專利名稱：生物質(zhì)快速熱解爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)干餾熱解加工設(shè)備，特別是涉及一種生物質(zhì) 熱解爐。 現(xiàn)有技術(shù)在諸多生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化中，生物質(zhì)干餾熱解法既能得到優(yōu)質(zhì)的中熱值可燃?xì)?熱值大于14.7MJ/m3),又能產(chǎn)生價值很高的副產(chǎn)品木質(zhì)炭、木焦油、 木醋液。因此投資回報(bào)較高，在多種生物質(zhì)能利用方式中越來越受到重視。 在目前的生物質(zhì)干餾熱解實(shí)際應(yīng)用中，存在兩個難以解決的問題一是干餾 爐的選擇問題，另一個是副產(chǎn)品回收問題。作為新興產(chǎn)業(yè)，目前一直缺少合 適的干餾爐，常用的爐型有土窯爐、罐狀干釜爐、箱式直立爐、流動床回轉(zhuǎn) 干餾爐等。煤干餾熱解爐型的爐型比較大，和生物質(zhì)干餾規(guī)模難以匹配。并且物質(zhì) 物理形態(tài)不同，秸稈相對松散難以正常反應(yīng)。土窯爐把生物質(zhì)棒放入土窯中 點(diǎn)燃后封死，經(jīng)過5 10天的炭化，得到木炭產(chǎn)品。這種方式無法回收可燃 氣、生物質(zhì)木焦油、木醋液產(chǎn)品等，炭化時間長，木炭質(zhì)量不穩(wěn)定，對環(huán)境 污染嚴(yán)重。罐狀干餾釜間歇生產(chǎn)操作，難以適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)要求。管式干餾 爐缺點(diǎn)是對生物質(zhì)顆粒要求嚴(yán)格。箱式直立爐屬于半連續(xù)式?，F(xiàn)有技術(shù)的流 動床回轉(zhuǎn)干餾爐都是單筒體結(jié)構(gòu)，其缺點(diǎn)是內(nèi)推進(jìn)器和外筒體長期受熱易變 形。其筒體不耐高溫的原因包括結(jié)構(gòu)和材料兩個方面，結(jié)構(gòu)上是由于單筒體 過長和材料耐高溫能力差。其內(nèi)螺旋物料推進(jìn)器屬于轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)，在高溫下微 小的變形就會導(dǎo)致其無法使用。 發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可以克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷的生
物質(zhì)快速熱解爐，它采用雙筒式結(jié)構(gòu)，主副筒體均采用圓筒體回轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)， 主筒最高溫度處由非金屬耐火材料構(gòu)造，主、副筒體內(nèi)則采用螺旋物料推進(jìn) 刮板代替現(xiàn)有的螺旋推進(jìn)器，該推進(jìn)板在將材料直線推進(jìn)筒內(nèi) 一定位置后固 定不動，依靠筒體的轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)材料攪拌，在保持流動床回轉(zhuǎn)爐優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ) 上，克服其不耐高溫、易變形的缺點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為該生物質(zhì)快速熱解爐采用 雙筒式結(jié)構(gòu)，兩個筒體兩個筒體分主、副筒體，均為圓筒回轉(zhuǎn)筒體，副筒體 為干燥預(yù)熱區(qū)，主筒體為高溫?zé)峤忪褵齾^(qū)，在主筒體溫度最高的爐段采用非 金屬高溫耐火材料制作，在主、副筒體內(nèi)的物料推進(jìn)裝置為直線推進(jìn)式螺旋 物料推進(jìn)刮板。