環保型旋轉式多層乾餾烘乾炭化一體爐的製作方法
2023-07-22 10:39:41
本實用新型屬於炭化爐技術領域，涉及一種環保型旋轉式多層乾餾烘乾炭化一體爐。
背景技術：
隨著人們對生活環境的重視，傳統的炭化工藝逐漸被環保型連續式炭化爐所取代。連續式炭化爐是將木屑、稻殼、花生殼、植物秸稈、樹皮等含碳的木質物料(直徑在150mm以下顆粒或塊狀)在爐內高溫條件下進行乾餾、無氧炭化並且炭化率高的木炭機系列設備。
連續式炭化爐採用了物料在炭化過程中，產生的一氧化碳、甲烷、氧氣等可燃氣體回收、淨化、循環燃燒的先進技術。即解決了普通炭化爐在炭化過程中產生的濃煙對環境的汙染問題，又解決了木炭機設備所需的熱能問題，充分做到了自供自給，提高了設備的連續性、經濟型，充分利用農林剩餘物，使其變廢為寶，減輕了我國林業資源供求緊張的矛盾，為綠化環境多做貢獻。但一般的連續式炭化爐採用單一筒式或箱式炭化爐體，結構簡單、單一，可操作性低，熱能利用率較低，燃料消耗大，生產周期長，產品質量不穩定。
技術實現要素：
本實用新型提出一種環保型旋轉式多層乾餾烘乾炭化一體爐，解決了現有技術中單一炭化爐體，可操作性低，熱能利用率較低，燃料消耗大，生產周期長，產品質量不穩定的技術問題。
本實用新型的技術方案是這樣實現的：
環保型旋轉式多層乾餾烘乾炭化一體爐，包括從外到內依次設置的旋轉外筒、旋轉中筒和旋轉內筒，所述旋轉外筒與所述旋轉中筒開口相反，與所述旋轉內筒開口相同，
所述旋轉外筒設置在燃燒室內，
所述旋轉內筒內部、所述旋轉內筒與所述旋轉中筒之間、所述旋轉外筒與所述旋轉中筒之間為依次相通的烘乾層、預炭化層、炭化層，
所述旋轉內筒與加料倉連接，所述旋轉外筒一端設置有出氣口，另一端與集料箱連接，所述出氣口通過集氣裝置與煙氣回收單元連接，所述旋轉外筒、所述旋轉中筒和所述旋轉內筒上均設置有導料板。
作為進一步的技術方案，所述旋轉中筒個數為1～5個，所述集料箱通過送料裝置與包裝機連接，且其上設置有冷卻裝置。
作為進一步的技術方案，還包括熱回流濃縮系統、防爆系統、出液口和清塵口，
所述熱回流濃縮系統設置在所述集氣裝置的出口處，所述防爆系統設置在所述煙氣回收單元的箱體頂部，所述出液口和清塵口設置在所述煙氣回收單元的箱體底部，所述防爆系統包括殼體，所述殼體頂部設置有防爆孔，所述防爆孔上設置有防爆片。
作為進一步的技術方案，所述煙氣回收單元還設置有出氣管路，所述出氣管路上設置有第一支路與第二支路，所述第一支路通過第一閥門與所述燃燒室連接，所述第二支路通過第二閥門與儲氣罐連接。
作為進一步的技術方案，所述冷卻裝置為水冷系統或風冷系統。
作為進一步的技術方案，所述送料裝置為螺旋式送料裝置或履帶式送料裝置。
作為進一步的技術方案，所述防爆片為壓力爆破片，所述防爆孔為壓力防爆孔，所述箱體為塑性箱體。
作為進一步的技術方案，所述出液口上設置有過濾網。
作為進一步的技術方案，所述出氣口與所述加料倉位於所述旋轉內筒的同一端。
作為進一步的技術方案，所述導料板為螺旋導料板，所述旋轉內筒與所述加料倉連接處設置有旋轉密封裝置。
本實用新型使用原理及有益效果為：
1、本實用新型設計的多筒(旋轉外筒、旋轉中筒和旋轉內筒)多層(烘乾層-預炭化層-炭化層)結構，巧妙的利用了多個筒體的簡單組合完成了爐體內腔的分隔，並根據不同區域與燃燒室距離的差異對各區域功能進行了合理劃分，充分利用了爐體內空間和能源，無需再單獨設置烘乾機等設備，只需單個筒式組合爐體便可完成烘乾、預炭化和炭化處理，大大減少了設備的佔地空間和生產成本(傳統炭化爐50噸型生產線佔地面積為4500平方米～5500平方米/條，生產成本為60萬/條；本實用新型相同規格生產線佔地面積為100平方米/條，生產成本為30萬/條)，且外形美觀，建設、安裝方便，可操作性高，同時有效提高了熱能利用率，降低了燃料消耗，縮短了生產加工周期，適用於竹木硝、碎木塊、稻殼、生物質顆粒等一切非金屬材料(粉末、顆粒)的熱解炭化。
