專利名稱:一種生物質(zhì)炭化裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種生物質(zhì)炭化裝置,該裝置包括干燥室、炭化爐、除焦油裝置、換熱器和燃燒爐，在干燥室和炭化爐中，通過熱源氣體與直接接觸換熱，快速干燥生物質(zhì)原料并使其炭化，同時(shí)設(shè)置熱解氣焦油回收裝置，并通過設(shè)計(jì)事熱能得到充分高效利用。本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：能量利用率高，使得燃料燃燒釋放的熱量最大限度的用于生物質(zhì)炭化；生物質(zhì)受熱均勻，使用熱解氣作為加熱介質(zhì)，直接加熱生物質(zhì)原料，高溫?zé)峤鈿庵苯优c生物質(zhì)原料接觸，接觸面積大，接觸充分，熱量傳遞更加直接；可以連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高；炭化溫度易于控制。
【專利說明】一種生物質(zhì)炭化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物質(zhì)炭化方法及炭化裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種以秸桿為原料的生物質(zhì)炭化方法及裝置系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前世界主要使用的能源是化石能源，由于化石能源儲(chǔ)存量有限且使用過程中釋放的大量溫室氣體、有害氣體和粉塵。很多國家都在尋求一種可再生的清潔能源，用于代替化石能源。生物質(zhì)能源儲(chǔ)量巨大，又是可再生的，有望代替化石能源。
[0003]生物質(zhì)熱解炭化技術(shù)是生物質(zhì)利用技術(shù)的一種。生物質(zhì)通過熱解炭化技術(shù)可以轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)炭、生物氣、木醋液和焦油。目前固定床熱解炭化設(shè)備可分為三類:外熱式固定熱解炭化爐、內(nèi)熱式固定床熱解炭化爐和再流通氣體加熱式固定床熱解炭化爐。
[0004]實(shí)用新型專利ZL201210129924.2公布了一種連續(xù)式生物質(zhì)干餾炭化裝置及工藝，炭化爐的爐體是用螺旋推進(jìn)式送料，爐體內(nèi)加熱筒的外部套有外加熱筒，內(nèi)外筒之間有一定的間距，炭化產(chǎn)生的熱解氣經(jīng)冷卻分離凈化后進(jìn)入燃燒爐燃燒，煙氣通入內(nèi)外筒之間的空間，加熱生物質(zhì)使其熱解。由于使用間接加熱式加熱生物質(zhì)，生物質(zhì)不能均勻加熱。
[0005]實(shí)用新型專利ZL200810019302.8公布了一種生產(chǎn)生物質(zhì)干餾炭和生物質(zhì)燃?xì)獾姆椒翱焖贌峤馓炕癄t，通過在炭化爐中心設(shè)置氣化室，點(diǎn)燃?xì)饣覂?nèi)生物質(zhì)并使之氣化，用羅茨風(fēng)機(jī)將熱解氣抽吸到到炭化爐外，熱解氣在經(jīng)過炭化爐四周的生物質(zhì)時(shí)將生物質(zhì)熱解炭化。該熱解炭化爐沒有將干燥室和炭化爐分開，且使用熱解氣化產(chǎn)生的熱解氣作為加熱介質(zhì)，加熱溫度不易控制。中心炭化爐產(chǎn)生的高溫?zé)峤鈿鉁囟炔灰卓刂?，且不能連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)效率不夠高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種生物質(zhì)炭化裝置。
