一種高效環保多層炭氣提取方法及所用的提取爐的製作方法

2023-10-08 22:32:49

專利名稱：一種高效環保多層炭氣提取方法及所用的提取爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種炭可燃氣提取方法及裝置，特別是涉及一種高效環保多層炭氣提取方法 及所用的提取爐。
背景技術：
原始的木炭加工是將木材放入炭窯中缺氧燃燒，制炭過程中產生的煙氣直接排放至大氣 中， 一方面對環境造成嚴重的汙染，另一方面也造成了資源浪費。這些排放的煙氣含有可制 成多種化學原料和生物柴油等的物質，也可作為燃料使用，目前還沒有得到充分利用。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種高效環保多層炭氣提取方法及所用的提取爐。可對制炭過 程中的煙氣進行分類回收，使煙氣得到充分利用。
本發明的技術方案 一種高效環保多層炭氣提取方法。該方法採用一種高效環保多層炭 氣提取爐，制炭原料經第一燃燒段至第六燃燒段加熱後製成木炭；第一、二燃燒段產生的煙 氣管道收集；從第三燃燒段開始，產生的煙氣引入下一燃燒段。
上述的高效環保多層炭氣提取方法中，所述第一燃燒段的加熱溫度為70 15(TC;第二 燃燒段的加熱溫度為150 22(TC;第三燃燒段的加熱溫度為220 25(TC;第四燃燒段的加熱 溫度為250 35(TC;第五燃燒段的加熱溫度為350 45(TC;第六燃燒段的加熱溫度為500 800 。C。
前述的高效環保多層炭氣提取方法中，所述的第一燃燒段 第六燃燒段分別由一個或一 個以上的加熱段構成。
根據前述的高效環保多層炭氣提取方法中所用的一種高效環保多層炭氣提取爐，包括依 次設置的第一燃燒爐 第六燃燒爐。
上述的高效環保多層炭氣提取爐中，所述的第一燃燒爐 第六燃燒爐分別由一個或一個 以上的爐體構成。
前述的高效環保多層炭氣提取爐中，所述的第一燃燒爐 第六燃燒爐由上到下依次設置 ;各燃燒爐支撐在爐架上，各爐體之間設有密封裝置。
前述的高效環保多層炭氣提取爐中，所述每個爐體的內壁上均設有供料筐移動的2 4列 齒輪組，每列齒輪組設有2 5個齒輪；齒輪與料筐上的齒條傳動連接。
前述的高效環保多層炭氣提取爐中，所述每個爐體上均設有熱風進口和煙氣進口和煙氣 出口。
前述的高效環保多層炭氣提取爐中，所述的熱風進口與設在第六燃燒爐最下層的爐體下 方的熱風爐連接。
與現有技術相比，本發明由於將炭化過程分成不同的燃燒段，各燃燒段採用不同的加熱 溫度、炭化原料自動進料，自動從第一燃燒段往下移動，制炭疊層優點主要三個每個燃燒 段頂部溫度高，底部溫差低，所以利用疊層。下層爐頂部對上層底部提高傳熱供熱，使其整 段爐內上下溫度受熱均勻熱解炭化產生高熱值氣體。本發明可對每個燃燒段排放的煙氣進行 分類回收、各燃燒段排放的煙氣具有不同用途。如在第一和第二燃燒段排放的煙氣可用來制 成木醋液及各種化學製劑；在第三燃燒段排放的煙氣可轉化為一氧化碳、甲烷等物質，變成 可燃氣體，其氣體熱值一般為900-1100大卡，從第四燃燒段排出的煙氣可產生大量高濃度可 燃氣體，熱值大約2200大卡，從第五燃燒段排出的煙氣熱值更高可達到3800大卡，可代替煤 氣使用，做飯、燒鍋爐，作為發電廠的燃料等。也可以將排出的煙氣經淨化裝置提取焦油。 多層提取爐的優點所在第一、二兩層屬中低溫炭化熱解，產生煙流入管道收集密閉冷卻， 提取木醋液；第三層開始缺氧燃燒熱解，二氧化碳轉化為一氧化碳、甲烷等物質，變成可燃 氣體，氣體熱值一般為900-1100大卡，從第三層頂部排出可燃氣並下吸引進第四層頂部，可 燃氣無氧加熱，又對第四層頂部加熱，並同第四層物料混合升溫加熱，又產生大量高濃度可 燃氣體，熱值大約2200大卡，第四層底部可燃氣體排出並下吸引進第五層頂端內部熱解，採 用密閉羅茨風機下吸從第五層底部排出高熱值可燃氣體，而且第六層的頂部對第五層的底部 通過薄板傳熱，使第五層的受熱均勻，高溫強度無氧產生可燃氣體達到熱值達到3800大卡。 由於採用了分段加熱，分類回收的方法，不用再將原來混合回收的煙氣進行後期的分離，可 降低煙氣的後處理成本。多段炭化爐優點，每段溫度穩定處於一致不變狀態，適應炭化產氣 原理，特別是底部第六段爐體內溫度，出爐時保持800度，第五段的物料只有450度左右，下 移到第六段馬上接觸800度的溫度，快速升溫，大大減少了氧化成品炭的數量，這樣就大大 提高了產品的產量和質量。本發明還具有煙氣回收充分，回收率高的特點。由於在制炭過程 中，當上層料筐運動到下層料筐後，上層又可以接收新的料筐，制炭原料在料筐中從上至下 連續運動，適合自動流水作業。為炭化爐的自動化提供了良好的基礎。


