CN105505417A - 一种连续式热解炭化全密封工艺方法 - Google Patents

一种连续式热解炭化全密封工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种连续式热解炭化全密封工艺方法，主要由双料斗进料密封结构、热解炭化密封结构、出料密封结构组成，整个过程由反应控制***总体调控。双料斗进料密封结构由双料斗切换进料，完成进料的连续密封性，热解炭化密封结构通过石墨盘根和氮气气封保证热解炭化部分密封，出料密封结构通过双阀门切换完成密封连续出料，三个部分的密封结构相互关系，保证整个热解炭化过程的全密封状态。

Description

一种连续式热解炭化全密封工艺方法
技术领域
本发明属于可再生能源技术领域，具体涉及一种连续式热解炭化全密封工艺方法，该方法适用于生物质热解炭化全过程中的密封，工作中不仅能够保证进料，热解炭化，出料三个过程都处于密封状态，而且能使得整个装置处于全密封，确保热解炭化在低氧下进行。
背景技术
生物炭是指生物有机材料(生物质)在缺氧及低氧环境中经热裂解后的固体产物，大多为粉状颗粒。作为一种新型的清洁能源，热解生产的生物炭，可以施放到土壤中，既能增加土壤中的有机物，提高肥力，也能凭借其耐降解性质，提高碳在土壤里的封存时间，缓解温室效应对全球气候变化所带来的负面影响，而且热解副产物生物质油和气也是一种可再生能源，有利于能源的可持续发展。
目前在生物质热解炭化技术中，连续式生物质炭化设备是发展的趋势，整个热解炭化过程需处于无氧或低氧的条件下进行，故设备的进料、热解炭化、出料，都需处于全密封状态。
发明内容
本发明目的是为了解决背景技术所述目前在生物质热解炭化技术中设备的全密封问题，公开一种连续式热解炭化全密封工艺方法，这种方法可以使进料，热解炭化，出料三个过程都处于密封状态，而且能使得整个装置处于全密封，确保热解炭化在低氧下进行。其特征在于，主要包括双料斗进料密封结构1、热解炭化密封结构2、出料密封结构3和控制***4，其特征在于双料斗进料密封结构1下端连接热解炭化密封结构2，热解炭化密封结构2后端连接出料密封结构3，整个密封过程由控制***4调控。
所述一种连续式热解炭化全密封工艺方法中，进料密封结构1、热解炭化密封结构2、出料密封结构3，每处结构都处于密封状态，三处密封结构相关联，确保整个热解炭化过程在全密封中进行。
所述双料斗进料密封结构1由料斗101、料斗102、料位计103、料位计104、电动刀阀105、电动刀阀106组成，料斗101和料斗102同时装满物料，进料时电动刀阀105打开，电动刀阀106关闭，由料斗101进料，10s后物料不足料位计103会检测到信号，控制电动刀阀105关闭，电动刀阀106打开，此时由料斗102进料，如此反复可完成连续式密闭进料。
所述热解炭化密封结构2由氮气入口201、压兰202、壳体203、螺旋轴204、盘根套205、石墨盘根206、和气套207、调频电机208组成。石墨盘根主要是由各种增强纤维、金属丝(钢丝、铜丝、镍丝、碳纤维，预氧丝、玻璃纱)等增强的石墨线为原料精工编织而得。主要应用于高温、高压、耐腐蚀介质下阀门、泵、反应釜的动密封。同时通过氮气入口201向气体夹套207中通入氮气，保证气体夹套内的气压达到0.3Mpa，以平衡石墨盘根另一端的热解炉的气体压力(设计压力为0.3～0.5Mpa)，使得密封更加可靠。
所述出料密封结构3由出料口301、螺旋绞龙302、水冷夹套303、进水口304、电动刀阀305、料位计306、电动刀阀307、储料罐308组成。物料从出料口301进入由螺旋绞龙302带动到电动刀阀305处，中间经过水冷夹套303，水冷夹套中注满冷水，使温度很高的物料在输送过程中冷却。
所述出料密封结构3出料口处电动刀阀305、电动刀阀307双阀门切换密封出料，料位计306控制两阀门开闭情况。初始电动刀阀305打开，电动刀阀307处于关闭状态，物料由出料口进入待储料罐308内，当储料罐内物料达到一定高度时料位计306发出信号控制电动刀阀307打开，电动刀阀305关闭，储料罐308内的物料经阀门307实现出料到外部，一定时间后料位计306感应到储料罐308内物料不足，则发出信号控制电动刀阀307关闭，电动刀阀305再打开，由此循环完成控制物料的密封出料。