所述的生物質(zhì)快速熱解爐包括原料倉、副筒體、中間料倉、主筒體、螺 旋物料推進(jìn)刮板、加熱爐、排煙囪；所述主筒體和副筒體的大部分中段被封閉在加熱爐內(nèi)腔，該主筒體和副筒體均在調(diào)速電機(jī)的控制下通過齒輪同步轉(zhuǎn)動，但物料推進(jìn)方向相反；所述原料倉設(shè)置在加熱爐外并通過十字進(jìn)料器與 副筒體一端連通，在該副筒體伸出加熱爐的另 一端則通過中間料倉和十字頭 進(jìn)料器與伸出加熱爐的主筒體一端連通，在主筒體伸出加熱爐的另一端連接 有出炭罐和荒煤氣出口 ，在主筒體和副筒體內(nèi)還分別設(shè)置有推進(jìn)方向相反的 螺旋物料推進(jìn)刮板，在所述加熱爐的上方還設(shè)置有排氣煙囪。本實(shí)用新型的生物質(zhì)快速熱解爐采用雙筒式結(jié)構(gòu)，大大縮短了單個筒體 的長度尺寸，減小了變形可能性。副筒體為干燥預(yù)熱區(qū)，主筒體為熱解煅燒 區(qū)，副筒的干燥預(yù)熱段上設(shè)排氣孔，隨時排掉水蒸氣和非可燃?xì)猓ＷC物料 進(jìn)入主筒熱解區(qū)時達(dá)到亞熱解狀態(tài)，使千餾速度明顯加快。主筒體的煅燒段 改為非金屬的高溫耐火材料制作，所以可以耐高溫不易變形，同時使得干餾 溫度大幅提高，保證快速干餾，提高產(chǎn)品質(zhì)量。在主、副筒內(nèi)設(shè)置的直線推 進(jìn)式螺旋物料推進(jìn)刮板，在使用過程中并不轉(zhuǎn)動，消除了原螺旋推進(jìn)器在旋 轉(zhuǎn)進(jìn)料過程中容易變形、使用時間短的隱患。

圖1是本實(shí)用新型生物質(zhì)快速熱解爐(回轉(zhuǎn)干餾爐)的結(jié)構(gòu)圖2各種型號的進(jìn)料曲線表具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型的生物質(zhì)快速熱解爐采用雙筒式結(jié)構(gòu)，兩個筒體兩個筒體分 主、副筒體，均為圓筒回轉(zhuǎn)筒體，副筒體為干燥預(yù)熱區(qū)，主筒體為高溫?zé)峤?煅燒區(qū)，在主筒體溫度最高的爐段采用非金屬高溫耐火材料制作，在主、副 筒體內(nèi)的物料推進(jìn)裝置為直線推進(jìn)式螺旋物料推進(jìn)刮板。如圖l所示所述的生物質(zhì)快速熱解爐包括原料倉4、副筒體5、中間 料倉6、主筒體ll、螺旋物料推進(jìn)刮板、整體加熱爐12、排煙自13等；所 述主筒體11和副筒體5的大部分中段被封閉在整體加熱爐12內(nèi)腔，該主筒 體11和副筒體5均在調(diào)速電機(jī)10的控制下通過齒輪7同步轉(zhuǎn)動，但物料推 進(jìn)方向相反；所述原料倉4設(shè)置在整體加熱爐12外并通過十字進(jìn)料器3與 副筒體5—端連通，在該副筒體5伸出整體加熱爐12的另一端則通過中間 料倉6和十字頭進(jìn)料器9與伸出整體加熱爐12的主筒體11 一端連通，在主 筒體11伸出整體加熱爐12的另一端連接有出炭罐1和荒煤氣出口 17,在 主筒體11和副筒體5內(nèi)還分別設(shè)置有推進(jìn)方向相反的螺旋物料推進(jìn)刮板， 在所述整體加熱爐12的上方還設(shè)置有排氣煙自13。筒體5，由副筒體內(nèi)的螺旋物料推進(jìn)刮板繼續(xù)向前推進(jìn)，干燥后的物料進(jìn)入由主筒體11內(nèi)的螺旋物料推進(jìn)刮板繼續(xù)向前推進(jìn)，分別經(jīng)過加熱、熱解、 煅燒后，獲得的產(chǎn)品分別進(jìn)入出炭罐l和荒煤氣出口 17。所述副筒體5在整體加熱爐12中的外部處于整體加熱爐12的廢氣煙道 中，所述主筒體11在整體加熱爐12內(nèi)被i殳置在底部的加熱爐16、熱解爐 15、煅燒爐14分成加熱段、熱解段、煅燒段三部分。