[0007]本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種生物質(zhì)炭化裝置，包括干燥室、炭化爐、除焦油裝置、換熱器和燃燒爐，其特征在于，干燥室底部設(shè)置干燥室成品出口和干燥室氣體入口，干燥室頂部設(shè)置干燥室原料入口和干燥室氣體出口，炭化爐頂部設(shè)置炭化爐原料入口和炭化爐氣體出口，炭化爐底部設(shè)置炭化爐成品出口和炭化爐氣體入口，干燥室成品出口連接炭化爐原料入口，除焦油裝置入口連接炭化爐氣體出口，除焦油裝置出口連接換熱器冷端入口，換熱器冷端出口連接到炭化爐氣體入口，除焦油裝置出口還通過旁路與燃燒爐燃?xì)馊肟谶B接，燃燒爐煙氣出口連接到換熱器的換熱器熱端入口，換熱器熱端出口連接干燥室氣體入口。
[0008]作為對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，干燥室氣體入口還連接送風(fēng)風(fēng)機(jī)。
[0009]作為對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，干燥室外設(shè)置干燥室保溫罩，炭化爐外設(shè)置炭化爐保溫罩。
[0010]作為對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，輸送生物質(zhì)在裝置中運(yùn)動(dòng)的是生物質(zhì)輸送管道，在生物質(zhì)傳送管道外設(shè)置管道保溫罩，干燥室保溫罩、炭化爐保溫罩和生物質(zhì)輸送管道保溫罩均是內(nèi)部中空的夾套式結(jié)構(gòu)，干燥室保溫罩、炭化爐保溫罩和生物質(zhì)輸送管道保溫罩的夾套空腔連接相通，燃燒爐的空氣入口與夾套空腔連接。
[0011]作為對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在炭化爐中設(shè)置炭化爐旋轉(zhuǎn)刮板，在干燥室內(nèi)設(shè)置干燥室旋轉(zhuǎn)刮板。
[0012]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、能量利用率高，本裝置直接將經(jīng)過除焦油處理的熱解氣用作炭化室的加熱介質(zhì)和燃燒室的燃料來源，用于冷卻生物質(zhì)炭的空氣作為燃燒室的氧氣來源，由于熱解氣和空氣擁有一定的初始溫度，減少了空氣的預(yù)熱溫度，使得燃料燃燒釋放的熱量最大限度的用于生物質(zhì)炭化。
[0014]2、生物質(zhì)受熱均勻，使用熱解氣作為加熱介質(zhì)，直接加熱生物質(zhì)原料，高溫?zé)峤鈿庵苯优c生物質(zhì)原料接觸，接觸面積大，接觸充分，熱量傳遞更加直接，生物質(zhì)受熱也更加均勻。
[0015]3、可以連續(xù)作業(yè)，生產(chǎn)效率高，炭化室采用旋轉(zhuǎn)式刮板機(jī)構(gòu)，生物質(zhì)在炭化室中邊移動(dòng)邊炭化，實(shí)現(xiàn)了生物質(zhì)炭化連續(xù)作業(yè)。
[0016]4、炭化溫度易于控制，由于燃燒室獨(dú)立設(shè)置，可以通過調(diào)節(jié)煙道氣的溫度，改變經(jīng)過換熱器的熱解氣的溫度，同樣也可以通過調(diào)節(jié)煙道氣與熱解氣的流量，調(diào)節(jié)熱解氣的溫度。

【附圖說明】

[0017]圖1是碳化方法流程示意圖。
