CN102994103A - 一种生物质干燥炭化炉 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物质技术领域，特别涉及一种生物质干燥炭化炉。本发明主要包括高温气体和导热油进口，管束组件，高温气体进口，进料口，筒体，刮板，高温气体喷射管束，高温气体和导热油加热管束，高温气体和导热油出口，高温气体出口。高温气体和导热油进口，管束组件，高温气体和导热油加热管束，高温气体和导热油出口组成了间接加热管路；高温气体进口，管束组件，高温气体喷射管束，高温气体出口组成了高温气体喷射管路；进料口，筒体，刮板，出料口组成了生物质成型颗粒的炭化空间。本发明采用换热器结构，螺旋式刮板，双管路设计且筒体可以旋转等方法设计的炭化炉提高了生物质的炭化效率，实现了“一炉两用”。

Description

一种生物质干燥炭化炉

技术领域

本发明属于生物质技术领域，特别涉及一种生物质干燥炭化炉。

背景技术

据国际可再生能源组织的预测，地下石油、天然气及煤的储量，按目前的开采利用率仅够使用60年左右的时间。因此，寻求开发一种新型能源显得尤为迫切。而生物质能源，是未来再生能源的一个重要的发展方向。生物质利用目前有生物质气化、生物质液化、生物质直燃和生物质裂解等技术。生物质裂解技术是最具潜力的生物质转化技术之一，其通过裂解可转化为3种产物：可燃气、生物油和木炭。而生物质炭化就是以制取木炭为目的的一种裂解技术。生物质炭化是生物质在极低的升温速率、温度约400℃下长时间(15min～几天)裂解，可最大限度地得到焦炭，焦炭的最高产率为35％(质量分数)。其过程必须在加热的环境中达到的，而传统的炭化方法，如炭化窑、间歇炭化窑、密闭闷罐炭化法、干馏法等，加热时间长，效率低，生物质受热也不均匀，炭化质量与产量完全依赖于操作人员的经验，劳动强度大，可靠性低，炭产品生产的能耗高，污染严重。这些都影响了炭化的产业化发展。传统的炭化炉也只能采用一种炭化方式，这对于要求两种或两种以上炭化方式的场合并不适应。

发明内容

为了克服以上问题，本发明提出了高温蒸气、高温余热气体和其他高温惰性气体等高温气体和导热油(间接换热)加热的方式，采用双管路形式，提高了炭化的效率和炭化产品的得率，解决了炭化受热不均匀的问题，同时也实现了一种炭化炉两种炭化方式。

本发明一种生物质干燥炭化炉，主要包括高温气体和导热油进口、管束组件、高温气体进口、左轴组件、进料口、封头、筒体、刮板、高温气体喷射管束、高温气体和导热油加热管束、右轴组件、高温气体和导热油出口、高温气体出口、出料口，高温气体和导热油进口、管束组件，高温气体和导热油加热管束、高温气体和导热油出口组成了高温气体和导热油加热管路；高温气体进口、管束组件、高温气体喷射管束、高温气体出口组成了高温气体喷射管路；进料口、筒体、刮板和出料口组成了生物质成型颗粒的炭化空间；其特征是炭化炉采用热交换器的形式，筒体、封头、刮板组成的炭化空间可以围绕管束组件旋转。

本发明的特征也在于：

所述的高温气体喷射管束、高温气体和导热油加热管束分别与其进出口构成两种形式的热载体输运管道***，管束组件采用套管形式且套管内外层分别与高温气体喷射管束和高温气体和导热油加热管束相通。

所述的刮板沿筒体成0°-45°角且成螺旋分布。

本发明的有益效果是：

(1)高温气体和导热油加热管道，高温气体喷射管道的双管道***可以使生物质在两种条件下分别炭化，不必分别采用两个炭化炉，节约了成本。

(2)筒体沿着管束组件的旋转运动，与螺旋状刮板使生物质成型颗粒在炭化过程中与高温气体的热交换，质交换很均匀，提高了生物质的炭化效率。

(3)整体采用管壳式换热器的原理，提高了换热面积和传质面积，进一步提高了炭化效率。

(4)采用高温气体加热的方式，相比于普通加热，效率更高，节约了能源。

附图说明

图1为本发明一种生物质干燥炭化炉的横剖视图。

1为高温气体和导热油进口，2为管束组件，3为接管，4为高温气体进口，5为左轴组件，6为垫圈，7为螺栓，8为垫圈，9为封头，10为接管，11为进料口，12为筒体，13为刮板，14为高温气体喷射管束，15为高温气体和导热油加热管束，16为右轴组件，17为活接头组件，18为高温气体和导热油出口，19为高温气体出口，20为接管，21为出料口。

