生物質熱解炭化系統設備的製作方法

2023-07-07 18:04:36 5

生物質熱解炭化系統設備的製作方法
【專利摘要】生物質熱解炭化系統設備，它涉及熱解炭化設備領域。它的生物原料儲物倉與破碎裝置連接，破碎裝置與烘乾裝置連接，烘乾裝置分別與除塵脫硫裝置、熱解炭化旋轉爐連接，除塵脫硫裝置與引風機連接，引風機與煙囪連接，熱解炭化旋轉爐分別與油氣分離裝置、黑炭儲存倉連接，油氣分離裝置分別與可燃氣罐儲存箱、油水分離裝置連接，油水分離裝置分別與儲油罐、木醋液淨化裝置連接，熱解炭化旋轉爐與烘乾裝置連接。它能對生物質進行高效率的炭化處理，能連續投料、連續出料、出炭率高，提高了作業環境，實現工業化生產，且出炭時間短，耗能低。
【專利說明】生物質熱解炭化系統設備
【技術領域】:
[0001]本發明涉及熱解炭化設備領域，尤其涉及一種生物質熱解炭化系統設備以及用於該熱解炭化系統設備的熱解碳化旋轉爐。
【背景技術】:
[0002]隨著石油和其他化石燃料的日趨枯竭和全球對溫室氣體排放引起的氣候變化問題的關注，開發利用可再生能源，提高能源利用率，實現節能減排成為世界能源發展的主要旋律。
[0003]農作物秸杆、林業廢棄物和雜草等生物質是一個巨大的可再生資源，生物質能源作為一種新能源，具有低硫、低氮和零CO2淨排放的特點。通過將生物質進行乾餾熱解炭化工藝，轉化為優質可燃氣體、生物炭和生物質油等工業產品，炭化生產是開發利用可再生能源的一條重要技術路線，具有較為良好的經濟效益、社會效益和生態效益，成為國家重點開發推廣的農村 綠色能源項目。目前這方面的技術裝置主要是傳統的土燜炭爐和立式炭化爐，炭化時間長，效率低，耗能高，適用原料很有限；新近開發的池式炭化爐雖然在炭化效率和適用種類上有很大提高，但也存在不能連續投料生產和出炭難題。以上已有炭化技術裝置均存在著不能連續投料、連續出料、出炭難度大、作業環境差，不能連續進行炭化生產只能間斷作業等技術缺陷，造成炭化生產效率低，制約著生物質炭化的產業化發展。

【發明內容】
:
[0004]本發明的目的是提供一種生物質熱解炭化系統設備，它能對生物質進行高效率的炭化處理，能連續投料、連續出料、出炭率高，提高了作業環境，實現工業化生產，且出炭時間短，耗能低。
[0005]為了解決【背景技術】所存在的問題，本發明是採用如下技術方案:它包含生物原料儲物倉21、破碎裝置22、烘乾裝置23、除塵脫硫裝置24、引風機25、煙? 26、可燃氣罐儲存箱28、儲油罐29、木醋液淨化裝置30、油水分離裝置31、油氣分離裝置32、熱解炭化旋轉爐34、黑炭儲存倉35，生物原料儲物倉21與破碎裝置22連接，破碎裝置22與烘乾裝置23連接，烘乾裝置23分別與除塵脫硫裝置24、熱解炭化旋轉爐34連接，除塵脫硫裝置24與引風機25連接，引風機25與煙囪26連接，熱解炭化旋轉爐34分別與油氣分離裝置32、黑炭儲存倉35連接，油氣分離裝置32分別與可燃氣罐儲存箱28、油水分離裝置31連接，油水分離裝置31分別與儲油罐29、木醋液淨化裝置30連接，熱解炭化旋轉爐34與烘乾裝置23連接。