[0018]圖2是炭化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面對本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0020]實(shí)施例1，如圖1所示，一種生物質(zhì)炭化方法，步驟如下，步驟一:將生物質(zhì)原料送入干燥室干燥處理，在本步驟中，生物質(zhì)原料于熱源氣體直接接觸換熱，由于生物質(zhì)原料空隙大，且含水量高，直接用熱源空氣換熱能夠保證傳熱迅速，同時(shí)熱源風(fēng)也能夠快速帶走水蒸氣，使生物質(zhì)原料快速干燥；步驟二:將干燥后的生物質(zhì)輸送至炭化爐進(jìn)行炭化，本步驟中生物質(zhì)原料與加熱氣體直接接觸換熱炭化爐同樣采用直接接觸換熱的方式，以來傳熱迅速，傳熱效率高，而來能夠快速帶走熱解氣和焦油；步驟三:將步驟二炭化后的生物質(zhì)輸送至集炭裝置，然后收集包裝或運(yùn)送；步驟四:將步驟二生成的熱解氣輸送到除焦油裝置，進(jìn)行除焦油處理；步驟五:將步驟四處理后的熱解氣一部分輸送至燃燒爐，另一部分輸送至換熱器冷端經(jīng)換熱后通往炭化爐底部，作為加熱氣體與炭化爐內(nèi)的生物質(zhì)進(jìn)行直接接觸換熱，輸送至燃燒爐的熱解氣經(jīng)燃燒產(chǎn)生的煙氣通往換熱器熱端，用于給炭化爐加熱的熱解氣升溫，這樣通過一部分熱解氣燃燒加熱另一部分熱解氣，然后用加熱后的高溫?zé)峤鈿庠偃ヌ炕镔|(zhì)原料，再產(chǎn)生新的熱解氣，如此構(gòu)成循環(huán)，節(jié)約環(huán)保；步驟六:步驟五中的煙氣由換熱器再輸送至步驟一的干燥室，作為熱源氣體對生物質(zhì)干燥處理，如此來回收煙氣中剩余的低品位熱量，使熱量利用更充分。
[0021]步驟七:將步驟三中集炭裝置中的生物質(zhì)炭通過空氣冷卻，步驟五的燃燒爐的空氣來源于集炭裝置中冷卻生物質(zhì)炭后的空氣，這樣能夠回收生物質(zhì)炭帶走的熱量，更進(jìn)一步提高熱量利用效率。
[0022]作為對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括步驟八，步驟八是將步驟四中除焦油裝置補(bǔ)集到的焦油送入步驟五中的燃燒爐燃燒。
[0023]實(shí)施例2
[0024]如圖2所示，一種生物質(zhì)炭化裝置，包括干燥室21、炭化爐4、除焦油裝置2、換熱器7和燃燒爐13，其特征在于，干燥室21底部設(shè)置干燥室成品出口 23和干燥室氣體入口 19，干燥室21頂部設(shè)置干燥室原料入口 22和干燥室氣體出口 20，炭化爐4頂部設(shè)置炭化爐原料入口 25和炭化爐氣體出口 25，炭化爐4底部設(shè)置炭化爐成品出口 17和炭化爐氣體入口5，干燥室成品出口 23連接炭化爐原料入口 25，除焦油裝置入口 3連接炭化爐氣體出口 25，除焦油裝置出口 I連接換熱器冷端入口 8，換熱器冷端出口 6連接到炭化爐氣體入口 5，除焦油裝置出口 I還通過旁路與燃燒爐燃?xì)馊肟?15連接，燃燒爐煙氣出口 12連接到換熱器7的換熱器熱端入口 11，換熱器熱端出口 9連接干燥室氣體入口 19。本裝置的原理如實(shí)施例I中的方法一樣，充分回收利用熱能，達(dá)到生物質(zhì)炭化充分的目的。
[0025]干燥室氣體入口 19還連接送風(fēng)風(fēng)機(jī)。干燥室氣體入口 19連接風(fēng)機(jī)送來的空氣，可以補(bǔ)充干燥室21氣源不足，充足的風(fēng)量能夠促進(jìn)生物質(zhì)原料快速干燥。
[0026]干燥室21外設(shè)置干燥室保溫罩211，炭化爐4外設(shè)置炭化爐保溫罩41。保溫罩能夠減少炭化爐4和干燥室21的熱能流失，提高能源利用效率。
