的生物質層的阻力， 水蒸汽不易通過，隨著時間的延長，點火處的溫度不斷上升，到600°C以上，這時產生大量的水蒸汽、木醋液氣、木焦油氣和木煤氣等，造成爐內壓力升高，而木煤氣與溫度和壓力成正比，由於排氣不暢，熱解區點火處溫度繼續升高，爐內壓力也隨著升高，爐內熱解方向朝生產木煤氣方向發展，大量木炭和木焦油轉化成木煤氣，木煤氣熱值低，是一種不凝性氣體， 只好被排空，汙染環境，浪費能源，儘管熱解爐點火處溫度在600°C以上，而離點火處較遠的生物質水份仍然沒有蒸發，為了排氣，經常要打開爐蓋，用鐵棒撬動生物質，木焦油氣和木煤氣迅速在爐面燃燒，給操作工帶來危險，同時，大量可燃氣體被排走，浪費了能源，一般每隔4小時要撬動一次。而熱解溫度不同，壓力不同，產生的木炭、木醋液、木焦油和木煤氣是不同的。在常壓下，每100公斤全乾木材在300°C時木炭產量為53公斤，木煤氣只有5. 6 立方米，熱值為6594KJ/M3，木煤氣總熱量是36926KJ，在600°C時木炭產量為28. 6公斤，木煤氣有14. 3立方米，熱值為15198KJ/M3，木煤氣總熱值是217331KJ，是300°C時的5. 8倍， 《木質廢棄物再生循環利用技術》化學工業出版社P32。木焦油與溫度和壓力成反比，溫度越高，產油越少，壓力越高，產油越少。在生產過程中，一個長1油一般要80多個小時。且水蒸汽與木焦油氣體一併從煙道排入冷凝，木焦油中含有大量的水蒸汽。生物質炭和木焦油產量低。經過幾年的生產得出，含水量為25%的1噸木本植物才能產0. 15噸炭和2公斤木焦油，大量的炭燃料變成木煤氣和木醋液，而木煤氣是一種低品位燃料，一般對空排放， 木醋液的商品價值低，利用不多。這種生物質燃料熱解設備有如下不足1.每隔幾小時要撬動一次，勞動強度大，不安全；2.生物質熱解時間長、生產效率低，生產成本高；3.生物質炭和木焦油產量少，大量的炭燃料變成木煤氣和木醋液，原料浪費大。過去在分離木焦油和木煤氣時常採用的回收塔是垂直設置，如一種環保型熱解爐 (專利號200920062939. 中介紹的回收塔是一個金屬筒，金屬筒上下封閉，中間焊接許多金屬空心管，金屬筒的上頭焊接冷水管，金屬筒的下頭焊接熱水管。大煙道出來的煙氣從回收塔的空心管內穿過，木焦油，木醋液和水被冷卻，木煤氣則排出。回收塔的底部設置一個木焦油池。為了保證冷卻效果，往往把回收塔加高，約20 50米，由於塔底與地面的距離短，一旦回收塔的管道被木焦油堵塞，不便於用工具疏通管道。本實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種操作省力、生物質熱解時間短、效率高，木焦油熱解回收率高的生物質熱解爐。[0006]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案，該生物質熱解爐，包括爐殼、爐膽、排汽管、煙管、回收塔、進氣管等組成，煙管設置在爐殼上，爐膽設置在爐殼內，所述的爐膽頂底面與四周設有多網孔，爐膽與爐殼內壁間設有排汽層，煙管一端連接爐殼，另一端連接回收塔。所述的爐殼一面上端設有煙道口和進氣管，排汽管設在爐殼相對應的一面。所述的回收塔與水平面呈α角，3°彡α彡60°。
由於爐膽裝置在爐殼內，所述的爐膽底面與四周設有多網孔，爐膽與爐殼內壁間設有排汽層，煙管一端連接爐殼，另一端連接回收塔。生物質燃料的熱解過程是在爐膽內中央放置一個圓柱體，把生物質燃料(如植物秸杆)放置在爐膽內，壓實，然後拔出圓柱體， 留出一個圓柱體洞，把爐膽移入爐殼內，點燃木塊，放入圓柱體洞內，蓋上爐體蓋，隨著溫度的升高，水份從爐膽爐面和其它5個面的網孔冒出，通過爐膽與爐殼的排汽層迅速從排汽管中排出；當溫度達到80 150°C時，持續約0. 5 1. 5小時後，生物質細胞中的水份被蒸發完畢，隨著溫度的升高，熱解速度加快，當爐體溫度達到設定溫度如300°C時，生物質已熱解成炭、木焦油和木煤氣，由於排氣通暢，熱解區溫度約30(TC，木炭和木焦油只有少量轉化為木煤氣，木焦油氣和木煤氣通過煙道，流入回收塔中(長20 50米，α為15度角)，木焦油被冷凝，從回收塔底部的U型油管流出，流入集油池中，將木煤氣收集，可用於生物質的烘乾，節約了大量的生物質。從點火到300°C大約3 4小時，比原來80多小時提高速度 20多倍，通過生產得出，一個邊長1. 2米的正方形高1. 5米的爐殼，內置一個正方形爐膽，邊長是1米X 1米X 1米，含水量為20%的1噸木本植物能產0. 35噸炭和0. 08噸木焦油，且熱解時間約4小時；生物質熱解時間短、效率高，木焦油熱解回收率高；少量的炭燃料變成木煤氣和木醋液，原料浪費小，同時，整個熱解過程中，不需要再打開爐蓋撬動生物質，操作省力、安全。下為結合附圖對本實用新型作進一步說明