[0006]所述的熱解炭化旋轉34包含進料推桿裝置1、進料開口 2、釜體3、爐膛4、煙氣出口 5、循環導熱管6、爐膛溫控裝置7、釜體溫控裝置8、出料裝置10、出料傳送裝置11、出料開口 12、支撐座13、加熱裝置14、傳動裝置15、進料裝置16，進料推桿裝置I的外表面與進料裝置16的內壁可滑動連接，進料裝置16上設置有進料開口 2，進料裝置16與釜體3的一端動靜密封連接，兩個支撐座13分別安裝在釜體3的兩側，且可旋轉的支撐釜體3，爐膛4設置在釜體3中部的外側，且爐膛4與釜體3的接觸部位為填料彈壓密封連接，加熱裝置14設置在爐膛4的下側且穿透爐膛4的底壁進入爐膛4內部，煙氣出口 5、循環導熱管6均設置在爐膛4的上側且與爐膛4連通，循環導熱管6與設置於熱解炭化旋轉爐外部的烘乾裝置連通，煙氣出口 5與煙囪連通，爐膛溫控裝置7設置在釜體3與爐膛4的空隙處，釜體溫控裝置8設置在釜體3的內部且靠近氣體出口 9，氣體出口 9設置在出料裝置10的上側，出料裝置10與釜體3的另一端連接且為旋轉迷宮密封連接，出料裝置10的下側設置有出料傳送裝置11，出料傳送裝置11的一側設置有出料開口 12，傳動裝置15設置在釜體3的一側。
[0007]所述的釜體3、進料裝置16的內壁均為圓筒狀。
[0008]所述的進料推桿裝置I為活塞結構或螺旋輸送結構。
[0009]所述的出料傳送裝置11為螺杆結構或活塞結構或葉片結構。 [0010]所述的爐膛溫控裝置7、釜體溫控裝置8均為溫度傳感器。
[0011]所述爐膛4採用耐火磚、保溫磚和陶瓷纖維棉中的一種或多種組合壘砌而成。
[0012]所述的傳動裝置15為齒輪傳動裝置。
[0013]所述的烘乾裝置23替換為餘熱利用裝置，通過餘熱利用裝置收集熱解炭化旋轉34產生的高溫煙氣，收集的熱能一部分給物料進行烘乾，另一部分做為熱能再利用，可以根據物料的需求可以取消烘乾裝置23或餘熱利用裝置，熱解炭化旋轉34產生的高溫煙氣直接排出。
[0014]本發明的工作原理為:來自生物原料儲物倉21的生物質原料依次經過以預定的破碎要求破碎該生物質原料的破碎裝置22和烘乾裝置23後進入熱解炭化部分，並由該熱解炭化部分進行炭化處理。更為具體地，進入熱解炭化部分的生物質原料由該熱解炭化部分中的熱解炭化旋轉爐34進行炭化處理，接下來，經過熱解炭化部分炭化處理後生成的黑炭進入黑炭儲存倉35以供後續使用，同時，經過熱解炭化部分炭化處理後生成包含可燃氣和氣態焦油的氣體進入油氣分離裝置32，並由該油氣分離裝置32進行油氣分離，經分離後的焦油經過油水分離裝置31，以分離出焦油和木醋液，分離得到的焦油進入儲油罐29以供後續使用，且分離得到的木醋液進入木醋液淨化裝置進行處理後外供。儲油罐29中的焦油可以被提供用於各種用途。它還包括接收來自熱解炭化部分的煙氣並利用該煙氣餘熱烘乾生物質的烘乾裝置23，接收經過烘乾裝置23處理後的煙氣並對該煙氣進行除塵脫硫處理的除塵脫硫裝置24，以及將經過除塵脫硫裝置24的煙氣吸引到用於煙氣排出的煙囪的引風機25，從而向外排出達標的煙氣。
[0015]本發明中熱解炭化旋轉爐34的工作原理為:當生物質原料從進料裝置16的進料開口 2進入該熱解炭化旋轉爐時，生物質原料首先由進料裝置16的進料推桿裝置I傳送到釜體3的一端，且由釜體3旋轉向釜體3的另一端傳送。同時，加熱裝置14對釜體3位於爐膛4內部的中間部分加熱到350°C _450°C，從而當生物質原料由釜體3旋轉經過釜體3的中間部分時，生物質原料在該中間部分被加熱進行炭化處理，進而產生黑炭、焦油和燃氣。接下來，所產生的黑炭由釜體3旋轉傳送到釜體3的另一端，並通過出料裝置10上的出料傳送裝置11從出料開口 12排出，且所產生的燃氣和氣態焦油則通過出料裝置10上側的氣體出口 9被排出。