所述的主筒體11的爐體溫度在加熱段為270 280°C,在熱解段為 400-450 °C ,在煅燒段控制在800 °C以上。所述調(diào)速電機(jī)2、 8的調(diào)速范圍為5.4~54r/min，由調(diào)速電機(jī)10控制旋 轉(zhuǎn)的主筒體11和副筒體5的轉(zhuǎn)速為2.1 21r/min所述主、副筒體ll、 5的直徑不同，有以下幾種型號NF-3D-1.0、 NF-3D-1.5、 NF-3D-2.0、 NF-3D-2.5、 NF-3D-3.0,其中NF-3D-1.0型爐的進(jìn) 料速度為50kg/min， NF-3D-3.0型爐的進(jìn)料速度為500kg/min。其工作過程如下同樣請參閱附圖1:首先將生物質(zhì)粉碎成顆粒狀投入原料倉4中。原料 進(jìn)入十字頭進(jìn)料器3，通過調(diào)速電機(jī)2將原料推進(jìn)副筒體5中，調(diào)速范圍 5.4~54r/min。由于副筒體4內(nèi)的螺旋物料推進(jìn)刮板的作用，將物料向前推進(jìn)， 并在每一個回轉(zhuǎn)過程被"揚(yáng)散"。副筒體5的外部處在整體加熱爐12的廢氣 煙道內(nèi)，利用此熱量對副筒體5中的原料進(jìn)行干燥和預(yù)熱，使其在進(jìn)入中間 料倉6時溫度到150°C。在副筒體5內(nèi)被干燥的物料進(jìn)入中間料倉6，水蒸 汽和少量空氣從排煙囪13排放。干燥后的物料在十字頭進(jìn)料器9推動下進(jìn) 入主筒體11中，該處進(jìn)料速度由調(diào)速電機(jī)8控制，調(diào)速范圍在5.4~54r/min。 主、副筒體ll、 5的直徑有1 3m不同規(guī)格，主、副筒體ll、 5通過齒輪7 同步轉(zhuǎn)動，但物料推進(jìn)方向相反，其旋轉(zhuǎn)速度由調(diào)速電機(jī)10控制在 2.1~21r/min。物料進(jìn)入主筒體11中被主筒體內(nèi)設(shè)置的螺旋物料推進(jìn)刮板向 前推進(jìn)，首先進(jìn)入加熱l爻，；故加熱爐16加熱至270 280°C，處于亞熱解狀 態(tài)后再進(jìn)入熱解段，物料在熱解中被加熱至400 450°C,開始大量分解反應(yīng)， 此段的物料是放熱反應(yīng)。因此熱解爐15不須過高的溫度。物料中的揮發(fā)成 份80%在熱解段15揮發(fā)，剩余物料進(jìn)入煅燒段并由煅燒爐14將該段溫度控 制在800。C以上，可快速地將其千餾徹底。由于主筒體在煅燒段是用非金屬 高溫耐火材料構(gòu)成的，消除了變形的隱患。
整體加熱爐12是由耐火石t筑成的，其i殳置在底部的加熱爐16、熱解爐 15、煅燒爐14的三個燃燒室既可獨(dú)立進(jìn)燃料又可以相互連通。其燃料可以 是可燃?xì)?，也可以是生物質(zhì)或煤炭。生物質(zhì)被熱解后，固態(tài)產(chǎn)物料炭進(jìn)入出 炭罐l;汽和氣態(tài)的產(chǎn)物料進(jìn)入冷卻器被分離成木焦油、木醋液和可燃?xì)鈴幕拿簹獬隹?n被收集利用。主副筒的直徑不同，有以下幾種型號NF-3D-1.0、 NF-3D-1.5、 NF-3D-2.0、 NF-3D-2.5、 NF-3D-3.0。其中NF-3D-1.0型爐進(jìn)料速度為 50kg/min; NF-3D-3.0型爐進(jìn)料速度500kg/min。所有型號爐的進(jìn)料速度都與 熱解溫度、原料顆粒度有關(guān)，可通過圖2查出。
