CN109777457A - 一种带供气功能的生物质热解送炭装置 - Google Patents
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Abstract
一种带供气功能的生物质热解送炭装置,属于农林废弃物资源化利用及生物质热化学转换技术领域,主要由电机、搅拌杆、搅拌叶片、出气孔、轴承、固定支架、进气管、炉膛气出口阀门和风机组成。本发明提供的生物质热解送炭装置,其在热解反应器中心位置安装一根搅拌杆,搅拌杆上安装倾斜式螺旋叶片,出炭时,电机带动搅拌杆转动,搅拌叶片对生物炭产生向下的推力,从而实现顺利出炭的目的。同时,该搅拌杆中空且有多个出气孔,空气自搅拌杆底部通入,以搅拌杆为圆心形成一个圆柱形燃烧层,在热解反应器中由内及外传递辐射热量,从而极大提高热解效率。本发明可以同时解决热解效率低和出炭易堵塞两个难题,能显著提高生物质热解制炭生产效率。
Description
技术领域
本发明属于一种生物质热解装置,适用于生物质热解反应,属于农林废弃物资源化利用及生物质热化学转换技术领域。
背景技术
生物质热解是指生物质受热后分子裂解生成生物炭、可冷凝液体和可燃气体的过程。生物炭热值高、易储存、易运输,广泛应用于能源、冶金、化工、医药、环保等领域;可冷凝液体能分离出木醋液和木焦油两种天然的农用化学品替代物,广泛应用于现代生态农业中;可燃气体主要包含CO、H2、CH4及CO2等组分,是一种清洁的可再生能源,可用于农村地区的集中供气、供暖或发电等。因此,生物质热解技术具有极好的经济性和社会效益。
传统生物质热解生产生物炭的工艺中存在两个主要问题,一是生物质热解效率低,为了克服这个问题,可以向热解反应器内通入少量空气,从而发生生物质限氧热解反应,实现炭、气、液的联产。但目前生产中,通入空气的方式多从热解反应器的外壁进入,所以,只有通入空气的一层区域会形成燃烧层,其热量逐渐向其他区域传导辐射,多数热解反应炉体均比较高,燃烧层的热量从底层向高层的传导效率就会很低(见图1)。二是生物炭容易堵塞在热解反应器中,造成出炭困难,降低了生产效率。
为了解决以上存在的问题,人们一直在寻求一种合理的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足,提供了一种带供气功能的生物质热解送炭装置,在热解反应器中心位置安装一根搅拌杆,搅拌杆上安装倾斜式螺旋叶片。出炭时,电机带动搅拌杆转动,搅拌叶片对生物炭产生向下的推力,从而实现顺利出炭的目的。同时,该搅拌杆中空且有多个出气孔,空气自搅拌杆底部通入,以搅拌杆为圆心形成一个圆柱形燃烧层,在热解反应器中由内及外传递辐射热量,从而极大提高热解效率。本发明可以同时解决热解效率低和出炭易堵塞两个难题,能显著提高生物质热解制炭生产效率。
本发明的技术原理:
一种带供气功能的生物质热解送炭装置,主要由电机、搅拌杆、搅拌叶片、出气孔、轴承、固定支架、进气管、炉膛气出口阀门和风机组成。当生物质受热时,少量空气从搅拌杆的出气孔进入热解反应器内,热的生物质与氧气接触发生限氧热解反应,在反应器的中心处形成燃烧层,其外一层是热解层,最外层是干燥层(见图2);同时,炉膛内的燃烧器也在燃烧供热,其热量由反应器外壁向内部传递。在这两种供热方式下,生物质可以被快速的升温,从而提高热解效率。生物炭生成后会收缩并轻微变形,部分焦油也会吸附在生物炭上,造成生物炭的粘连,从而堵塞在热解反应器内,无法依靠自重沉降到储炭料斗内。倾斜式的搅拌叶片转动时,可以对生物炭产生向下的推力,从而将生物炭从热解反应器内推送出去。
本发明的技术方案:
一种带供气功能的生物质热解送炭装置,电机(1)固定在储料斗(4)的顶部,电机的转轴与搅拌杆(9)上端联接,搅拌杆内部中空并均匀分布多个出气孔(11)和多个搅拌叶片(10),其下端固定在轴承(14)内。所述轴承安装在固定支架(13)上,固定支架与热解反应器(8)内壁相连接。风机(18)通过进气管(17)与搅拌杆内部连通,炉膛气出口阀门(19)将炉膛(7)和风机(18)连通。
所述热解反应器在炉膛(7)中心,上端与储料斗(4)相连,下端与储炭料斗(15)相连。
所述储料斗一侧通过进料阀门(3)与进料口(2)相连通,可燃气出口(21)固定在储料斗(4)的另一侧。
所述储炭料斗底部安装有出炭阀门(16)。
所述炉膛(7)的底部安装有环形燃烧器(12),环形燃烧器与燃气进口(20)相连接。炉膛的外层分别是耐火层(6)和保温层(5)。
本发明所具有的有益效果:
本发明通过在送炭装置的搅拌杆中通入空气,使得该装置既具有将生物炭输送出热解反应器的功能,同时具有向热解反应器中心处供气供能,实现由内及外的热量传导方式,提高了生物质热解效率。
附图说明
图1是传统热解反应器热传导图。
图2是本发明的反应器热传导俯视图。
图3是本发明的装置主视图。
图4是本发明的装置A-A向视图。
图中:1-电机、2-进料口、3-进料阀门、4-储料斗、5-保温层、6-耐火层、7-炉膛、8-热解反应器、9-搅拌杆、10-搅拌叶片、11-出气孔、12-环形燃烧器、13-固定支架、14-轴承、15-储炭料斗、16-出炭阀门、17-进气管、18-风机、19-炉膛气出口阀门、20-燃气进口、21-可燃气出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。
实施例一:
如图3和图4所示,本发明提供了一种带供气功能的生物质热解送炭装置。生物质热解反应前,首先关闭出炭阀门(16),打开进料阀门(3),生物质原料从进料口(2)进入储料斗(4)后落进热解反应器(8)内,装满生物质原料后关闭进料阀门(3)。将燃气通入燃气进口(20),在环形燃烧器(12)处燃烧,从而对热解反应器外壁进行加热,热量由外及内在生物质原料内传递;打开炉膛气出口阀门(19)和风机(18),炉膛内的热风通过进气管(17)后进入搅拌杆(9)的中空腔内,从出气孔(11)溢出至热解反应器(8)内,生物质原料在反应器的中心处形成燃烧层,由内及外传递热量。热解反应过程中,生物质原料产生的烟气从可燃气出口(21)排出,经冷却、分离、净化后可作为清洁燃气供燃烧使用。热解反应结束后,生物质原料转化生成生物炭,打开出炭阀门(16),启动电机(1),电机带动搅拌杆(9)缓慢转动,倾斜的搅拌叶片向下推动生物炭,使其顺利被输送出热解反应器。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种带供气功能的生物质热解送炭装置,主要由电机、搅拌杆、搅拌叶片、出气孔、轴承、固定支架、进气管、炉膛气出口阀门和风机组成。
2.根据权利要求1所述的一种带供气功能的生物质热解送炭装置,其特征在于:电机的转轴与搅拌杆上端联接,搅拌杆下端固定在轴承内,所述轴承安装在固定支架上,固定支架与热解反应器内壁相连接,风机通过进气管与搅拌杆内部连通,炉膛气出口阀门将炉膛和风机连通。
3.根据权利要求1所述的一种带供气功能的生物质热解送炭装置,其特征在于:所述搅拌杆上安装有倾斜式螺旋叶片。
4.根据权利要求1所述的一种带供气功能的生物质热解送炭装置,其特征在于:所述搅拌杆,内部中空且分布多个出气孔。
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