图2为本发明一种生物质干燥炭化炉的纵剖视图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明一种生物质干燥炭化炉的具体实施方式。

本发明一种生物质干燥炭化炉的结构如图1所示，主要包括高温气体和导热油进口1，管束组件2，高温气体进口4，封头9，进料口11，筒体12，刮板13，高温气体喷射管束14，高温气体和导热油加热管束15，高温气体和导热油出口18，高温气体出口19，出料口21。高温气体喷射管束14与高温气体和导热油加热管束15交叉均匀布置。高温气体和导热油进口1，高温气体和导热油加热管束15，高温气体和导热油出口18构成间接加热装置；高温气体进口4，高温气体喷射管束14，高温气体出口19构成高温气体喷射供给加热装置；进料口11，筒体12，刮板13，出料口21组成了生物质成型颗粒的炭化空间，其中刮板13与筒体成0°-45°角，高温气体喷射管束14与管束组件2外部相通，高温气体和导热油加热管束15与管束组件2内部相通，筒体12，封头9，刮板13，进料口11，接管10，出料口21，接管20组成的机构可以围绕管束组件2做圆周旋转运动。

实施例一

生物质成型颗粒由进料口11装入筒体12中，然后将进料口11，出料口21关闭，将高温蒸气、高温余热气体和其他高温惰性气体等高温气体或导热油由高温气体和导热油进口1通入管束组件2内部，高温气体或导热油通过高温气体和导热油加热管束15后由高温气体和导热油出口18排出；筒体12，刮板13组成的工作空间以管束组件2为圆心转动，生物质成型颗粒由于刮板13的旋转作用由进料口11处运动到出料口21，在其运动过程中与高温气体和导热油加热管束15中的高温气体或导热油与生物质成型颗粒间接换热；当结束后，筒体12，刮板13停止转动，高温气体或导热油停止通入高温气体和导热油进口1，打开出料口21，经炭化后的生物质成型颗粒由出料口21中排出。

实施例二

生物质成型颗粒由进料口11处装入筒体12中，然后将进料口11，出料口21关闭，将高温蒸气、高温余热气体和其他高温惰性气体等高温气体由高温气体进口4通入管束组件2的环绕外部后，通过高温气体喷射管束14后喷射到筒体4内，与生物质成型颗粒传质传热后，由高温气体出口19排出；筒体12，刮板13组成的工作空间与实施例一同样以管束组件2为圆心做圆周旋转运动，生物质成型颗粒与高温气体喷射管束14喷射的高温气体传质传热发生炭化反应，并由于刮板13的旋转运动运动到出料口21处；结束后，筒体12，刮板13停止转动，高温气体停止通入高温气体进口4中，打开出料口21，经炭化后的生物质成型颗粒由出料口21中排出。

高温气体喷射管束14与高温气体和导热油加热管束15的双管道形式可以使该发明起到两种生物质成型颗粒的炭化形式，节约了成本。刮板13，筒体12的旋转作用可以使生物质成型颗粒与高温气体或导热油等加热介质的热交换与质交换均匀。

本发明采用换热器结构，螺旋式刮板，双管路设计且筒体可以旋转等方法设计的生物质干燥炭化炉实现了生物质炭化效率的提高，也实现了“一炉两用”。

Claims (3)

1.本发明一种生物质干燥炭化炉，主要包括高温气体和导热油进口(1)、管束组件(2)、高温气体进口(4)、左轴组件(5)、进料口(11)、封头(9)、筒体(12)、刮板(13)、高温气体喷射管束(14)、高温气体和导热油加热管束(15)、右轴组件(16)、高温气体和导热油出口(18)、高温气体出口(19)、出料口(21)，高温气体和导热油进口(1)、管束组件(2)，高温气体和导热油加热管束(15)和高温气体和导热油出口(18)组成了高温气体和导热油加热管路；高温气体进口(4)、管束组件(2)、高温气体喷射管束(14)和高温气体出口(19)组成了高温气体喷射管路；进料口(11)、筒体(12)、刮板(13)和出料口(21)组成了生物质成型颗粒的炭化空间；其特征是：生物质干燥炭化炉采用热交换器的形式，筒体(12)、封头(9)、刮板(13)组成的炭化空间可以围绕管束组件旋转。

2.如权利要求1所述的一种生物质干燥炭化炉，特征在于高温气体喷射管束(14)和高温气体和导热油加热管束(15)分别与其进出口构成两种形式的热载体输运管道***，管束组件(2)采用套管形式且套管内外层分别与高温气体喷射管束(14)和高温气体和导热油加热管束(15)相通。

3.如权利要求1所述的一种生物质干燥炭化炉，特征在于刮板(13)沿筒体(12)成0°-45°角且成螺旋分布。