CN107828456A - 一种竹加工剩余物复用装置及方法 - Google Patents

一种竹加工剩余物复用装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种竹加工剩余物复用装置及方法，涉及竹制品生产领域，该装置包括：原料处理模块、热化学转换模块、低氮燃烧模块和烧烤竹炭生产模块，原料处理模块用于将竹加工剩余物进行预处理，热化学转换模块用于将经过预处理的竹加工剩余物转换为竹炭颗粒和生物质热燃气，低氮燃烧模块用于将生物质热燃气进行充分燃烧，烧烤竹炭生产模块将充分燃烧后的竹炭颗粒重新组合成型。由于将竹加工剩余物进行复用，提升了竹加工剩余物的利用效率，同时，生物质燃气通过低氮燃烧生产蒸汽可以替代竹加工的小锅炉，环保排放，锅炉尾气进一步用于烘干***用能，实现能源利用最优化，进一步的将生产的竹炭制成烧烤型炭可以产生巨大的经济价值。

Description

一种竹加工剩余物复用装置及方法
技术领域
本发明涉及竹制品生产领域，特别涉及一种竹加工剩余物复用装置及方法。
背景技术
现今，资源与经济的可持续发展已日益成为人们关注的焦点。我国的竹类资源丰富，素有“竹子王国”之称，竹子的面积和竹材产量，占世界的1/3左右。但目前中国竹材加工的利用率低，平均利用率只有40％。竹材加工后产生的如竹节、竹头尾、竹枝和竹屑等废弃物，一般用于竹加工生产过程的小锅炉燃料，或用于传统土窑制炭，能效低下，经济效益较低。
竹加工剩余物用作小锅炉燃料，能效利用率不足50％，且容易冒黑烟，根据《大气污染防治行动计划》规定，目前国内大部分地方对污染小锅炉严格限制。竹加工剩余物利用传统土窑工艺制炭，能源没有充分利用，会排出大量黑烟，污染环境，也是环保重点整改对象之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种竹加工剩余物复用装置及方法，解决现有技术中烧烤竹炭生产工艺落后，竹加工剩余物利用效率低下、环境污染严重的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种竹加工剩余物复用装置，包括：原料处理模块、热化学转换模块、低氮燃烧模块和烧烤竹炭生产模块，所述原料处理模块用于将竹加工剩余物进行预处理，所述热化学转换模块用于将经过预处理的竹加工剩余物转换为竹炭颗粒和生物质热燃气，所述低氮燃烧模块用于将生物质热燃气进行充分燃烧，所述烧烤竹炭生产模块将充分燃烧后的竹炭颗粒重新组合成型。
其中，所述原料处理模块包括破碎机和竹加工剩余物烘干炉，竹加工剩余物通过破碎机破碎成小块竹料后通过竹加工剩余物烘干炉进行烘干，再输送到所述热化学转换模块中。
其中，所述热化学转换模块为混吸式气炭联产炉，用于将预处理过的竹加工剩余物热解气化，得到生物质热燃气和竹炭颗粒。
其中，所述低氮燃烧模块包括除尘器、锅炉和燃烧器，用于将生物质热燃气充分燃烧。
其中，所述烧烤竹炭生产模块包括磨粉机、混料机、螺杆挤压机、对辊成型机和竹炭烘干机，所述烧烤竹炭生产模块用于将竹炭颗粒重新组合成为成品竹炭。
一种竹加工剩余物复用方法，包括：首先将竹加工剩余物进行预处理，将经过预处理的产物热解气化，之后将生成的生物质热燃气充分燃烧，将竹炭颗粒重新整合成型。
其中，将竹加工剩余物进行预处理的过程包括：先将竹加工剩余物破碎成小块竹料，再将小块竹料进行烘干到预先设定的含水量以下。