另外，旋轉外筒、旋轉中筒和旋轉內筒工作時始終保持旋轉狀態，保證了不同階段不同區域內物料受熱的均勻性，進而使得其反應更加快速、一致、穩定；與導料板相配合還可替代螺旋輸送裝置，設計簡單合理，相較於傳統的螺旋輸送裝置送料方式也更加溫和，較易保證反應過程中物料的完整性，不易對物料本身造成損傷，有效降低了產品的碎末所佔比例。
2、本實用新型中集料箱與冷卻裝置連接，可將炭化好的產品在集料箱內直接冷卻，避免其在高溫狀態下放置到空氣中發生復燃或對人員造成高溫灼傷。經冷卻裝置冷卻後，物料可直接經送料裝置轉運至包裝機進行包裝，避免傳統自然露天降溫生產周期長、危險係數大的弊端，大大縮短了生產周期，提高了生產效率，實現了整個炭化過程的連續式自動化生產，1～2人便可完成操作，大大節省了生產過程中的勞動強度和時間。
3、本實用新型工作時，當煙氣經集氣裝置送入煙氣回收單元後，經熱回流濃縮系統發生冷凝，煙氣中的木醋液和木焦油被液化，經箱體內壁落入箱體底部，之後可根據需要通過出液口排出，進行儲存再利用。另外，箱體底部還設置有清塵口，通過此口可將箱體底部的液體和雜質一起排出，進行儲存再利用。同時，箱體頂部還設置有防爆系統，工作時，當大量煙氣短時間內匯入煙氣回收單元，超出煙氣回收單元承載範圍時，過大的氣壓將首先迫使防爆片破裂，使得煙氣向防爆系統殼體外擴散，降低煙氣回收單元箱體內的氣壓大小，同時提醒操作人員對箱體內氣體壓力進行控制，降低爆炸發生的可能性，如防爆片破裂後仍不能有效改善箱體內氣體壓力，氣壓可通過防爆孔破壞防爆系統頂板，使得煙氣由此直接排入空氣中，避免對整個箱體造成損傷，同時防爆系統設置在箱體頂部，煙氣從其中排出直接向上排入到空中，不易對人員造成傷害，這一設置有效提高了工作安全性和可靠性。
煙氣回收單元的設置將物料炭化過程中所產生的煙氣進行了冷凝再回收利用，使得設備整體無三廢排放，大大增加了煙氣副產品的附加值。同時，煙氣中的木醋液和木焦油等液體被冷凝後沿箱體下流過程中，會帶走箱體本身的熱量，同時對其進行降溫和清洗，避免箱體過熱對煙氣回收作業造成不必要的影響，有效保證了煙氣回收單元整體運行的穩定性和安全性。
4、本實用新型箱體為塑性箱體，在箱體內氣壓過大時，箱體可向外膨脹，對箱體內氣壓起到了一定的減緩作用，與防爆片和防爆孔一起構成了三級防爆系統，進一步增加了設備工作時的安全性和可靠性。
5、本實用新型煙氣回收單元還設置有出氣管路，出氣管路設置有第一支路與第二支路，第一支路通過第一閥門與燃燒室連接，第二支路通過第二閥門與儲氣罐連接，使得煙氣中的木煤氣經冷凝處理後，可根據需要通入燃燒室進行二次燃燒為設備提高熱能，或通過第二支管輸送至儲氣罐進行儲存以備後續使用，避免了木煤氣直接排入空氣，造成環境汙染和能源浪費。
6、本實用新型出氣口與加料倉位於旋轉內筒的同一端，相較於將出氣口設置在出料口一端，收集到的煙氣含塵量更低，避免了沉渣過多對煙氣回收單元中各出口造成堵塞。
附圖說明
下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1為本實用新型結構示意圖；
圖2為本實用新型中防爆系統結構示意圖；
圖中：1-旋轉外筒，2-旋轉中筒，3-旋轉內筒，4-烘乾層，5-預炭化層，6-炭化層，7-加料倉，8-出料口，9-出氣口，10-集氣裝置，11-煙氣回收單元，111-箱體，12-集料箱，13-送料裝置，14-冷卻裝置，15-包裝機，16-熱回流濃縮系統，17-防爆系統，171-殼體，172-防爆片，173-防爆孔，18-出液口，19-清塵口，20-出氣管路，21-第一支路，22-第二支路，23-第一閥門，24-第二閥門，25-燃燒室，26-儲氣罐，27-導料板，28-旋轉密封裝置。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