[0027]輸送生物質(zhì)在裝置中運(yùn)動(dòng)的是生物質(zhì)輸送管道16，在生物質(zhì)傳送管道外設(shè)置生物質(zhì)輸送管道保溫罩161，干燥室保溫罩211、炭化爐保溫罩41和生物質(zhì)輸送管道保溫罩161均是內(nèi)部中空的夾套式結(jié)構(gòu)，干燥室保溫罩211、炭化爐保溫罩41和生物質(zhì)輸送管道保溫罩161的夾套空腔連接相通，燃燒爐13的空氣入口與夾套空腔連接。如此既能夠達(dá)到保溫效果，同時(shí)多余的熱能通過燃燒爐13又回到系統(tǒng)中，加強(qiáng)能量的回收利用，進(jìn)一步提高能量利用效率。
[0028]在炭化爐4中設(shè)置炭化爐旋轉(zhuǎn)刮板26，在干燥室21內(nèi)設(shè)置干燥室旋轉(zhuǎn)刮板27。炭化爐旋轉(zhuǎn)刮板26 —方面能夠防止生物質(zhì)炭在炭化爐4內(nèi)壁粘結(jié)積累，另一方面能夠起到攪拌使炭化爐4內(nèi)生物質(zhì)炭堆積均勻不至于產(chǎn)生高溫?zé)煔獾钠鳎构滔嗪蜌庀鄵Q熱充分、均勻；干燥室21內(nèi)設(shè)置干燥室旋轉(zhuǎn)刮板27同樣能夠防止生物質(zhì)原料粘結(jié)干燥室21內(nèi)壁，同時(shí)也攪拌干燥室21中的生物質(zhì)原料，使熱源氣體與生物質(zhì)原料接觸充分，加快干燥過程。
[0029]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)炭化裝置，包括干燥室、炭化爐、除焦油裝置、換熱器和燃燒爐，其特征在于，所述干燥室底部設(shè)置干燥室成品出口和干燥室氣體入口，所述干燥室頂部設(shè)置干燥室原料入口和干燥室氣體出口，所述炭化爐頂部設(shè)置炭化爐原料入口和炭化爐氣體出口，所述炭化爐底部設(shè)置炭化爐成品出口和炭化爐氣體入口，所述干燥室成品出口連接所述炭化爐原料入口，除焦油裝置入口連接所述炭化爐氣體出口，除焦油裝置出口連接換熱器冷端入口，換熱器冷端出口連接到所述炭化爐氣體入口，所述除焦油裝置出口還通過旁路與燃燒爐燃?xì)馊肟谶B接，燃燒爐煙氣出口連接到所述換熱器的換熱器熱端入口，換熱器熱端出口連接所述干燥室氣體入口。2.如權(quán)利要求1所述一種生物質(zhì)炭化裝置，其特征在于，所述干燥室氣體入口還連接送風(fēng)風(fēng)機(jī)。3.如權(quán)利要求1所述一種生物質(zhì)炭化裝置，其特征在于，所述干燥室外設(shè)置干燥室保溫罩，所述炭化爐外設(shè)置炭化爐保溫罩。4.如權(quán)利要求3所述一種生物質(zhì)炭化裝置，其特征在于，輸送生物質(zhì)在裝置中運(yùn)動(dòng)的是生物質(zhì)輸送管道，在所述生物質(zhì)傳送管道外設(shè)置管道保溫罩，所述干燥室保溫罩、所述炭化爐保溫罩和所述生物質(zhì)輸送管道保溫罩均是內(nèi)部中空的夾套式結(jié)構(gòu)，所述干燥室保溫罩、炭化爐保溫罩和生物質(zhì)輸送管道保溫罩的夾套空腔連接相通，所述燃燒爐的空氣入口與所述夾套空腔連接。5.如權(quán)利要求1所述一種生物質(zhì)炭化裝置，其特征在于，在所述炭化爐中設(shè)置炭化爐旋轉(zhuǎn)刮板，在所述干燥室內(nèi)設(shè)置干燥室旋轉(zhuǎn)刮板。
【文檔編號】C10B53-02GK204265698SQ201420650304
【發(fā)明者】馬培勇, 熊曉洋, 邢獻(xiàn)軍, 陳水林, 施蘇薇, 薛騰, 裴鈺 [申請人]合肥工業(yè)大學(xué)