[0016]本發明中煙氣出口 5和循環導熱管6位於爐膛4的上方，且與爐膛4連通。具體來說，循環導熱管6與設置於熱解炭化旋轉爐外部的烘乾裝置連通，煙氣出口 5則直接與煙囪連通。通過這樣的構造，在正常運轉狀態下，加熱裝置14在爐膛4內部燃燒時所產生的煙氣分別經過循環導熱管6、烘乾裝置從煙?排出。而在低速或少量炭化的過程中，加熱裝置14在爐膛4內部燃燒時所產生的煙氣則直接經過煙氣出口 5、煙囪排出。更為具體地，當加熱裝置14在爐膛4內部燃燒時所產生的煙氣經過循環導熱管6進入烘乾裝置後，該烘乾裝置利用煙氣餘熱對還沒有進入釜體3的生物質原料進行乾燥，然後使得該煙氣進入除塵脫硫裝置，再經過煙?排放。通過這樣的結構，能夠有效地利用在生物質處理過程中所產生的熱量，大大地節約了能源。
[0017]本發明在對生物質進行炭化的過程中能夠實現連續地進出料作業，並且保證了在生物質炭化過程中各連接部位和傳動部位之間的密封性能，從而保證了釜體3內部在炭化過程中的缺氧環境。進一步，通過提供的炭化旋轉爐，在對生物質原料進行炭化處理後得到了黑炭、焦油以及燃氣等多態燃料，有效地解決了生物質炭化過程中自身能源的循環利用，有效地實現了節能的目的。
[0018]本發明能對生物質進行高效率的炭化處理，能連續投料、連續出料、出炭率高，提高了作業環境，實現工業化生產，且出炭時間短，耗能低。
【專利附圖】

【附圖說明】: [0019]圖1為本發明的結構示意圖，
[0020]圖2為【具體實施方式】二的結構示意圖，
[0021]圖3為本發明中熱解炭化旋轉爐34的結構示意圖。
[0022]【具體實施方式】一:
[0023]參看圖1，本【具體實施方式】採用如下技術方案:它包含生物原料儲物倉21、破碎裝置22、烘乾裝置23、除塵脫硫裝置24、引風機25、煙? 26、可燃氣罐儲存箱28、儲油罐29、木醋液淨化裝置30、油水分離裝置31、油氣分離裝置32、熱解炭化旋轉爐34、黑炭儲存倉35，生物原料儲物倉21與破碎裝置22連接，破碎裝置22與烘乾裝置23連接，烘乾裝置23分別與除塵脫硫裝置24、熱解炭化旋轉爐34連接，除塵脫硫裝置24與引風機25連接，引風機25與煙? 26連接，熱解炭化旋轉爐34分別與油氣分離裝置32、黑炭儲存倉35連接，油氣分離裝置32分別與可燃氣罐儲存箱28、油水分離裝置31連接，油水分離裝置31分別與儲油罐29、木醋液淨化裝置30連接，熱解炭化旋轉爐34與烘乾裝置23連接。
[0024]參看圖3，所述的熱解炭化旋轉34包含進料推桿裝置1、進料開口 2、釜體3、爐膛
4、煙氣出口 5、循環導熱管6、爐膛溫控裝置7、釜體溫控裝置8、出料裝置10、出料傳送裝置
11、出料開口 12、支撐座13、加熱裝置14、傳動裝置15、進料裝置16，進料推桿裝置I的外表面與進料裝置16的內壁可滑動連接，進料裝置16上設置有進料開口 2，進料裝置16與釜體3的一端動靜密封連接，兩個支撐座13分別安裝在釜體3的兩側，且可旋轉的支撐釜體3，爐膛4設置在釜體3中部的外側，且爐膛4與釜體3的接觸部位為填料彈壓密封連接，加熱裝置14設置在爐膛4的下側且穿透爐膛4的底壁進入爐膛4內部，煙氣出口 5、循環導熱管6均設置在爐膛4的上側且與爐膛4連通，循環導熱管6與設置於熱解炭化旋轉爐外部的烘乾裝置連通，煙氣出口 5與煙囪連通，爐膛溫控裝置7設置在釜體3與爐膛4的空隙處，釜體溫控裝置8設置在釜體3的內部且靠近氣體出口 9，氣體出口 9設置在出料裝置10的上側，出料裝置10與釜體3的另一端連接且為旋轉迷宮密封連接，出料裝置10的下側設置有出料傳送裝置11，出料傳送裝置11的一側設置有出料開口 12，傳動裝置15設置在釜體3的一側。
[0025]所述的釜體3、進料裝置16的內壁均為圓筒狀。