圖l是本發明的結構示意圖； 圖2是圖1中A的局部放大圖3是圖1中B的局部放大圖； 圖4是熱風爐的示意圖5是爐蓋的結構示意圖。
附圖中的標記為1-爐架，2-料筐，3-爐體，4-爐蓋，5-密封裝置，6-熱風進口， 7-煙 氣進口， 8-熱風爐，9-熱風管，10-齒輪，11-電機，12-齒條，13-爐殼，14-連接板，15-法 蘭，16-熱風管貫通孔，17-密封環，18-齒輪槽，19-保溫磚層，20-保溫棉層，21-耐火磚層 ，22-半圓密封環，23-密封槽，24-沙子，25-槓桿，26-支杆，27-氣缸，28-箱體，29-出灰 口， 30-出灰蓋，31-吹氧口， 32-吹氧蓋，33-加料口， 34-密封凹槽，35-加料蓋，36-熱風 出口， 37-排氣口， 38-保溫層，爐橋-39。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明的高效環保多層炭氣提取方法及提取爐作進一步的說明
本發明的實施例。 一種高效環保多層炭氣提取方法，該方法採用一種高效環保多層炭氣 提取爐(如圖1至圖3所示)，制炭原料經第一燃燒段 第六燃燒段加熱後製成木炭；其中第 一燃燒段為有氧燃燒段，其燃燒溫度為70 150。C;第二燃燒段為微氧燃燒段，其燃燒溫度 為150 22(TC;第三燃燒段為缺氧燃燒段，其燃燒溫度為220 25(TC;第四和第五燃燒段均 為無氧燃燒段，第四燃燒段的燃燒溫度為250 35(TC;第五燃燒段的燃燒溫度為350 45(TC ;第六燃燒段為斷煙高溫煉火段，其燃燒溫度為500 80(TC;第一、二燃燒段產生的煙氣由 管道收集；從第三燃燒段開始，制炭過程產生的煙氣引入下一燃燒段。前述的第一燃燒段 第六燃燒段還可以再分成多個加熱段。也就是說，每個燃燒段還可以分成多個加熱段。 一般 分成1 3個加熱段為宜。制炭時，自動進料，自動從高層往下移動，制炭原料從提取爐的有 氧加熱段送入，制炭原料由上至下依次在各加熱段中停留密封加熱，加熱溫度由上至下逐漸 升高，製成的木炭從最底層送出，經冷卻後得木炭成品；各層均設有煙氣接口用於提取制炭 原料在不同溫度加熱過程中排出的不同煙氣，在炭化初期，也就是在有氧段和缺氧段，排放 的煙氣中可燃氣體的熱值較低， 一般為800 1200大卡，在第一燃燒段至第三燃燒段排放的 煙氣中含量較多二氧化碳，可轉化為一氧化碳、甲烷氣體成份木焦油，可用於製成化學原料 或生物柴油等。在第四燃燒段至第六燃燒段排放的煙氣具有很高的熱值，可達2800 3800大 卡，可用於發電或其它用途中作為燃料。
制炭原料在炭化過程中，必須保證有足夠的加熱時間， 一般來說，加熱時間在72小時至 144小時之間為宜，加熱時間短製成的木炭質量較差，加熱時間長，製成的木炭質量較好，
但效率太低，因此在生產中應根據需要選擇合適的加熱時間。當制炭總的加熱時間確定後， 層數越多，每層的加熱時間越短。反之當制炭總的加熱時間確定後，層數越少，每層的加熱 時間越長。如總的加熱時間為120小時，採用5層提取爐，每層加熱時間為24小時；若採用IO 層提取爐每層加熱時間為12小時。以此類推。