其中，将经过预处理的产物热解气化的过程包括：将预处理的竹加工剩余物输送至混吸式气炭联产炉，进行热解气化反应得到竹炭颗粒和生物质热燃气。
其中，将生成的生物质热燃气充分燃烧的过程包括：将生物质热燃气进行颗粒去除，再输送至锅炉进行燃烧，生成蒸汽。
其中，将竹炭颗粒重新整合成型的过程包括：将生成的竹炭颗粒进行磨粉，将竹炭粉末加入粘接剂和热水进行混料，再通过挤压成型，最后进行烘干得到竹炭成品。
采用上述技术方案，由于将竹加工剩余物进行复用，提升了竹加工剩余物的利用效率，同时，生物质燃气通过低氮燃烧生产蒸汽可以替代竹加工的小锅炉，环保排放，锅炉尾气进一步用于烘干***用能，实现能源利用最优化，进一步的将生产的竹炭制成烧烤型炭可以产生巨大的经济价值。
附图说明
图1为本发明竹加工剩余物复用装置的结构示意图；
图2为本发明中混吸式气炭联产炉的结构示意图。
图中，1-破碎机，2-竹加工剩余物烘干炉，3-上料仓，4-皮带上料机，5-混吸式气炭联产炉，51-偏心炉排，52-破渣刮刀装置，53-炭化区，54-热解区，55-进料密封阀，56-燃气出口，6-鼓风机，7-除尘器，8-高温引风机，9-低氮燃烧器，10-鼓风机，11-锅炉，12-分汽缸，13-除尘器，14-引风机，15-烟囱，16-磨粉机，17-混料机，18-螺杆挤压机，19-对辊成型机，20-烘干机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
作为本发明的第一实施例，提出一种竹加工剩余物复用装置，如图1所示，包括：由破碎机1和竹加工剩余物烘干炉2构成的原料处理模块，竹加工剩余物从堆场运出，倒入破碎机1将其破碎成小块竹料，破碎机1不像粉碎机一样会造成扬尘，破碎机1在使用过程中可以有效防止扬尘，在竹加工剩余物被破碎成10cm以下的小块竹料之后，小块竹料被输送至竹加工剩余物烘干炉2进行烘干，竹加工剩余物烘干炉2能够将小块竹料烘干到含水量在20％以下。
之后，小块竹料被输送到上料仓3并通过大斜度的皮带上料机4输送到混吸式气炭联产炉5中，如图2所示，混吸式气炭联产炉5包括偏心炉排51、破渣刮刀装置52、炭化区53、热解区54、进料密封阀55和燃气出口56，如图1、2所示，混吸式气炭联产炉5分别在炭化区53和热解区54通过鼓风机6输送氧化剂，本实施例中将空气作为氧化剂来使用，氧化剂的使用量根据炭化区53和热解区54的温度分别进行调节，并通过控制器自动控制，或使用服务器进行远程控制。控制器还控制炭化区53和热解区54的反应温度，其中，热解区54的反应温度范围在400摄氏度至550摄氏度之间，炭化区53的反应温度范围在750摄氏度至850摄氏度之间。混吸式气炭联产炉5的底部设置有偏心炉排51，在偏心炉排51上设置有破渣刮刀装置52，可以防止竹炭结焦，保证反应的均匀性。继续如图2所示，在混吸式气炭联产炉5的进料口上设置进料密封阀55，使得在反应过程中生成的生物质燃气不会泄露，同时控制器控制燃气出口56的燃气温度在250摄氏度至300摄氏度之间，有效防止了焦油和废水的产生。
再如图1所示，混吸式气炭联产炉5产生的生物质燃气通过除尘器7脱去竹炭颗粒物，再通过高温引风机8输送到低氮燃烧器9中，在低氮燃烧器9中生物质燃气与鼓风机10输送的空气充分混合，之后进入锅炉11进行充分燃烧，燃烧生成的烟气作为竹加工剩余物烘干炉2的热源，通过恒温控制蒸汽的配比，以控制竹加工剩余物烘干炉2的温度，温度范围在150摄氏度至180摄氏度之间，烘干后的尾气经过除尘器13处理后，通过引风机14排入烟囱15；燃烧生成的蒸汽进入分汽缸12，一部分用于竹炭成品烘干机热源，其他的作为竹加工厂其他用能。
