CN106609141B - 一种让畜禽粪生物质工业废渣提炼炭油液气的炭气化装置与工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种让畜禽粪生物质工业废渣提炼炭油液气的炭气化装置与工艺，属于机械化工技术领域。本装置由搅拌、烘干、炭化、分流、气化、净化和储存七个装置***组成，通过畜禽粪或废渣厌氧燃烧、燃烟分流、裂解分离、过滤净化、负压运行工艺技术，连带产出炭渣、焦油、醋酸液、生物质燃气。炭渣与醋酸液调配加工成优良生物质活性炭肥，取代沤肥。焦油是很好的化工原料，燃气作为燃料供给烘干设备使用，自产自用。本装置真正实现了对各种畜禽粪或生物质工业废渣实行无害化处理，没有二次污染，彻底解决了长期困扰生物制品及养殖厂家处理废弃物难题，得到综合利用，对厂家废物利用净化周边环境，落实环保国策具有重要现实意义。

Description

一种让畜禽粪生物质工业废渣提炼炭油液气的炭气化装置与 工艺

技术领域

本发明涉及一种让畜禽粪生物质工业废渣提炼炭油液气的炭气化装置与工艺，属于机械化工技术领域。

背景技术

经过对国内生产甲醇、蔗糖、造纸、中草药提取等生物质精华萃取厂家调查及相关部门了解，目前其类生产厂将所需生物质原料中的精华物质提炼萃取出来进行商品加工后，剩余大量的残渣废料；特别是大中型畜牧家禽养殖业，每天牛羊鸡猪***的粪便更是数量惊人，尤其是大型养牛场日日堆积的牛粪更是臭气熏天，大型中草药萃取厂每年产出成千上万吨废弃渣。虽都经过多年的开发利用，已在充当辅助燃料回炉燃烧或发电，沤池发酵沼气，生物肥开发等利用，但都未从根本上彻底解决这些废弃物综合利用，循环链接，变繁为简，不再二次污染等实质问题上实现突破性的革新，其类生产厂家仍面临如何更有效、更合理来处理这些废弃物，至此已形成人们很关注的社会问题。

发明内容

本发明的目的在于从根本上解决上述困难之处，由此提供了一种让畜禽粪生物质工业废渣提炼炭油液气的炭气化装置与工艺。本人已向国家知识产权局专利局申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》，该气化装置由炭化、分流、气化、净化和储存五个装置***组成，通过燃料厌氧、分流、裂解、分离、过滤、净化、负压运行工艺技术，在产出木炭的同时产出焦油、醋酸液，并进一步将分级炭化的烟气净化为生物质燃气。炭化后的炭渣与醋酸液调配可生产高质量的生物质活性炭肥，代替化肥，活化农田。该气化装置产生的生物质燃气与专用发电机组配套发电。

本发明在上述已申请实用新型专利基础上加以改进和创新，具体方案如下：

上述已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》中，该装置主要由窑炉装置、分流装置、气化装置、净化装置和储存装置五个***装置组成。本发明将上述装置加以改进和创新，新增了燃气调控装置；废弃物消除异味装置；废弃物烘干装置；对窑炉装置从新设计，炉体设计为连续滚动式工作装置，使创新的滚动式炭化炉具备不间断连续运转的功能。因此，本发明由废弃物消除异味装置、废弃物烘干装置、滚动式炭化炉装置、分流装置、气化装置、净化装置和存储装置七个***装置组成，其中，分流装置、气化装置、净化装置和存储装置与已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》中的分流装置、气化装置、净化装置和储存装置相同。

本发明实现方案如下：

本发明主要由废弃物消除异味装置、废弃物烘干装置、滚动式炭化炉装置、分流装置、气化装置、净化装置和储存装置七个***装置组成。

所述的废弃物消除异味装置；该装置为金属结构焊接而成，形状呈敞口进料口，料仓为圆形，内部结构为金属多级搅拌，在进料口处有环形多孔消除异味除臭剂喷嘴，只要物料进仓同时喷洒除臭剂一同搅拌，以达到消除各种畜禽粪及生物质工业废弃物异味的目的。废弃物烘干装置，该装置为金属里外双层结构，形状为圆筒形，里层内部结构为分为三个组成部分；混合物料进料口、物料外排滚动螺旋、湿潮气排出口，外层是生物质燃气分级供气及燃烧烘干层。当废弃物与除臭剂经搅拌装置搅拌均匀后进入到烘干装置里，混合料在多道滚动螺旋的翻动下，外层经点燃生物质燃气高温烤灼下，内层铁板经传导形成高温把翻动的物料炒热，经螺旋滚动不断加温、翻炒，按设计当物料翻炒刚好达到含水率指标时，烘干的物料被排出烘干箱外，经传送带送达储存仓里。