本發明的方法所用的高效環保多層炭氣提取爐。如圖1至圖3所示，包括爐架1和料筐2， 爐架1上依次縱向排列第一燃燒爐 第六燃燒爐。第個燃燒爐分別由一個或一個以上的爐體3 構成。最頂層的爐體3設有爐蓋4 (如圖5所示)，爐蓋4上設有排氣口37，爐蓋4內設有保溫 層38。各爐體3之間設有密封裝置5，以保證各爐體之間的密封。密封裝置5包括2個對稱設置 的半圓密封環22，半圓密封環22上設有密封槽23，密封槽23中設有沙子24;半圓密封環22與 槓桿25連接，槓桿25經支杆26與爐架1連接，槓桿25和支杆26分別經氣缸27與爐架1連接，使 半圓密封環22可自動伸縮移動。各爐體3上均設有熱風進口6和煙氣進口7和煙氣出口 (由於 圖1是剖面圖，所以在圖中只畫出了煙氣進口7，煙氣出口未畫出)，第一、二燃燒段產生的 煙氣，由煙氣出口被管道收集；從第三燃燒段開始，產生的煙氣由下一燃燒段上煙氣進口7 引入下一燃燒段；底層爐體3的下端設有熱風爐8 (如圖4所示)，熱風爐8經熱風管9與熱風 進口6連接；熱風爐8包括箱體28，箱體28內設有爐橋29，箱體28的底部設有出灰口29，出灰 口29設有出灰蓋30;爐橋39下方的箱體28上設有吹氧口31，吹氧口31設有吹氧蓋32;爐橋39 上方的箱體28上設有加料口33，加料口33上設有密封凹槽34，加料口33上設有加料蓋35;箱 體28的上方設有熱風出口36;箱體28的內壁上設保溫層。爐體3的內壁上設有4列齒輪組，每 列齒輪組有3個齒輪10，齒輪10與設在爐架1上的電機11傳動連接；料筐2的外壁上設有與齒 輪組對應的齒條12，齒條12與齒輪10傳動連接。所述的爐體3包括爐殼13，爐殼13的側壁設 有2個或2個以上與爐架1連接的連接板14;爐殼13的側壁設有多個熱風進口6和煙氣進口7和 煙氣出口；爐殼13上端和下端均設有法蘭15，上端和下端的法蘭15上均設有熱風管貫通孔16 ;下端的法蘭15設有密封環17;爐殼13上設有齒輪槽18，爐殼13的內壁上設有保溫材料。保 溫材料從爐殼13向內依次為保溫磚層19、保溫棉層20和耐火磚層21 。
本發明的工作過程
在制炭前，將原料(木材、機壓板，或其它木製品的邊角料)放在料筐2內，打開爐體 上方的爐蓋4，為了便於打開爐蓋4，在爐蓋4上設有吊環。將料筐2連同原料一起放入爐體3 內，放入時將料筐2上的齒條12對準爐體內壁上的齒輪10，齒輪10將料筐2連同原料一起向下 傳送，當筐連2完全進入爐體3後，把爐蓋4蓋好，在爐體3上的密封槽中填充沙子24，做好密 封。將爐體3下端的密封裝置5關閉，密封裝置5上的半圓密封環22由氣缸27帶動，通過支杆26和槓桿25向中間合攏，並向上移動，使爐體3下部的密封環17插入密封槽中的沙子中，完 成密封過程。將燃料放入最底層爐體下面的熱風爐8中，點火燃燒，燃燒的熱氣分別送入爐 體的不同段，對爐體內的制炭原料進行加熱。原料在炭化過程中產生的炭可燃氣體和其它可 利於物質從煙氣出口被分別收集，也可由下一段的煙氣進口接收。廢氣從爐蓋上的排氣孔排 出。當一層達到預定的加熱時間後，密封裝置5帶動半圓密封環22向下向外移動，打開料筐2 向下移動的通道，在齒輪10和齒條12的帶動下，料筐2進行下一層，進行第二層的加熱過程 。以此類推，直到料筐2從最底層出來，料筐2中的制炭原料已經變成了木炭，經冷卻後得商 口木炭。在制炭的過程中，各層均設有煙氣進口和煙氣出口，也可由下一段的煙氣進口接收 。由於各層的煙氣成分不同，可以分別收集，作為不同的用途。在制炭過程的無氧、斷煙和 高溫煉火加熱段，排放的煙氣中含有高熱值的可燃氣體，回收後可用來作為燃料或為發電提 供熱能。
在制炭過程中，當第一個料筐運行到下一層後，上一層又可以放入第二個料筐，可同時 進行加熱，因此本發明具有操作的連續性，大大的提高了生產效率。
權利要求
1.一種高效環保多層炭氣提取方法，其特徵在於該方法採用一種高效環保多層炭氣提取爐，制炭原料經第一燃燒段至第六燃燒段加熱後製成木炭；第一、二燃燒段產生的煙氣管道收集；從第三燃燒段開始，產生的煙氣依次引入下一燃燒段。
全文摘要
本發明公開了一種高效環保多層炭氣提取方法及所用的提取爐。該方法採用一種高效環保多層炭氣提取爐，制炭原料經第一燃燒段至第六燃燒段加熱後製成木炭；第一、二燃燒段產生的煙氣管道收集；從第三燃燒段開始，產生的煙氣引入下一燃燒段。本發明由於採用了分段加熱，分類回收的方法，可降低煙氣的後處理成本。本發明還具有煙氣回收充分，回收率高的特點。適合自動流水作業。為炭化爐的自動化提供了良好的基礎。
文檔編號C10B53/02GK101368105SQ20081030468
公開日2009年2月18日 申請日期2008年9月26日 優先權日2008年9月26日
發明者李觀德 申請人:李觀德