如圖1～2所示，本實用新型提出的環保型旋轉式多層乾餾烘乾炭化一體爐，包括從外到內依次設置的旋轉外筒1、旋轉中筒2和旋轉內筒3，旋轉外筒1與旋轉中筒2開口相反，與旋轉內筒3開口相同，
旋轉外筒1設置在燃燒室25內，
旋轉內筒3內部、旋轉內筒3與旋轉中筒2之間、旋轉外筒1與旋轉中筒2之間為依次相通的烘乾層4、預炭化層5、炭化層6，
旋轉內筒3與加料倉7連接，旋轉外筒1一端設置有出氣口9，另一端與集料箱12連接，出氣口9通過集氣裝置10與煙氣回收單元11連接，旋轉外筒1、旋轉中筒2和旋轉內筒3上均設置有導料板27。
本實用新型爐體由多個(3-5個，下面以3個為例)可旋轉並從外到內依次開口相對設置的筒體(旋轉外筒1、旋轉中筒2和旋轉內筒3)構成，將整個爐體內腔分為5層，最中間空腔(即旋轉內筒3所圍成區域)為烘乾層4，之後依次向外為圓周設置的預炭化層5和炭化層6。其中旋轉外筒1設置在燃燒室25內，由於炭化層6距離燃燒室25最近，因此其溫度最高，其次為預炭化層5，而距離燃燒室25最遠的烘乾層4的溫度則最低。
工作時，將物料通過加料倉7放入烘乾層4，通過導料板27由加料倉7一端運送到出料口8一端，期間物料中所含水分在爐內高溫的作用下蒸發，物料被烘乾，之後經過出料口8時在重力的作用下落入預炭化層5，進行預炭化，之後從旋轉中筒2筒口落入炭化層6，進行炭化，期間炭化過程(包括烘乾、預炭化和炭化三部分)中產生的煙氣將在集氣裝置10的作用下經出氣口9排出，炭化完成後，物料在導料板27的作用下將被運送至集料箱12，等待後續處理。其中，整個炭化過程中，旋轉中筒2和旋轉外筒1均保持旋轉狀態。
本實用新型設計的多筒(旋轉外筒、旋轉中筒和旋轉內筒)多層(烘乾層-預炭化層-炭化層)結構，巧妙的利用了多個筒體的簡單組合完成了爐體內腔的分隔，並根據不同區域與燃燒室距離的差異對各區域功能進行了合理劃分，充分利用了爐體內空間和能源，無需再單獨設置烘乾機等設備，只需單個筒式組合爐體便可完成烘乾、預炭化和炭化處理，大大減少了設備的佔地空間和生產成本(傳統炭化爐50噸型生產線佔地面積為4500平方米～5500平方米/條，生產成本為60萬/條；本實用新型相同規格生產線佔地面積為100平方米/條，生產成本為30萬/條)，且外形美觀，建設、安裝方便，可操作性高，同時有效提高了熱能利用率，降低了燃料消耗，縮短了生產加工周期，適用於竹木硝、碎木塊、稻殼、生物質顆粒等一切非金屬材料(粉末、顆粒)的熱解炭化。
另外，旋轉外筒、旋轉中筒和旋轉內筒工作時始終保持旋轉狀態，保證了不同階段不同區域內物料受熱的均勻性，進而使得其反應更加快速、一致、穩定；與導料板相配合還可替代螺旋輸送裝置，設計簡單合理，相較於傳統的螺旋輸送裝置送料方式也更加溫和，較易保證反應過程中物料的完整性，不易對物料本身造成損傷，有效降低了產品的碎末所佔比例。
進一步，旋轉中筒個數為1～5個，集料箱12通過送料裝置13與包裝機15連接，且其上設置有冷卻裝置14。
旋轉中筒個數為1～5個，可根據需要炭化的物品特點和炭化量選擇合適的規格，充分滿足了不同物料的炭化要求。
集料箱12與冷卻裝置14連接，可將炭化好的產品在集料箱12內直接冷卻，避免其在高溫狀態下放置到空氣中發生復燃或對人員造成高溫灼傷。經冷卻裝置14冷卻後，物料可直接經送料裝置13轉運至包裝機15進行包裝，避免傳統自然露天降溫生產周期長、危險係數大的弊端，大大縮短了生產周期，提高了生產效率，實現了整個炭化過程的連續式自動化生產，1～2人便可完成操作，大大節省了生產過程中的勞動強度和時間。
進一步，還包括熱回流濃縮系統16、防爆系統17、出液口18和清塵口19，