[0026]所述的進料推桿裝置I為活塞結構或螺旋輸送結構。[0027]所述的出料傳送裝置11為螺杆結構或活塞結構或葉片結構。
[0028]所述的爐膛溫控裝置7、釜體溫控裝置8均為溫度傳感器。
[0029]所述爐膛4採用耐火磚、保溫磚和陶瓷纖維棉中的一種或多種組合壘砌而成。
[0030]所述的傳動裝置15為齒輪傳動裝置。
[0031]所述的烘乾裝置23替換為餘熱利用裝置，餘熱利用裝置收集熱解炭化旋轉34產生的高溫煙氣，收集的熱能一部分給物料進行烘乾，另一部分做為熱能再利用，可以根據物料的需求可以取消烘乾裝置23或餘熱利用裝置，熱解炭化旋轉34產生的高溫煙氣直接排出。
[0032]本【具體實施方式】的工作原理為:來自生物原料儲物倉21的生物質原料依次經過以預定的破碎要求破碎該生物質原料的破碎裝置22和烘乾裝置23後進入熱解炭化部分，並由該熱解炭化部分進行炭化處理。更為具體地，進入熱解炭化部分的生物質原料由該熱解炭化部分中的熱解炭化旋轉爐34進行炭化處理,接下來,經過熱解炭化部分炭化處理後生成的黑炭進入黑炭儲存倉35以供後續使用，同時，經過熱解炭化部分炭化處理後生成包含可燃氣和氣態焦油的氣體進入油氣分離裝置32，並由該油氣分離裝置32進行油氣分離，經分離後的焦油經過油水分離裝置31，以分離出焦油和木醋液，分離得到的焦油進入儲油罐29以供後續使用，且分離得到的木醋液進入木醋液淨化裝置進行處理後外供。儲油罐29中的焦油可以被提供用於各種用途。它還包括接收來自熱解炭化部分的煙氣並利用該煙氣餘熱烘乾生物質的烘乾裝置23，接收經過烘乾裝置23處理後的煙氣並對該煙氣進行除塵脫硫處理的除塵脫硫裝置24，以及將經過除塵脫硫裝置24的煙氣吸引到用於煙氣排出的煙囪26的引風機25，從而向外排出達標的煙氣。
[0033]本【具體實施方式】中熱解炭化旋轉爐34的工作原理為:當生物質原料從進料裝置16的進料開口 2進入該熱解炭化旋轉爐時，生物質原料首先由進料裝置16的進料推桿裝置I傳送到釜體3的一端，且由釜體3旋轉向釜體3的另一端傳送。同時，加熱裝置14對釜體3位於爐膛4內部的中間部分加熱到350°C _450°C，從而當生物質原料由釜體3旋轉經過釜體3的中間部分時，生物質原料在該中間部分被加熱進行炭化處理，進而產生黑炭、焦油和燃氣。接下來，所產生的黑炭由釜體3旋轉傳送到釜體3的另一端，並通過出料裝置10上的出料傳送裝置11從出料開口 12排出，且所產生的燃氣和氣態焦油則通過出料裝置10上側的氣體出口 9被排出。
[0034]本【具體實施方式】中煙氣出口 5和循環導熱管6位於爐膛4的上方，且與爐膛4連通。具體來說，循環導熱管6與設置於熱解炭化旋轉爐外部的烘乾裝置連通，煙氣出口 5則直接與煙囪連通。通過這樣的構造，在正常運轉狀態下，加熱裝置14在爐膛4內部燃燒時所產生的煙氣分別經過循環導熱管6、烘乾裝置從煙?排出。而在低速或少量炭化的過程中，加熱裝置14在爐膛4內部燃燒時所產生的煙氣則直接經過煙氣出口 5、煙囪排出。更為具體地，當加熱裝置14在爐膛4內部燃燒時所產生的煙氣經過循環導熱管6進入烘乾裝置後，該烘乾裝置利用煙氣餘熱對還沒有進入釜體3的生物質原料進行乾燥，然後使得該煙氣進入除塵脫硫裝置，再經過煙?排放。通過這樣的結構，能夠有效地利用在生物質處理過程中所產生的熱量，大大地節約了能源。
[0035]【具體實施方式】二:
[0036]參看圖2，本【具體實施方式】與【具體實施方式】一不同的在於它還包含抽氣機27、緩衝裝置33，可燃氣罐儲存箱28與抽氣機27連接，抽氣機27與緩衝裝置33連接，緩衝裝置33與熱解炭化旋轉爐34連接。其它組成和連接關係與【具體實施方式】一相同。
