CN202201865U - 一种用农林废弃物干馏制炭与可燃气的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用农林废弃物干馏制炭与可燃气的装置,其包括窑体、所述窑体的顶部设有可燃气体出口,其特征在于所述窑体内设置有盘式烟气加热管,所述盘式烟气加热管与窑体外的燃烧器相连接,所述可燃气体出口通过管道与净化装置连接,净化装置与发电机组连接。本实用新型综合了现有干馏釜法与土窑法生产的优点,因此得炭率较高,烧制周期短,通过烟气与空气的有效换热可大大提高进窑体管内烟气的温度,使精炼温度高,炭密度与产量大。干馏得到的可燃气通过净化处理,消除了排放到环境中的有害物质,利用所得可燃气发电和本装置生产加热使用,同时提取醋液、焦油等可作为其他行业的原料,既达到生产过程无污染,又充分利用了资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及农林废弃物综合处理的能源、环保技术领域,具体是一种用农林废弃物干馏制炭与可燃气的装置。
背景技术
烧制竹炭的竹材一般用当地老龄竹(5年以上)和竹材加工剩余物。目前烧制竹炭的方法主要有两种,干馏热解法和土窑直接烧制法。
干馏热解法:其设备从目前看主要是外热式立式干馏釜,这种干馏釜在烧制竹炭时,即可使用预干至含水率为20-25%的竹材,也可使用未经预干的竹材。但以使用经预干的竹材为佳。由于在烧制过程中基本不存在竹炭氧化问题,因此竹炭得率较高,一般为25%左右,高者可达35%,烧制周期一般在48-72小时。但精炼温度提不高,影响竹炭密度;干馏釜容积小,竹炭产量低。
土窑烧制法:它是采用燃料(木材)直接加热方式,即窑口由燃料燃烧产生的热量上升到窑顶后,向窑内扩散,其中大部分热气流流动在上层,有小部分热量向四周辐射,由上往下缓慢干燥并达到预炭化;燃烧窑内部分竹材使窑内温度继续升高,除去挥发性物质,此时窑内烟气循环流动,各点热量和温度基本均匀,完成炭化和精炼阶段,得到结构致密的竹炭。土窑烧制法通常有烟熏预干燥、干燥、预炭化、炭化、煅烧(精炼)、自然冷却等阶段。各个阶段有不同的温度,烟熏预干燥阶段为60-100℃,干燥阶段为100-150℃,预炭化阶段为150-270℃,炭化阶段为270-450℃,煅烧阶段为450℃至1000℃左右。从目前土窑烧炭的过程来看,和各阶段的温度和炭化速度是通过操作者“眼观鼻嗅”,一是观察烟囱及窑门出烟口烟的变化;二是通过闻烟味来确定。土窑用的鲜毛竹,一般在室外放置一周左右,在放入窑中进行烟熏预干燥,大约要一周左右,而自然冷却至窑口温度50-60℃时也需要一周左右,出窑一般也要2天左右,所以从装窑到出炭一般要25-30天,竹炭得率一般为20%左右,工艺合理。否则会低于20%,甚至更低(因空气漏入或空气量进入过大)。用土窑烧制的土窑造价便宜,精炼温度高,竹炭密度大,但质量稳定性差,得率不高。
土窑制炭时,会产生大量难以利用的废气,这些废气中含有大量的有害物质,对大气造成严重的污染。如果改进方法将将废气中的可燃气、醋液、焦油等对环境有严重危害的物质利用起来,则变废为宝,使资源得到更有效的利用。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构合理、并容易实施的农林废弃物干馏制炭与可燃气的生产装置,它对农林废弃物进行综合利用来生产活性炭与可燃气,变废为宝,降低成本,并且工艺结构更加合理。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种用农林废弃物干馏制炭与可燃气的装置,包括窑体、所述窑体的顶部设有可燃气体出口,其特征在于所述窑体内设置有盘式烟气加热管,所述盘式烟气加热管与窑体外的燃烧器相连接,所述可燃气体出口通过管道与净化装置连接,净化装置与发电机组连接。