滚动炭化炉装置，该装置为露天金属结构，形状呈立体圆筒形，炉内炭化分布组成由上而下共分为四个区：覆盖燃料区、主要燃烧区、喷水成炭区、炭渣回收区。在上述覆盖燃料区外侧安装送料机、炉盖，作用是给燃烧炉装置覆面供给生物质细料，也阻隔大量助燃氧气。在上述主要燃料区放置原料进行厌氧燃烧，以提供足够的燃烟。上述喷水成炭区作用是将已释放完烟气火红的燃料瞬间熄灭形成炭渣。炭渣回收区排放回收因炭化所产生的炭渣和降温水，防止堵塞引烟道。最后由引风机将烟气从上述炭化炉装置由上而下充分引出，进入上述分流装置。上述炭化炉装置采用电控柜自动控制水车提斗循环式装料及螺旋式出料，完全解脱了工人的劳动强度。炭化炉可依据用户产出废弃物量的大小来定量设计，提高了日耗材量的需求。

所述的分流装置由水封过滤装置、初次气液分离装置、引烟机、脱硫塔以及二次气液分离装置组成。上述水封过滤装置由除尘净化器和沉淀池组成，作用是除去烟气中的小颗粒杂质。上述初次气水分离装置由高配分离器、降温器以及沉淀池组成，其中，高配分离器内布有三至五层大小均匀的卵石或磁石，作用是初步分离出焦油；降温器内设置循环冷水，作用是初次分离出水分和醋酸液。上述脱硫塔作用是将烟气中的硫成分滤除。上述二次气水分离装置与所述的初次气水分离装置结构相同，作用是二次分离出焦油、水分和醋酸液。

所述的气化装置由过滤器和沉淀池组成。上述过滤器内设置多层相互叠加的过滤隔板结构，作用是再次将残余杂质及氮气成分物质滤掉，进一步提高所需燃气纯度。

所述的净化装置由快速冷凝器和比重分离器组成。上述快速冷凝器作用是将燃气中剩余的杂质和水分冷凝析出，同时将燃气降温。上述比重分离器作用是将从烟气中冷凝析出的杂质和水分完全分离出来，使燃气得到彻底净化。

所述的储存装置为双膜干式储存装置，内膜和外膜之间充满惰性调压气体。上述内膜材质为致密橡塑材料，作用是隔开储存气体和调压气体。上述外膜材质为致密复合抗老化合成材料，作用是与上述内膜形成调压室，使上述内膜中的气体恒压输出并对内膜进行保护。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1.由于在上述燃烧炉装置特意改造为滚动式炭化炉，最大的特点是实现了不间断添加原料、同时出炭渣，形成滚动式全天候连续生产，最终达到了耗材量大，出炭渣量大，连带产品量大，以满足厂家产出废弃物的需求。

2.由于在上述炭化炉装置实施了电控柜自动控制，大量的装填原料及出炉炭渣实现了自动化，大大降低了人工强体力劳动。

3.由于上述炭化炉装置可依据用户畜禽粪及生物质工业废渣日产出量多少来量身定做炉体，很好的解决了日处理量小，废弃物堆积的难题。

4.根据已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》可知，燃烧窑或炉燃烧的原料含水量要达到一定的指标要求，而此增加了废弃物烘干装置，使所有需炭化的原料含水率完全达到了技术参数标准，大大提高了炭化原料的效率，使炭化量得到成倍的增长。

5.本发明装置和工艺突出的优势在于用自身生产的生物质燃气供给烘干装置做为燃料，提供热源，大大降低了烘干成本，节约了其它能源。

6.由于上述炭化炉装置中添加了废弃物消除异味装置，在原料烘干之前就采取了消除异味技术，使原本各种畜禽粪及生物质工业垃圾产生的各种异味得到了很好的工艺处理，在烘干过程做到了防止异味溢出，解决了生产中再次发生二次污染空气的难题。