具体而言，本发明专利与现有技术相比有以下优点：
1)本发明中的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，该方法适用于生物质热解炭化全过程中的密封，工作中不仅能够保证进料，热解炭化，出料三个过程都处于密封状态，而且三个阶段相互关联，能使得整个装置处于全密封，确保热解炭化在低氧下进行。
2)本发明中的双料斗进料密封结构，由双料斗、料位计和电动刀阀互相配合，料位计控制两电动刀阀的开闭情况，双料斗实现连续式进料，由此控制物料的连续式密闭进料，保证进料的连续性和密封性良好。
3)本发明中的热解炭化密封结构，其中石墨盘根主要是由各种增强纤维、金属丝等增强的石墨线为原料精工编织而得。可应用于高温、高压、耐腐蚀介质下阀门、泵、反应釜的动密封。同时通过气压阀门向气体夹套中通入氮气，保证气体夹套内的气压达到0.3Mpa，以平衡石墨盘根另一端的热解炉的气体压力(设计压力为0.3～0.5Mpa)，使得密封更加可靠。
4)本发明中的出料密封结构，采用双阀门切换模式，料位计控制两阀门的开闭情况，完成密封出料，使得整个热解炭化过程一直处于密封隔绝空气的条件下进行。
附图说明
图1一种连续式热解炭化全密封工艺方法密封结构示意图
图2一种连续式热解炭化全密封工艺方法热解炭化密封结构示意图
图中，1--双料斗进料密封结构，2--热解炭化密封结构，3--出料密封结构，101--料斗，102--料斗，103--料位计，104--料位计，105--电动刀阀，106--电动刀阀，107--螺旋绞龙，108--电机，201--氮气入口，202--压兰，203--壳体，204--螺旋轴，205--盘根套，206--石墨盘根，207--气套，208--调频电机，301--出料口，302--螺旋绞龙，303--水冷夹套，304--进水口，305--电动刀阀，306--料位计，307--电动刀阀，308--储料罐。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的具体结构和工作过程进一步的描述。
如图1所示，一种连续式热解炭化全密封工艺方法，主要包括双料斗进料密封结构1、热解炭化密封结构2、出料密封结构3和控制***4，其特征在于双料斗进料密封结构1下端连接热解炭化密封结构2，热解炭化密封结构2后端连接出料密封结构3，整个密封过程由控制***4调控。
图1一种连续式热解炭化全密封工艺方法双料斗进料密封结构示意图所示，进料时料斗101和料斗102同时装满物料，电动刀阀105打开，电动刀阀106关闭，由料斗101进料，当物料不足时料位计103检测到信号，控制电动刀阀105关闭，电动刀阀106打开，此时由料斗102进料，如此反复完成连续式密闭进料。
图2一种连续式热解炭化全密封工艺方法热解炭化密封结构示意图所示，物料进入热解炭化部分，石墨盘根主要应用于高温、高压、耐腐蚀介质下阀门、泵、反应釜的动密封，热解炭化时温度和压力比较高，石墨盘根可以有效的对装置进行密封并且具有耐高温和高压能力，保证密封的长久性。同时通过氮气入口201向气体夹套207中通入氮气，保证气体夹套内的气压达到0.3Mpa，以平衡石墨盘根另一端的热解炉的气体压力(设计压力为0.3～0.5Mpa)，使得密封更加可靠。
图1一种连续式热解炭化全密封工艺方法出料密封结构示意图所示，物料从出料口301进入由螺旋绞龙302带动到电动刀阀305处，中间经过水冷夹套303，水冷夹套中注满冷水，使温度很高的物料在输送过程中冷却。出料口处电动刀阀305、电动刀阀307双阀门切换密封出料，料位计306控制两阀门开闭情况。初始电动刀阀305打开，电动刀阀307处于关闭状态，物料由出料口进入待储料罐308内，当储料罐内物料达到一定高度时料位计306发出信号控制电动刀阀307打开，电动刀阀305关闭，储料罐308内的物料经阀门307实现出料到外部，一定时间后料位计306感应到储料罐308内物料不足，则发出信号控制电动刀阀307关闭，电动刀阀305再打开，由此循环完成控制物料的密封出料。
根据以上分类，本发明结合图例说明如下：
实施例：采用北方玉米秸秆为原料，进行生物质连续式热解炭化全过程。