[0037]本【具體實施方式】中的抽氣機27可以將可燃氣儲存箱28中的可燃氣抽吸到諸如壓縮機等的緩衝裝置33中，並通過該緩衝裝置33送入熱解炭化部分，以供熱解炭化部分產生熱能使用。
[0038]本【具體實施方式】在對生物質進行炭化的過程中能夠實現連續地進出料作業，並且保證了在生物質炭化過程中各連接部位和傳動部位之間的密封性能，從而保證了釜體3內部在炭化過程中的缺氧環境。進一步，通過提供的炭化旋轉爐，在對生物質原料進行炭化處理後得到了黑炭、焦油以及燃氣等多態燃料，有效地解決了生物質炭化過程中自身能源的循環利用，有效地實現了節能的目的。
[0039]本【具體實施方式】能對生物質進行高效率的炭化處理,能連續投料、連續出料、出炭率高，提高了作業環境，實現工業化生產，且出炭時間短，耗能低。
【權利要求】
1.生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於它包含生物原料儲物倉(21)、破碎裝置(22)、烘乾裝置(23)、除塵脫硫裝置(24)、引風機(25)、煙囪(26)、可燃氣罐儲存箱(28)、儲油罐(29)、木醋液淨化裝置(30)、油水分離裝置(31)、油氣分離裝置(32)、熱解炭化旋轉爐(34)、黑炭儲存倉(35)，生物原料儲物倉(21)與破碎裝置(22)連接，破碎裝置(22)與烘乾裝置(23)連接，烘乾裝置(23)分別與除塵脫硫裝置(24)、熱解炭化旋轉爐(34)連接，除塵脫硫裝置(24)與引風機(25)連接，引風機(25)與煙囪(26)連接，熱解炭化旋轉爐(34)分別與油氣分離裝置(32)、黑炭儲存倉(35)連接，油氣分離裝置(32)分別與可燃氣罐儲存箱(28)、油水分離裝置(31)連接，油水分離裝置(31)分別與儲油罐(29)、木醋液淨化裝置(30)連接，熱解炭化旋轉爐(34)與烘乾裝置(23)連接。
2.根據權利要求1所述的生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於所述的熱解炭化旋轉爐(34)包含進料推桿裝置(I)、進料開口(2)、釜體(3)、爐膛(4)、煙氣出口(5)、循環導熱管(6)、爐膛溫控裝置(7)、釜體溫控裝置(8)、出料裝置(10)、出料傳送裝置(11)、出料開口(12)、支撐座(13)、加熱裝置(14)、傳動裝置(15)、進料裝置(16)，進料推桿裝置(I)的外表面與進料裝置(16)的內壁可滑動連接，進料裝置(16)上設置有進料開口(2)，進料裝置(16)與釜體(3)的一端動靜密封連接，兩個支撐座(13)分別安裝在釜體(3)的兩側且可旋轉的支撐釜體(3)，爐膛⑷設置在釜體(3)中部的外側，且爐膛⑷與釜體(3)的接觸部位為填料彈壓密封連接，加熱裝置(14)設置在爐膛(4)的下側且穿透爐膛(4)的底壁進入爐膛(4)內部，煙氣出口(5)、循環導熱管(6)均設置在爐膛(4)的上側且與爐膛(4)連通，循環導熱管(6)與設置於熱解炭化旋轉爐外部的烘乾裝置連通，煙氣出口(5)與煙囪連通，爐膛溫控裝置(7)設置在釜體(3)與爐膛(4)的空隙處，釜體溫控裝置(8)設置在釜體(3)的內部且靠近氣體出口(9)，氣體出口(9)設置在出料裝置(10)的上側，出料裝置(10)與釜體(3)的另一端連接且為旋轉迷宮密封連接，出料裝置(10)的下側設置有出料傳送裝置(11)，出料傳送裝置(11)的一側設置有出料開口(12)，傳動裝置(15)設置在釜體(3)的一側。