附圖1 熱解爐結構示意圖；附圖2 為圖1的府視結構圖；附圖3:為爐膽的結構圖；附圖4 為爐膽的另一實施例；附圖5 為爐膽的另一實施例；
具體實施方式
溫度表1、開關2、排汽管3、U型水封槽4、水封蓋5、爐膽6、進氣管7、開關8、木煤氣管9、引風機10、回收塔11、水管12、水箱13、水泵14、水管15、U型油管16、集油池17、煙管18、開關19、溫度表20、角鋼21、金屬網22和爐殼23和排汽層24。該生物質熱解爐，包括爐殼23、爐膽6、排汽管3、進氣管7、煙管18、回收塔11，煙管18裝置在爐殼23上，爐膽6裝置在爐殼23內，所述的爐膽6頂、底面與四周設有多網孔， 爐膽6與爐殼23內壁間設有排汽層24，煙管18 —端連接爐殼23，另一端連接回收塔11。所述的熱解爐殼23是一個六面都封閉的箱體，爐口四周設有U型水封槽4，槽內充滿水，水封蓋5是一個四周向下翻邊的蓋子，四周嵌入U型水封槽4內。爐殼23 —面上端設有煙管18和進氣管7，排汽管3設在爐殼23相對應的一面，煙道18設有開關19和溫度表20，進氣管7上設有開關8，排汽管3上設有一個溫度表1和開關2。所述的回收塔11與水平面呈α角，3°彡α彡60°，塔底與地面的距離留出空間，一旦回收塔的管道被木焦油堵塞，便於用工具疏通管道。爐膽6放置在爐殼23內，爐膽6底面與四周均用金屬網22製成，爐膽6 口敞開。 各條邊用角鋼21焊接，金屬網22焊接在角鋼21上。如果，生物質顆粒較細，爐膽底面用鋼板製做。開關19後連接一個回收塔11，回收塔11是一個金屬筒，金屬筒兩端各設有一個閥蘭蓋，閥蘭口約50釐米處各焊接一塊金屬板，金屬板上開有許多孔，孔與孔之間焊接許多金屬空心管。金屬筒的上端焊接水管12，金屬筒的下端焊接水管15，水管12的一端插入水箱13，水箱13與水管15之間用水泵14相連。回收塔11上端與引風機10相連，引風機 10的風出口處連接木煤氣管9，回收塔11下端設有一根U型油管16，U型油管16的出口下端設有集油池17。當木焦油堵塞回收塔11時，打開回收塔11下端的閥蘭蓋，用鋼纖用力插入金屬空心管，將木焦油排出。可將幾十個熱解爐的煙管18並聯再連接到回收塔11上。生物質燃料的熱解過程是在爐膽6內中央放置一個圓柱體，把生物質燃料(如秸杆)放置在爐膽6內，壓實，然後拔出圓柱體，留出一個圓柱體洞，在爐外點燃木塊，放入圓柱體洞內，蓋上水封蓋5，將U型水封槽4注滿水，打開開關2，水份從爐膽的爐面和其它5 個面的網孔冒出，再從排汽管3排出。調節開關8的大小，控制空氣進量，防止熄火和空氣過量氧化。隨著溫度的升高，當溫度表1的溫度達到80 150°C時，持續約0. 5 1. 5小時後，關閉開關2，打開開關18，啟動引風機10，啟動水泵14，調節開關8的大小，控制空氣進量，防止空氣過量氧化，木焦油氣和木煤氣從煙道18流入回收塔11，冷水通過水管15流入回收塔11，從回收塔11的水管12流出。木焦油氣被冷卻，從U型油管16流出，流入集油池 17中貯藏。當溫度表20讀數達到約300°C時，生物質已分解出大量的生物質炭，木焦油，木醋液和少量的木煤氣等。本熱解爐與傳統熱解爐生物質燃料熱解對比如下表
含水量為20%的木本生物質，數量為1噸，經過熱解後，兩種熱解爐的木炭和木焦油產暈對比j廣品炭產量木焦油產量傳統技術0. 15 噸0. 02 噸本熱解爐技術0. 35 噸0. 08 噸 從表中可看出，1噸生物質燃料熱解後本熱解爐炭、木焦油產量大大高於傳統熱解爐。
權利要求1.一種生物質熱解爐，包括爐殼、爐膽、排汽管、煙管、回收塔，煙管裝置在爐殼上，爐膽裝置在爐殼內，其特徵在於，所述的爐膽底面與四周設有多網孔，爐膽與爐殼內壁間設有排汽層，煙管一端連接爐殼，另一端連接回收塔。
2.如權利要求1所述的生物質熱解爐，其特徵在於，所述的爐殼一面上端設有煙道口和通氣管，排汽管設在爐殼與通氣管相對應的一面。
3.如權利要求1所述的生物質熱解爐，其特徵在於，所述的回收塔與水平面呈α角， 3° < α < 60°。
專利摘要本實用新型所述的生物質熱解爐，包括爐殼、爐膽、排汽管、煙管、回收塔、排汽管、進氣管等，煙管設置在爐殼上，爐膽設置在爐殼內，所述的爐膽頂底面與四周設有多網孔，爐膽與爐殼內壁間設有排汽層，煙管一端連接爐殼，另一端連接回收塔。爐殼一面上端設有煙道口和進氣管，排汽管設在爐殼相對應的一面。回收塔與水平面呈α角。本實用新型的生物質熱解爐，生物質熱解時間短、效率高，木焦油熱解回收率高；原料浪費小，同時操作省力、安全。
文檔編號C10B53/02GK202030706SQ20112000886
公開日2011年11月9日 申請日期2011年1月13日 優先權日2011年1月13日
發明者肖國雄 申請人:肖國雄