CN106336880A - 一种生物质颗粒料连续碳化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物质颗粒料连续碳化装置，包括碳化室和燃烧室，还包括进料烘干筒和加热夹套，进料烘干筒的出料口与碳化室连通；进料烘干筒的外壁上套设加热夹套形成加热腔；加热夹套上开设高温气体入口和低温气体出口，高温气体入口与碳化室的出气口连接，低温气体出口与燃烧室的进气口连接。本装置很大程度上提高了生产效率、热效率，以及原料的普遍适用性，具有很高的市场应用价值，对于增加农民收入、减轻环境污染有重大意义。

Description

一种生物质颗粒料连续碳化装置

技术领域

本发明涉及生物质碳化技术领域,尤其涉及一种生物质颗粒料连续碳化装置。

背景技术

我国生物质资源十分丰富，主要表现为包括农作物在内的植物类资源。由于我国普遍存在作物秸秆有效利用率低下和秸秆焚烧污染环境的问题，因此充分利用农作物秸秆对于增加农民收入、减轻环境污染有重大意义。生物炭技术是将生物质(如作物秸秆和林业废弃物等)或其衍生物进行碳化，然后以一定的方式施用于土壤以获得相应经济、生态和环境收益的科学和技术理念。利用生物质碳化、气化及液化技术大幅度提高作物秸秆的利用价值，从根本上解决我国秸秆利用率低和焚烧污染环境的问题，得到企业和政府的高度重视。

目前在用的生物质碳化装置多为间歇式操作，原料为成型料。碳化时间长，热效率低，生产效率与经济效益均不高。市面也有关于生物质连续式碳化装置的报道，但是还是存在热效率低，原料的普遍适用性差，以及用于生产实践中其实用性低等问题。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷和问题，本发明实施例的目的是提供一种生物质颗粒料连续碳化装置。本装置很大程度上提高了生产效率、热效率，以及原料的普遍适用性性。解决了现有技术中间歇式装置碳化时间长、热效率低以及连续式装置的原料普遍适用性差、热效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的一种生物质颗粒料连续碳化装置，包括碳化室和燃烧室，还包括进料烘干筒和加热夹套，所述进料烘干筒的出料口与所述碳化室连通；所述进料烘干筒的外壁上套设所述加热夹套形成加热腔；所述加热夹套上开设高温气体入口和低温气体出口，所述高温气体入口与所述碳化室的出气口连接，所述低温气体出口与所述燃烧室的进气口连接。

进一步地，还包括圆柱齿轮和驱动电机，所述圆柱齿轮固定套设在所述进料烘干筒的外壁上，所述驱动电机的输出轴与所述圆柱齿轮啮合，驱动所述圆柱齿轮旋转，并带动进料烘干筒旋转；

所述进料烘干筒以与水平面倾斜8-10°的方式与碳化室连通。

进一步地，还包括传热翅片，所述加热夹套与进料烘干筒形成的加热腔内的所述进料烘干筒的外壁上设置所述传热翅片，提高向进料烘干筒的传热速率。

进一步地，还包括旋风分离器，所述旋风分离器设置在高温气体入口与所述碳化室出气口的连接管路上；

还包括风机，所述风机设置在低温气体出口与所述燃烧室进气口的连接管路上。

进一步地，所述碳化室和燃烧室采用套设的内筒和外筒构成，内筒的底壁和外筒的底壁固定连接；在所述内筒的筒口部的外壁与外筒的内壁之间设置密封板；所述内筒为碳化室；内筒的外壁、外筒的内壁、外筒的底壁和密封板之间围设的区域为燃烧室；所述内筒的底壁上开设下料口，将碳化室内的碳料排出；在所述燃烧室的外筒的外壁上开设烟气出口和防爆口。

进一步地，还包括下料室、物料下落控制组件和水冷器，所述物料下落控制组件包括格栅和往复运动板；所述下料室的进碳口与所述碳化室的下料口连接，在所述碳化室的下料口上安装格栅，所述格栅的上方或者下方设置往复运动板，控制碳料的下落；所述格栅下方的下料室内装配水冷器，对下落的碳料进行冷却。

进一步地，还包括燃烧室空气输送管道，所述燃烧室空气输送管道的出气口通过所述燃烧室的底部与所述燃烧室连通；并在所述燃烧室空气输送管道的进气口上设置空气冷却器，将下落碳料的热量传递给空气，使燃烧室空气输送管道内的空气被加热。