3.根據權利要求1所述的生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於所述的進料推桿裝置(I)為活塞結構。
4.根據權利要求1所述的生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於所述的進料推桿裝置(I)替換為螺旋輸送結構。
5.根據權利要求1所述的生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於所述的出料傳送裝置(11)為螺杆結構。
6.根據權利要求1所述的生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於所述的出料傳送裝置(II)替換為活塞結構。
7.根據權利要求1所述的生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於它還包含抽氣機(27)、緩衝裝置(33)，可燃氣罐儲存箱(28)與抽氣機(27)連接，抽氣機(27)與緩衝裝置(33)連接，緩衝裝置(33)與真空炭化旋轉爐(34)連接。
8.根據權利要求1所述的生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於它的工作原理為:來自生物原料儲物倉(21)的生物質原料依次經過以預定的破碎要求破碎該生物質原料的破碎裝置(22)和烘乾裝置(23)後進入熱解炭化部分，並由該熱解炭化部分進行炭化處理；更為具體地，進入熱解炭化部分的生物質原料由該熱解炭化部分中的熱解炭化旋轉爐(34)進行炭化處理，接下來，經過熱解炭化部分炭化處理後生成的黑炭進入黑炭儲存倉(35)以供後續使用，同時，經過熱解炭化部分炭化處理後生成包含可燃氣和氣態焦油的氣體進入油氣分離裝置(32)，並由該油氣分離裝置(32)進行油氣分離，經分離後的焦油經過油水分離裝置(31)，以分離出焦油和木醋液，分離得到的焦油進入儲油罐(29)以供後續使用，且分離得到的木醋液進入木醋液淨化裝置進行處理後外供，經過烘乾裝置(23)處理後的煙氣並對該煙氣進行除塵脫硫處理的除塵脫硫裝置(24)，以及將經過除塵脫硫裝置(24)的煙氣吸引到用於煙氣排出的煙囪(26)的引風機(25)，從而向外排出達標的煙氣。
9.根據權利要求1所述的生物質熱解炭化系統設備，其特徵在於熱解炭化旋轉爐(34)的工作原理為:當生物質原料從進料裝置(16)的進料開口(2)進入該熱解炭化旋轉爐時，生物質原料首先由進料裝置(16)的進料推桿裝置(I)傳送到釜體(3)的一端，且由釜體(3)旋轉向釜體(3)的另一端傳送；同時，加熱裝置(14)對釜體(3)位於爐膛⑷內部的中間部分加熱到350°C _450°C，從而當生物質原料由釜體(3)旋轉經過釜體(3)的中間部分時，生物質原料在該中間部分被加熱進行炭化處理，進而產生黑炭、焦油和燃氣；接下來，所產生的黑炭由釜體(3)旋轉傳送到釜體(3)的另一端，並通過出料裝置(10)上的出料傳送裝置(11)從出料開口(12)排出，且所產生的燃氣和氣態焦油則通過出料裝置(10)上側的氣體出口(9)被排出。
【文檔編號】C10B47/30GK103627415SQ201210296676
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月21日 優先權日:2012年8月21日
【發明者】王柏松, 陳水琴 申請人:上海中科岸達節能產品科技有限公司