作为改进,所述窑体采用立式窑体,窑体的的底部成型有盘状沟槽,所述盘式烟气加热管安装在盘状沟槽中,在盘状沟槽的上方覆有钢制散热栅,所述盘式烟气加热管的一端通过烟气进窑管与燃烧器连接,另一端通过烟气出窑管与换热器连接,所述换热器通过鼓风机与燃烧器相连。
再改进,所述窑体的一侧下部设有供进出料的密封门,所述烟气进窑管与烟气出窑管设置在窑体的另一侧下部。
最后,所述净化装置包括吸收冷凝塔和吸收冷凝剂分离与循环***,吸收冷凝塔的下部设有可燃气进口端,通过管道与窑体的可燃气出口相连通,吸收冷凝塔顶部设有出口端,通过分离出的高热值可燃气经压缩输送至贮气罐中,吸收冷凝剂分离与循环***分离出来的另一部分油水混合物再经油水分离器分离得到煤油、焦油混合油与醋液,焦油进一步蒸馏分离得到可重复循环使用的煤油和焦油。
与现有技术相比,本实用新型的优点在于:综合了现有干馏釜法与土窑法生产的优点,由于在烧制过程中基本不存在氧化问题,因此得炭率较高,烧制周期短,通过烟气与空气的有效换热可大大提高进窑体管内烟气的温度,使精炼温度高,炭密度与产量大。干馏得到的可燃气通过吸收冷凝得到净化处理,消除了排放到环境中的有害物质,利用所得可燃气发电和本装置生产加热使用,可以有效地收集制炭过程中排放的可燃气、醋液、焦油等,既达到制炭行业生产过程对大气无污染,又充分利用了资源。既提高能源利用效率,又大幅度减少制炭业的温室气体排放,工艺结构更加合理实用。
附图说明
图1为本实用新型的生产装置的流程示意图;
图2为本实用新型的生产装置中窑体结构示意图;
图3为窑体侧视图。
其中1-窑体;1.1-烟气进窑管;1.2-盘式烟气加热管;1.3-烟气出窑管;1.4-窑体密封门;1.5-可燃气体出口;1.6-钢制散热栅;2-鼓风机;3-换热器;4-燃烧器;5-引风机;6-吸收冷凝塔;7-吸收冷凝剂分离与循环***;8-燃气压缩***;9-贮气罐;10-发电机组。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如附图所示,一种用农林废弃物干馏制炭与可燃气的装置,包括立式窑体1、所述窑体1的顶部设有可燃气体出口1.5,窑体1的一侧下部设有窑体密封门1.4可以供进出料之用,所述窑体1内的底部成型有盘状沟槽,沟槽内设置有盘式烟气加热管1.2,沟槽上方覆有钢制散热栅1.6,窑体1的另一侧下部设有烟气进窑管1.1与烟气出窑管1.3,所述盘式烟气加热管1.2的一端通过烟气进窑管1.1与燃烧器4连接,另一端通过烟气出窑管1.3与换热器3连接,所述换热器3上连接有鼓风机2与引风机5,使得具有较大余热的烟气由烟气出窑管1.3进入换热器3,将余热传递给由鼓风机2送往燃烧器4的助燃空气;所述可燃气体出口1.5通过管道与净化装置连接,所述净化装置包括吸收冷凝塔6和吸收冷凝剂分离与循环***7,吸收冷凝塔6的下部设有可燃气进口端,通过管道与窑体1的可燃气出口1.5相连通,吸收冷凝塔6顶部设有出口端,通过分离出的高热值可燃气经燃气压缩***8压缩输送至贮气罐9中,吸收冷凝剂分离与循环***7分离出来的另一部分油水混合物再经油水分离器分离得到煤油、焦油混合油与醋液,焦油进一步蒸馏分离得到可重复循环使用的煤油和焦油。