进一步地，还包括点火器，所述点火器具有至少一个点火端，所述点火器的至少一个点火端固定在所述燃烧室内。

进一步地，所述低温气体出口与所述燃烧室进气口的连接管路上开设裂解气旁路接口，用于分流过量的低温裂解气。

进一步地，还包括进料斗，所述进料烘干筒的进料口设置进料斗，所述进料斗前还设置计量给料机，控制计量进料。

本发明提供的一种生物质颗粒料连续碳化装置，结构设计科学合理，设置进料烘干筒和加热夹套，利用产生的高温裂解气通过加热夹套对进料烘干筒加热，进而对进入进料烘干筒中的生物质颗粒预加热，进而提高热效率，再将温度降低后的气体通入燃烧室燃烧对碳化室加热，实现整个装置的热量循环；利用反应本身产生的热量对原料进行预加热，降低成本，提高热效率，缩短了碳化时间，进而提高了生产效率。本装置在提高了生产效率和热效率的基础上，还提高了生物质原料的普遍适用性，本发明的生物质颗粒料连续碳化装置适用的原料包括稻壳、花生壳、经过粉碎后的秸秆颗粒等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种生物质颗粒料连续碳化装置结构示意图；

图2是本发明的一种生物质颗粒料连续碳化装置组成结构B-B示意图；

图3是本发明的一种生物质颗粒料连续碳化装置组成结构A-A示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

作为实施例，具体如图1-3所示，本发明提供的一种生物质颗粒料连续碳化装置，包括同轴心竖直套设的碳化炉内筒12和碳化炉外筒9，内筒12的底壁和外筒9的底壁固定连接；在内筒12的筒口部的外壁与外筒9的内壁之间设置密封板10；内筒12为碳化室；内筒12的外壁、外筒9的内壁、外筒9的底壁和密封板10之间围设的区域为燃烧室，上述内筒12的底壁上开设下料口，将碳化室内的碳料从下料室排出；还设置进料烘干筒4和加热夹套6，上述进料烘干筒4的出料口与碳化室连通；进料烘干筒4的外壁上套设上述加热夹套6形成加热腔；上述加热夹套6与进料烘干筒4形成的加热腔内的进料烘干筒4的外壁上设置上述传热翅片61，提高向进料烘干筒的传热速率。上述进料烘干筒4的进料口设置进料斗1，进料斗1前还设置计量给料机，控制计量进料。

上述加热夹套6上开设高温气体入口和低温气体出口，高温气体入口通过高温气体管7与上述碳化室的出气口连接，低温气体出口通过低温气体管18与上述燃烧室的进气口连接。

上述内筒12的下料口连接下料室的进碳口，上述下料室的进碳口固定连接物料下落控制组件16，物料下落控制组件16包括格珊162和往复运动板163，上述下料室的进碳口与碳化室的下料口连接，在下料室的进碳口上安装格栅162，格栅的162上方或者下方设置往复运动板163，控制碳料的下落；上述格栅162下方的下料室内装配水冷器14，对下落的碳料进行冷却。本实施例中，格栅的162下方设置往复运动板163，如图2和图3所示，碳化后的颗粒物料由格栅162和往复运动板163控制下落运动，图2所示状态颗粒物料不能下落，当往复运动板163向右平行移动时，格栅162与往复运动板163上的镂空对齐，颗粒物料可以下落，随后向左运动恢复图2所示状态。本实施例优选地，采用凸轮弹簧机构161实现往复运动板163的往复运动。

上述进料烘干筒4以与水平面倾斜8-10°的方式与碳化室连通。本实施例在进料烘干筒4上靠近进料斗1的一端设置机架3，使进料烘干筒4以与水平面倾斜8-10°的方式与碳化室连通；进料烘干筒4上还设置圆柱齿轮2和驱动电机，上述圆柱齿轮2固定套设在进料烘干筒4的外壁上，上述驱动电机的输出轴与所述圆柱齿轮2啮合，驱动上述圆柱齿轮2旋转，并带动进料烘干筒4旋转，使物料在离心力与重力的作用下进入碳化室。

上述的高温气体管7上设置旋风分离器8，将碳化室产生的裂解气过滤分离掉较大的烟气颗粒，通过高温气体管7输送至加热夹套6内；上述低温气体管18上设置风机17，将温度降低的低温气体抽出，通过低温气体管18输送至燃烧室。

本实施例装置还设置燃烧室空气输送管道13，燃烧室空气输送管道13呈圆环状固定在物料下落控制组件16底部，且其管道一周上还连通多根竖管，多根竖管的出气口通过燃烧室的底部与上述燃烧室连通，将空气引入燃烧室；本实施例优选的结构是燃烧室空气输送管道13上还连接空气冷却器131，将通过物料下落控制组件16后的碳料冷却，将热量传递给进入燃烧室空气输送管道13内的空气，使空气加热后进入燃烧室，与从低温气体管18出来的低温气体混合燃烧对碳化室加热。

本实施例装置的加热夹套6、高温气体管7、低温气体管18、旋风分离器8和碳化炉外筒9外壁都设置保温层5，最大限度的减少热量损失；上述碳化炉外筒9外壁设置点火器11，且点火器11具有至少一个点火端，本实施例的碳化炉外筒9外壁周向均布点火器11，并使其点火端伸入燃烧室内；本实施例优选的点火器11为4个。