權(quán)利要求1、一種生物質(zhì)快速熱解爐，其特征在于該生物質(zhì)快速熱解爐采用雙筒式結(jié)構(gòu)，兩個筒體分主、副筒體，均為圓筒回轉(zhuǎn)筒體，副筒體為干燥預(yù)熱區(qū)，主筒體為高溫?zé)峤忪褵齾^(qū)，在主筒體溫度最高的爐段采用非金屬高溫耐火材料制作，在主、副筒體內(nèi)的物料推進(jìn)裝置為直線推進(jìn)式螺旋物料推進(jìn)刮板。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)快速熱解爐，其特征在于所述的生 物質(zhì)快速熱解爐包括原料倉(4)、副筒體(5)、中間料倉(6)、主筒體(11)、螺旋物料推進(jìn)刮板、整體加熱爐(12)、排煙囪(13);所述主筒 體(11)和副筒體(5)的大部分中段被封閉在整體加熱爐(12)內(nèi)腔，該 主筒體(11 )和副筒體(5)均在調(diào)速電機(jī)(10)的控制下通過齒輪(7)同 步轉(zhuǎn)動，但物料推進(jìn)方向相反；所述原料倉(4)設(shè)置在整體加熱爐(12) 外并通過十字進(jìn)料器(3)與副筒體(5) —端連通，在該副筒體(5)伸出 整體加熱爐(12)的另一端則通過中間料倉(6)和十字頭進(jìn)料器(9)與伸 出整體加熱爐(12)的主筒體(11 ) 一端連通，主筒體(11 )爐體溫度在加 熱段為270~280°C，在熱解段為400~450°C,在煅燒段控制在800°C以上。 在主筒體(11 )伸出整體加熱爐(12)的另一端連接有出炭罐(1 )和荒煤 氣出口 (17),在主筒體(11)和副筒體(5)內(nèi)還分別設(shè)置有推進(jìn)方向相 反的螺旋物料推進(jìn)刮板，在所述整體加熱爐(12)的上方還設(shè)置有排氣煙囪(13)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生物質(zhì)快速熱解爐，其特征在于所述原料 倉(4)內(nèi)的待進(jìn)物料由十字進(jìn)料器(3)通過調(diào)速電機(jī)(2)將其推進(jìn)副筒 體(5)，由副筒體內(nèi)的螺旋物料推進(jìn)刮板繼續(xù)向前推進(jìn)，干燥后的物料進(jìn) 入中間料倉(6)，并在十字頭進(jìn)料器(9)通過調(diào)速電機(jī)(8)推動下進(jìn)入 主筒體(ll)中，由主筒體(ll)內(nèi)的螺旋物料推進(jìn)刮板繼續(xù)向前推進(jìn)，分 別經(jīng)過加熱、熱解、煅燒后，獲得的產(chǎn)品分別進(jìn)入出炭罐(1 )和荒煤氣出 口 ( 17)。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的生物質(zhì)快速熱解爐，其特征在于 所述副筒體(5)在整體加熱爐(12)中的外部處于整體加熱爐(12)的廢 氣煙道中，所述主筒體(11 )在整體加熱爐(12)內(nèi)被設(shè)置在底部的加熱爐 (16)、熱解爐(15)、煅燒爐(14)分成加熱段、熱解段、煅燒段三部分。
專利摘要一種生物質(zhì)快速熱解爐，采用雙筒式結(jié)構(gòu)，兩個筒體分主、副筒體，均為圓形回轉(zhuǎn)筒體，副筒體為干燥預(yù)熱區(qū)，主筒體為高溫?zé)峤忪褵齾^(qū)，在主筒體溫度最高的爐段采用非金屬高溫耐火材料制作，在主、副筒體內(nèi)的物料推進(jìn)裝置為直線推進(jìn)式螺旋物料推進(jìn)刮板。本實(shí)用新型大大縮短了單個筒體的長度尺寸，減小了變形可能性，熱解速度明顯加快。主筒體的煅燒段改為非金屬的高溫耐火材料制作，所以可以耐高溫不易變形，同時使得干餾溫度大幅提高，保證快速干餾，提高產(chǎn)品質(zhì)量。在主、副筒內(nèi)設(shè)置的直線推進(jìn)式螺旋物料推進(jìn)刮板，在使用過程中并不轉(zhuǎn)動，消除了原螺旋推進(jìn)器在旋轉(zhuǎn)進(jìn)料過程中容易變形、使用時間短的隱患。
文檔編號C10B53/02GK201046949SQ20062016610
公開日2008年4月16日 申請日期2006年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月13日
發(fā)明者方 南, 徐冬利, 畢凱道 申請人:北京聯(lián)合創(chuàng)業(yè)建設(shè)工程有限公司