7.本发明装置和工艺最大的优势在于将目前各大中型畜禽养殖场里每天产生的大量畜禽粪，当天就可以通过该装置和工艺进行无害化消除变成生物质炭，从根本上解决了养殖场粪便堆积囤放的难题，解决了因堆肥产生浓重异味污染空气的难题，解决了为卖粪便车辆运输带来的诸多难题。

8.本发明装置和工艺最大优势在于将目前各大中型造纸厂、皮革厂、糖厂、中药厂等加工生物质产品后产出的废纸渣、臭皮渣、甘蔗渣、糠醛渣、中药提炼渣等等无法处理的生物质工业垃圾，就地通过该装置和工艺进行无害化消除变成生物质炭，从根本上解决了上述厂家多年来因处理废渣困扰的难题，一系列涉及环境污染的难题。

9.本发明装置和工艺显著的功效在于不但把所讲的畜禽粪及生物质工业垃圾得到及时有效的处理，同时，在处理的过程中得到了生物质炭、焦油、醋酸液、生物质燃气，深加工成优质生物质肥料，真切的达到了废物利用，变废为宝，减少污染，循环经济的目的，为国家和企业减轻了节能减排的负担。

附图说明

图1为已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》整体气化装置平面图。

图2为本发明整体炭化炉***装置平面图。

图3为本发明消除异味装置和烘干装置平面图。

具体实施办法

以下是本发明结合附图的具体实施例，对本发明的技术方案及工艺作进一步描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，炭化装置1；分流装置2；气化装置3；净化装置4及储存装置5。

如图2所示，炭化装置1；分流装置2；气化装置3；净化装置4；储存装置5；燃气调控装置6；燃气管道阀门7；废弃物消除异味装置8；废弃物烘干装置9；湿潮气排出口10；输送带11；烘干料储存仓12。

如图3所示，储存装置5；燃气调控装置6；燃气管道阀门7；废弃物消除异味装置8；废弃物烘干装置9；湿潮气排出口10；输送带11；烘干料储存仓12。

如图3废弃物消除异味装置8所示，多级搅拌器8a，环形多孔消除异味除臭剂喷嘴8b。废弃物烘干装置9所示，生物质燃气分级供气及燃烧烘干层9a，多道滚动螺旋器9b。

如图1、2所示，由于本发明中的分流装置2、气化装置3、净化装置4及存储装置5与已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》中的分流装置2、气化装置3、净化装置4及储存装置5相同，故在此不再重述实施办法，其工艺流程如下：

当废弃物消除异味装置8、废弃物烘干装置9准备工作时，首先将燃气调控装置6打开，核准要供给的燃气量，随后将燃气管道阀门7打开，可随时控制燃气燃烧火力的大小，少量供气给燃烧烘干层9a并点燃，将装置9内仓烘热至工作指标温度。启动输送带11将物料输送到装置8，当物料进入装置8入口时，除臭剂喷嘴8b开始工作向废弃物喷洒除臭剂，二者同时进入装置8，多级搅拌器8a开始工作，通过8a多级搅拌，混合料进入废弃物烘干装置9。多道滚动螺旋器9b开始工作，因燃烧烘干层9a早已进行烘干预热，此时开始加温，当混合料在螺旋器9b的多道翻炒后，湿透的混合料逐渐热化、翻炒烘干，水汽蒸发至湿潮气排出口10，最后滚动到末端将已烘达指标要求的物料经输送带11，送达烘干料储存仓12，完成系列工序，达到工艺要求目的。

如图1所示，已申请实用新型专利《一种新型农林废弃物提炼炭油液的气化装置》中燃烧窑或炉装置1，在如图2所示中，改造成单一的滚动式炭化炉，最大的特点是实现了不间断添加原料、同时产出炭渣，形成滚动式全天候连续生产，最终达到耗材量大，出炭渣量大，连带产品产出量大，以满足厂家消除废弃物的需求。

Claims (3)