本实施例装置的低温气体管道18上设有裂解气旁路接口19，可调节进入燃烧室的裂解气体流量，以控制碳化炉内筒温度；多余产生的裂解气体还可作为产品进入气柜储存起来；上述燃烧室外壁还开设烟气出口91和防爆口92。

本装置在使用时，将生物质颗粒料由进料斗1进入倾斜旋转的进料烘干筒4，在进料烘干筒4中进行预热，进料斗1带有计量给料机，本实施例优选地该计量给料机为星型下料器。进料烘干筒4的表面带有传热翅片61，更好地加热物料。预热后的颗粒物料在离心力与重力作用下滑到碳化炉内筒12，在12里面被加热到400℃以上，发生分解，产生裂解气体。裂解气从碳化炉内筒12顶部筒口出来，从碳化炉外筒9上部的高温气体入口进入旋风分离器8，由高温气体管7进入加热夹套6，对进料烘干筒4进行加热。传热降温后的裂解气从低温气体管18经过风机17抽出，分成两路，一路进入碳化炉外筒9的燃烧室，一路经裂解气旁路接口19进入气柜。进入碳化炉外筒9燃烧室的气体与空气冷却器14出来的空气混合燃烧，对碳化炉内筒12加热，燃烧产生的高温烟气被密封板10密封在燃烧室，对碳化炉内筒12的物料加热后从烟气出口91引出。空气进入燃烧室空气输送管道13，通过空气冷却器131的加热后与低温气体管18出来的低温气体混合燃烧对碳化室加热。被裂解后的物料加热升温，经过物料下落控制组件16，通过空气冷却器131降温，再与水冷器14中的水交换热量后，温度得到进一步的降低，最后从下料室的出碳口15排出。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种生物质颗粒料连续碳化装置，包括碳化室和燃烧室，其特征在于，还包括进料烘干筒和加热夹套，所述进料烘干筒的出料口与所述碳化室连通；所述进料烘干筒的外壁上套设所述加热夹套形成加热腔；所述加热夹套上开设高温气体入口和低温气体出口，所述高温气体入口与所述碳化室的出气口连接，所述低温气体出口与所述燃烧室的进气口连接。

2.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于，还包括圆柱齿轮和驱动电机，所述圆柱齿轮固定套设在所述进料烘干筒的外壁上，所述驱动电机的输出轴与所述圆柱齿轮啮合，驱动所述圆柱齿轮旋转，并带动进料烘干筒旋转；

所述进料烘干筒以与水平面倾斜8-10°的方式与碳化室连通。

3.根据权利要求1所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于：还包括传热翅片，所述加热夹套与进料烘干筒形成的加热腔内的所述进料烘干筒的外壁上设置所述传热翅片，提高向进料烘干筒的传热速率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于：还包括旋风分离器，所述旋风分离器设置在高温气体入口与所述碳化室出气口的连接管路上；

还包括风机，所述风机设置在低温气体出口与所述燃烧室进气口的连接管路上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于：所述碳化室和燃烧室采用套设的内筒和外筒构成，内筒的底壁和外筒的底壁固定连接；在所述内筒的筒口部的外壁与外筒的内壁之间设置密封板；所述内筒为碳化室；内筒的外壁、外筒的内壁、外筒的底壁和密封板之间围设的区域为燃烧室；所述内筒的底壁上开设下料口，将碳化室内的碳料排出；在所述燃烧室的外筒的外壁上开设烟气出口和防爆口。

6.根据权利要求5所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于：还包括下料室、物料下落控制组件和水冷器，所述物料下落控制组件包括格栅和往复运动板；所述下料室的进碳口与所述碳化室的下料口连接，在所述碳化室的下料口上安装格栅，所述格栅的上方或者下方设置往复运动板，控制碳料的下落；所述格栅下方的下料室内装配水冷器，对下落的碳料进行冷却。

7.根据权利要求5所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于：还包括燃烧室空气输送管道，所述燃烧室空气输送管道的出气口通过所述燃烧室的底部与所述燃烧室连通；并在所述燃烧室空气输送管道的进气口上设置空气冷却器，将下落碳料的热量传递给空气，使燃烧室空气输送管道内的空气被加热。

8.根据权利要求1、2、3、6或者7所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于：还包括点火器，所述点火器具有至少一个点火端，所述点火器的至少一个点火端固定在所述燃烧室内。

9.根据权利要求1、2、3、6或者7所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于：所述低温气体出口与所述燃烧室进气口的连接管路上开设裂解气旁路接口，用于分流过量的低温裂解气。

10.根据权利要求1、2、3、6或者7所述的一种生物质颗粒料连续碳化装置，其特征在于：还包括进料斗，所述进料烘干筒的进料口设置进料斗，所述进料斗前还设置计量给料机，控制计量进料。