继续如图1所示，从混吸式气炭联产炉5产生的竹炭颗粒和经由除尘器7脱去竹炭颗粒物通过磨粉机16打磨成竹炭粉末，竹炭粉末的粒径为60至100目，然后进入混料机17。根据竹炭粉末加入重量，定量加入3％～5％的粘结剂，加入15％～30％的热水，热水温度控制在40～60摄氏度，搅拌45分钟。然后进入螺杆挤压机18，进一步挤压混料后通过对辊成型机19制成烧烤型炭。最后，烧烤型炭产品进入烘干机20内烘干至水分在5％以下，烘干机使用生物质燃气锅炉14生产的蒸汽作为热源，烘干机的温度控制在60至80摄氏度。从而得到成型的竹炭结构。
本实施例实现了竹加工剩余物的高效环保利用，生产的竹炭制成烧烤型炭可以产生巨大的经济价值，生物质燃气通过低氮燃烧生产蒸汽可以替代竹加工的小锅炉，环保排放，锅炉尾气进一步用于烘干***用能，实现能源利用最优化。通过本发明的工艺体系，建设从竹加工剩余物利用出发服务于能源、环境和生态建设的竹循环产业模式，打造以低碳经济为核心的循环经济体系。
作为本发明的第二实施例，提出一种与竹加工剩余物复用装置相对应的竹加工剩余物复用方法，包括：
步骤S1：竹加工剩余物破碎成10cm以下的小块竹料后，将小块竹料进入烘干机烘干到固定水分以下；即含水量在20％以下。
步骤S2：烘干后的产物通过大倾角皮带输送机，进入混吸式气炭联产炉发生热解气化反应，生成生物质热燃气和竹炭颗粒；
之后，小块竹料被输送到上料仓3并通过大斜度的皮带上料机4输送到混吸式气炭联产炉5中，混吸式气炭联产炉5包括偏心炉排51、破渣刮刀装置52、炭化区53、热解区54、进料密封阀55和燃气出口56，混吸式气炭联产炉5分别在炭化区53和热解区54通过鼓风机6输送氧化剂，本实施例中将空气作为氧化剂来使用，氧化剂的使用量根据炭化区53和热解区54的温度分别进行调节，并通过控制器自动控制，或使用服务器进行远程控制。控制器还控制炭化区53和热解区54的反应温度，其中，热解区54的反应温度范围在400摄氏度至550摄氏度之间，炭化区53的反应温度范围在750摄氏度至850摄氏度之间。混吸式气炭联产炉5的底部设置有偏心炉排51，在偏心炉排51上设置有破渣刮刀装置52，可以防止竹炭结焦，保证反应的均匀性。在混吸式气炭联产炉5的进料口上设置进料密封阀55，使得在反应过程中生成的生物质燃气不会泄露，同时控制器控制燃气出口56的燃气温度在250摄氏度至300摄氏度之间，有效防止了焦油和废水的产生。
步骤S3：生物质热燃气经过旋风除尘器分离竹炭颗粒后，通过高温引风机输送到生物质燃气锅炉的低氮燃烧器；
步骤S3’：生物质燃气在生物质燃气锅炉内通过合理配风燃烧，生产的蒸汽分别用于竹炭成品烘干和竹炭加工工厂用能。
混吸式气炭联产炉5产生的生物质燃气通过除尘器7脱去竹炭颗粒物，再通过高温引风机8输送到低氮燃烧器9中，在低氮燃烧器9中生物质燃气与鼓风机10输送的空气充分混合，之后进入锅炉11进行充分燃烧，燃烧生成的烟气作为竹加工剩余物烘干炉2的热源，通过恒温控制蒸汽的配比，以控制竹加工剩余物烘干炉2的温度，温度范围在150摄氏度至180摄氏度之间，烘干后的尾气经过除尘器13处理后，通过引风机14排入烟囱15；燃烧生成的蒸汽进入分汽缸12，一部分用于竹炭成品烘干机热源，其他的作为竹加工厂其他用能。