1.一种让畜禽粪生物质工业废渣提炼炭油液气的炭气化装置，包括炭化装置(1)、分流装置(2)、气化装置(3)、净化装置(4)、储存装置(5)、燃气调控装置(6)、燃气管道阀门(7)、废弃物消除异味装置(8)、废弃物烘干装置(9)、湿潮气排出口(10)、输送带(11)、烘干料储存仓(12)，所述废弃物消除异味装置(8)包括多级搅拌器(8a)和环形多孔消除异味除臭剂喷嘴(8b)，所述废弃物烘干装置(9)包括生物质燃气分级供气及燃烧烘干层(9a)和多道滚动螺旋器(9b)，其中，所述炭化装置(1)、分流装置(2)、气化装置(3)、净化装置(4)、储存装置(5)、燃气调控装置(6)、燃气管道阀门(7)和废弃物烘干装置(9)依次连接，所述废弃物烘干装置(9)上设置有湿潮 气排出口(10)，废弃物烘干装置(9)上还连接有所述废弃物消除异味装置(8)，废弃物烘干装置(9)的出料口通过输送带(11)与所述烘干料储存 仓(12)相连接；

当物料进入废弃物消除异味装置(8)入口时，除臭剂喷嘴(8b)开始工作向废弃物喷洒除臭剂，二者同时进入废弃物消除异味装置(8)，多级搅拌器(8a)开始工作，通过多级搅拌器(8a)对混合后的物料进行多级搅拌；

所述炭化装置(1)为滚动炭化炉装置，炉内炭化分布组成从上到下设置有四个区，分别是覆盖燃料区、主要燃烧区、喷水成炭区和炭渣回收区，在所述主要燃烧区内进行厌氧燃烧，以提供足够的燃烟，喷水成炭区的作用是将已释放完烟气的燃料瞬间熄灭，形成炭渣，炭渣回收区排放回收因炭化所产生的炭渣和降温水；

所述的分流装置(2)由水封过滤装置、初次气水 分离装置、引烟机、脱硫塔以及二次气水 分离装置组成；所述水封过滤装置由除尘净化器和沉淀池组成，作用是除去烟气中的小颗粒杂质；所述初次气水分离装置由高配分离器、降温器以及沉淀池组成，其中，高配分离器内布有三至五层大小均匀的卵石或磁石，作用是初步分离出焦油；降温器内设置循环冷水，作用是初次分离出水分和醋酸液；所述脱硫塔作用是将烟气中的硫成分滤除；所述二次气水分离装置与所述的初次气水分离装置结构相同，作用是二次分离出焦油、水分和醋酸液；

所述的气化装置(3)由过滤器和沉淀池组成，所述过滤器内设置多层相互叠加的过滤隔板结构，作用是再次将残余杂质及氮气成分物质滤掉，进一步提高所需燃气纯度。

2.根据权利要求1所述的一种让畜禽粪生物质工业废渣提炼炭油液气的炭气化装置，其特征在于：(1)应用本设备产出的燃气，自身供给燃料自身进行烘干，节省了外供能源；(2)应用本设备产出的醋酸液，自身供给除臭剂原料，进行科学调配就可实施消除各种畜禽粪及生物质工业废渣的异味处理，节省了外购产品；(3)燃烧窑炉特意改造为滚动式炭化炉实现了不间断添加料、不间断产出炭渣，形成滚动式全天候连续生产，最终达到了耗材量大，出炭渣量大，连带产品产出量大，满足了厂家消除废弃物的需求；(4)所采用搅拌装置与烘干装置均是自己设计制造，无需外购降低成本节省了资金。

3.根据权利要求1所述的一种让畜禽粪生物质工业废渣提炼炭油液气的炭气化装置，其特征在于：当废弃物消除异味装置(8)、废弃物烘干装置(9)准备工作时，首先将燃气调控装置(6)打开，核准要供给的燃气量，随后将燃气管道阀门(7)打开，可随时控制燃气燃烧火力的大小，少量供气给燃烧烘干层(9a)并点燃，将废弃物烘干装置(9)内仓烘热至工作指标温度；启动输送带(11)将物料输送到废弃物消除异味装置(8)，当物料进入废弃物消除异味装置(8)入口时，除臭剂喷嘴(8b)开始工作向废弃物喷洒除臭剂，二者同时进入废弃物消除异味装置(8)，多级搅拌器(8a)开始工作，通过多级搅拌器(8a)多级搅拌，混合料进入废弃物烘干装置(9)；多道滚动螺旋器(9b)开始工作，因燃烧烘干层(9a)早已进行烘干预热，此时开始加温，当混合料在螺旋器(9b)的多道翻炒后，湿透的混合料很快热化、烘烤、水汽蒸发至湿潮气排出口(10)，最后滚动到末端将已烘达指标要求的物料经输送带(11)，送达烘干料储存仓(12)，完成系列工序，达到工艺要求目的。

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