采用一种连续式热解炭化全密封工艺方法进行生物质连续式热解炭化全过程，原料为北方玉米秸秆。首先由双料斗进料密封结构部分进料，双料斗转换进料，保证进料的连续性及密封性，随后物料进入热解炭化阶段，石墨盘根可以在高温高压下保证设备的良好密封性，同时通过氮气入口向气体夹套2中通入氮气，保证气体夹套内的气压达到0.3Mpa，以平衡石墨盘根另一端的热解炉的气体压力(设计压力为0.3～0.5Mpa)，使得密封更加可靠。经过热解炭化后的物料由螺旋绞龙进入302带动到电动刀阀305处，中间经过水冷夹套303，水冷夹套中注满冷水，使温度很高的物料在输送过程中冷却。此时经过双阀门切换出料过程，完成物料的连续密闭出料。整个热解炭化过程中，进料阶段、热解炭化阶段、出料阶段均处于密封状态下进行，三个阶段相互关联，由此实现整个热解炭化过程的全密封。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种连续式热解炭化全密封工艺方法，主要包括双料斗进料密封结构(1)、热解炭化密封结构(2)、出料密封结构(3)和控制***(4)，其特征在于双料斗进料密封结构(1)下端连接热解炭化密封结构(2)，热解炭化密封结构(2)后端连接出料密封结构(3)，整个密封过程由控制***(4)调控。
2.根据权利要求1所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于进料密封结构(1)、热解炭化密封结构(2)、出料密封结构(3)，三处密封结构相关联，确保整个热解炭化过程在全密封进行。
3.根据权利要求1所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于双料斗进料密封结构(1)由料斗(101)、料斗(102)、料位计(103)、料位计(104)、电动刀阀(105)、电动刀阀(106)、螺旋绞龙(107)、电机(108)组成。
4.根据权利要求1或3所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于料斗(101)、料斗(102)双料斗间隔时间10s交替进料完成进料的连续性。
5.根据权利要求1或3所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于料位计(103)、料位计(104)配合电动刀阀(105)、电动刀阀(106)共同控制进料与停止。
6.根据权利要求1所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于热解炭化密封结构(2)由氮气入口(201)、压兰(202)、壳体(203)、螺旋轴(204)、盘根套(205)、石墨盘根(206)、气套(207)、调频电机(208)组成。
7.根据权利要求1或4所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于氮气入口(201)内通入氮气使气套(207)内的气压达到0.3MP，对装置进行氮气密封。
8.根据权利要求1或4所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于石墨盘根(206)主要是由各种增强纤维、金属丝增强的石墨线为原料精工编织而成，对高温下的反应釜进行有效密封。
9.根据权利要求1所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于出料密封结构(3)由出料口(301)、螺旋绞龙(302)、水冷夹套(303)、进水口(304)、电动刀阀(305)、料位计(306)、电动刀阀(307)、储料罐(308)组成，物料从出料口(301)进入由螺旋绞龙(302)带动到电动刀阀(305)处，中间经过水冷夹套(303)，物料在输送过程中冷却。
10.根据权利要求1或9所述的一种连续式热解炭化全密封工艺方法，其特征在于出料口处电动刀阀(305)、电动刀阀(307)双阀门切换密封出料，料位计(306)控制两阀门开闭情况。
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