其工作原理和方法为:
先将农林废弃物用成型机制成的炭材或竹材经窑体密封门1.4在窑体1内堆放整齐,关闭窑体密封门1.4;启动鼓风机2与引风机5,同时启动燃气压缩***8的真空泵(打开真空泵的排空阀),在燃烧器4点火后,燃烧产生的高温烟气经高温烟气进窑管1.1进入窑体1,由窑体1底部的盘式烟气加热管1.2经钢制散热栅1.6给窑体1升温,散热后还有较大余热的烟气由烟气出窑管1.3进入换热器3,将余热传递给由鼓风机2送往燃烧器4的助燃空气,通过调整好空气与可燃气流量,使燃烧器4稳定燃烧,从而可以控制窑体1的温度上升速度。通过温度传感器观察窑体升温情况,当窑体1的温度升至100℃时,启动吸收冷凝剂分离与循环***7,从窑体1出来的混合气主要为醋液,在吸收冷凝塔6中冷凝下来,当窑体1温度达到130℃时,窑体1内开始炭化与热裂解反应,启动燃气压缩***8的燃气压缩机(同时关闭真空泵的排空阀),在窑体1温度130-500℃期间,窑体1所产生的可燃混合气经可燃混合气出窑管1.5被抽吸经吸收冷凝塔6吸收与冷凝焦油与醋液后的燃气被压缩至燃气贮罐9。燃气贮罐9中的可燃气可经发电机组10发电或供燃烧器4进行生产使用。
当窑体1温度升至450℃以上时,进入煅烧阶段,关闭燃气压缩***8的燃气压缩机(同时开启真空泵的排空阀),调整燃烧器4使窑体1快速升温至1000℃左右,煅烧四小时后进入窑体1冷却阶段。
窑体1冷却时,关闭燃烧器4的可燃气,同时经切换使鼓风机2的空气不经换热器3,直接进燃烧器4进入窑体1内,使窑体1内的盘式烟气加热管1.2转变为吸热管,吸收的热量由引风机排空,达到使窑体1快速降温的目的,从而使生产周期缩短,生产效率得到提高。
经过测试,1公斤干燥的农林废弃物制成炭材后,可以生产0.3公斤炭与0.2公斤醋液,所产生的可燃气热值达到5000大卡/m3左右,可燃气产生量能满足本装置的生产需要。
Claims (4)
1.一种用农林废弃物干馏制炭与可燃气的装置,包括窑体、所述窑体的顶部设有可燃气体出口,其特征在于所述窑体内设置有盘式烟气加热管,所述盘式烟气加热管与窑体外的燃烧器相连接,所述可燃气体出口通过管道与净化装置连接,净化装置与发电机组连接。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于所述窑体采用立式窑体,窑体的的底部成型有盘状沟槽,所述盘式烟气加热管安装在盘状沟槽中,在盘状沟槽的上方覆有钢制散热栅,所述盘式烟气加热管的一端通过烟气进窑管与燃烧器连接,另一端通过烟气出窑管与换热器连接,所述换热器通过鼓风机与燃烧器相连。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于所述窑体的一侧下部设有供进出料的密封门,所述烟气进窑管与烟气出窑管设置在窑体的另一侧下部。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于所述净化装置包括吸收冷凝塔和吸收冷凝剂分离与循环***,吸收冷凝塔的下部设有可燃气进口端,通过管道与窑体的可燃气出口相连通,吸收冷凝塔顶部设有出口端,通过分离出的高热值可燃气经压缩输送至贮气罐中,吸收冷凝剂分离与循环***分离出来的另一部分油水混合物再经油水分离器分离得到煤油、焦油混合油与醋液,焦油进一步蒸馏分离得到可重复循环使用的煤油和焦油。
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