步骤S4：混吸式气炭联产炉生产的竹炭颗粒和的除尘器7脱出的竹炭颗粒通过气力输送到磨粉机内，粉碎成粒径在60～100目的竹炭粉末；
步骤S4’：的竹炭粉末在混料机，加入一定比例的粘结剂和热水进行搅拌混料；
步骤S4”：混合均匀的物料通过螺杆挤压机，挤压混合后进入对辊成型机，制成竹炭成品；
步骤S4”’：竹炭成品在烘干机内烘干水分。
其中，烘干机使用步骤S3’中产生的蒸汽作为热源。
采用上述技术方案，由于将竹加工剩余物进行复用，提升了竹加工剩余物的利用效率，同时，生物质燃气通过低氮燃烧生产蒸汽可以替代竹加工的小锅炉，环保排放，锅炉尾气进一步用于烘干***用能，实现能源利用最优化，进一步的将生产的竹炭制成烧烤型炭可以产生巨大的经济价值。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种竹加工剩余物复用装置，其特征在于，包括：原料处理模块、热化学转换模块、低氮燃烧模块和烧烤竹炭生产模块，所述原料处理模块用于将竹加工剩余物进行预处理，所述热化学转换模块用于将经过预处理的竹加工剩余物转换为竹炭颗粒和生物质热燃气，所述低氮燃烧模块用于将生物质热燃气进行充分燃烧，所述烧烤竹炭生产模块将充分燃烧后的竹炭颗粒重新组合成型。
2.根据权利要求1所述的竹加工剩余物复用装置，其特征在于，所述原料处理模块包括破碎机和竹加工剩余物烘干炉，竹加工剩余物通过破碎机破碎成小块竹料后通过竹加工剩余物烘干炉进行烘干，再输送到所述热化学转换模块中。
3.根据权利要求1所述的竹加工剩余物复用装置，其特征在于：所述热化学转换模块为混吸式气炭联产炉，用于将预处理过的竹加工剩余物热解气化，得到生物质热燃气和竹炭颗粒。
4.根据权利要求1所述的竹加工剩余物复用装置，其特征在于：所述低氮燃烧模块包括除尘器、锅炉和燃烧器，用于将生物质热燃气充分燃烧。
5.根据权利要求1所述的竹加工剩余物复用装置，其特征在于：所述烧烤竹炭生产模块包括磨粉机、混料机、螺杆挤压机、对辊成型机和竹炭烘干机，所述烧烤竹炭生产模块用于将竹炭颗粒重新组合成为成品竹炭。
6.一种竹加工剩余物复用方法，其特征在于，包括：首先将竹加工剩余物进行预处理，将经过预处理的产物热解气化，之后将生成的生物质热燃气充分燃烧，将竹炭颗粒重新整合成型。
7.根据权利要求6所述的竹加工剩余物复用方法，其特征在于，将竹加工剩余物进行预处理的过程包括：先将竹加工剩余物破碎成小块竹料，再将小块竹料进行烘干到预先设定的含水量以下。
8.根据权利要求6所述的竹加工剩余物复用方法，其特征在于，将经过预处理的产物热解气化的过程包括：将预处理的竹加工剩余物输送至混吸式气炭联产炉，进行热解气化反应得到竹炭颗粒和生物质热燃气。
9.根据权利要求6所述的竹加工剩余物复用方法，其特征在于，将生成的生物质热燃气充分燃烧的过程包括：将生物质热燃气进行颗粒去除，再输送至锅炉进行燃烧，生成蒸汽。
10.根据权利要求6所述的竹加工剩余物复用方法，其特征在于，将竹炭颗粒重新整合成型的过程包括：将生成的竹炭颗粒进行磨粉，将竹炭粉末加入粘接剂和热水进行混料，再通过挤压成型，最后进行烘干得到竹炭成品。
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