熱回流濃縮系統16設置在集氣裝置10的出口處，防爆系統17設置在煙氣回收單元11的箱體111頂部，出液口18和清塵口19設置在煙氣回收單元11的箱體111底部，防爆系統17包括殼體171，殼體171頂部設置有防爆孔173，防爆孔173上設置有防爆片172。
工作時，當煙氣經集氣裝置10送入煙氣回收單元11後，經熱回流濃縮系統16發生冷凝，煙氣中的木醋液和木焦油被液化，經箱體111內壁落入箱體111底部，之後可根據需要通過出液口18排出，進行儲存再利用。另外，箱體111底部還設置有清塵口19，通過此口可將箱體111底部的液體和雜質一起排出，進行儲存再利用。同時，箱體111頂部還設置有防爆系統17，工作時，當大量煙氣短時間內匯入煙氣回收單元11，超出煙氣回收單元11承載範圍時，過大的氣壓將首先迫使防爆片172破裂，使得煙氣向防爆系統17殼體171外擴散，降低煙氣回收單元11箱體111內的氣壓大小，同時提醒操作人員對箱體111內氣體壓力進行控制，降低爆炸發生的可能性。如防爆片172破裂後仍不能有效改善箱體111內氣體壓力，氣壓可通過防爆孔173破壞防爆系統17頂板，使得煙氣由此直接排入空氣中，避免對整個箱體造成損傷。同時防爆系統17設置在箱體111頂部，煙氣從其中排出直接向上排入到空中，不易對人員造成傷害，這一設置有效提高了設備的安全性和可靠性。
煙氣回收單元的設置將物料炭化過程中所產生的煙氣進行了冷凝再回收利用，使得設備整體無三廢排放，大大增加了煙氣副產品的附加值。同時，煙氣中的木醋液和木焦油等液體被冷凝後沿箱體下流過程中，會帶走箱體本身的熱量，同時對其進行降溫和清洗，避免箱體過熱對煙氣回收作業造成不必要的影響，有效保證了煙氣回收單元整體運行的穩定性和安全性。
進一步，煙氣回收單元11還設置有出氣管路20，出氣管路20上設置有第一支路21與第二支路22，第一支路21通過第一閥門23與燃燒室25連接，第二支路22通過第二閥門24與儲氣罐26連接。
煙氣回收單元11還設置有出氣管路20，出氣管路20上設置有第一支路21與第二支路22，第一支路21通過第一閥門23與燃燒室25連接，第二支路22通過第二閥門24與儲氣罐26連接，使得煙氣中的木煤氣經冷凝處理後，可根據需要通入燃燒室25進行二次燃燒為設備提高熱能，或通過第二支管22輸送至儲氣罐26進行儲存以備後續使用，避免了木煤氣直接排入空氣，造成環境汙染和能源浪費。這一設置實現了燃料的自給自足，同時還可有節餘，進一步用於供暖等應用，有效節省了電能消耗(不足傳統設備能量消耗的1/10)，設計科學合理。
進一步，冷卻裝置14為水冷系統或風冷系統。
進一步，送料裝置13為螺旋式送料裝置或履帶式送料裝置。
進一步，防爆片172為壓力爆破片，防爆孔173為壓力防爆孔，箱體111為塑性箱體。
箱體111為塑性箱體，在箱體111內氣壓過大時，箱體111可向外膨脹，對箱體111內氣壓起到了一定的減緩作用，與防爆片172和防爆孔173一起構成了三級防爆系統，進一步增加了設備工作時的安全性和可靠性。
進一步，出液口18上設置有過濾網。
出液口18上設置有過濾網，確保了從出液口18流出的液體清潔無雜質，便於根據需要對其做後續處理或使用。
進一步，出氣口9與加料倉7位於旋轉內筒3的同一端。
出氣口9與加料倉7位於旋轉內筒3的同一端，相較於將出氣口9設置在出料口8一端，收集到的煙氣含塵量更低，避免了沉渣過多對煙氣回收單元11中各出口造成堵塞。
進一步，導料板27為螺旋導料板，旋轉內筒3與加料倉7連接處設置有旋轉密封裝置28。
導料板27為螺旋導料板，符合設備旋轉送料的輸送特點，更便於物料的輸送，設計科學合理。
旋轉內筒3與加料倉7連接處設置有旋轉密封裝置28，確保了其連接處的密封性，保證了爐內的保溫效率，同時使得反應所產生的煙氣不會從連接處跑出，設計簡單合理。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。