專利名稱：大規(guī)模秸稈炭化生產(chǎn)方法及炭化窯的制作方法
大規(guī)模秸稈炭化生產(chǎn)方法及炭化窯技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明涉及大規(guī)模秸稈炭化生產(chǎn)方法及炭化窯，工業(yè)化炭化秸稈生產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 無煙煤。
背景技術(shù)：
秸稈是一種來源廣闊的再生能源，在農(nóng)作物收割季節(jié)，大量秸稈被廢棄在 田間地頭、公路兩邊，如果不及時處理會影響耕地播種，堵塞公路排水、影響 交通。很多農(nóng)民往往采取焚燒的方法處理，而焚燒產(chǎn)生大量的濃煙，不但造成 了大氣污染，影響航空和陸面交通視野，增加了空氣中二氧化碳的含量，而且 容易引起火災(zāi)，存在很大的安全隱患，近幾年來秸稈焚燒問題一直是困擾各級 政府的難題。為了處理秸桿焚燒問題，有的地方引進(jìn)了秸稈發(fā)電項目，該項目 不但需要大量的資金投入，而且建設(shè)周期長，見效慢；由于秸桿分散面廣，收 集費用偏高，而電廠不宜分散建設(shè)，造成生產(chǎn)成本高，需要政府補貼大量資金 才能維持正常運行；另外秸稈發(fā)電需要把秸稈進(jìn)行粉碎、壓實，這一過程需要 消耗掉大量的其他能源和人力。目前有一種將秸稈炭化的設(shè)備，需要將秸桿粉 碎后，通過擠壓方式生熱炭化，炭化的程度低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，燃燒時有黑 煙。并且生產(chǎn)量小，難以處理大量的秸桿。這就需要一種秸桿處理方法，在短 期內(nèi)處理掉大量的秸稈，解決秸稈亂堆放、收集難、運輸難的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大規(guī)模秸稈炭化生產(chǎn)方法及專用的炭化窯，將秸 稈炭化生產(chǎn)成優(yōu)質(zhì)無煙煤，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是以如下方式實現(xiàn)的本發(fā)明所用原料來源廣闊，所謂的秸 桿包括農(nóng)作物秸稈、雜草、果殼、稻殼、花生殼、果皮、牛糞等。該大規(guī)模秸 稈炭化生產(chǎn)方法是將干燥的秸稈堆入帶有窯門的窯體內(nèi)，窯體周壁上有與窯 體內(nèi)腔相通的增溫口和增氧口，打開增氧口，在增溫口點燃秸稈，讓其持續(xù)供 熱，也可以采用其它供熱方式增溫，等待窯內(nèi)溫度達(dá)到130—15(TC時，關(guān)閉增 溫口，隨著窯內(nèi)溫度的增高，逐步關(guān)小增氧口減小增氧口的給氧量，使得窯內(nèi) 的溫度持續(xù)上升到400—500°C，通過調(diào)整增氧口的給氧量保持該溫度持續(xù) 8—10小時，當(dāng)煙囪沒有可見水蒸氣排出時，關(guān)閉所有的增氧口，關(guān)閉煙囪通
道，秸稈炭化即告完成。炭化后的秸稈出窯后既是優(yōu)質(zhì)無煙煤，熱值達(dá)5300—6300大卡。實現(xiàn)上述大規(guī)模秸稈炭化生產(chǎn)方法所使用的炭化窯為有一個帶有窯門的 封閉窯體，在窯體周壁上設(shè)置與窯體內(nèi)腔相通的可以打開、關(guān)閉的增溫口，窯 體周壁上還布有若干與窯體內(nèi)腔相通的可以打開、關(guān)閉的增氧口，窯體內(nèi)底部 有若干煙道從下部引出連通到主煙道，主煙道連接煙囪。窯體裝有溫度傳感器，適時檢測窯內(nèi)的溫度。煙囪內(nèi)裝有冷卻裝置，煙道內(nèi)的水蒸氣和焦油經(jīng)過冷凝設(shè)備時凝結(jié)成水和 液態(tài)的焦油，其余的氣體排入大氣。冷卻裝置為一端為進(jìn)水口、另一端為出水口的螺旋盤管。循環(huán)水被加熱后 可以作為熱源輸出。加料時把秸稈不加粉碎自然碼放到原料周轉(zhuǎn)車上，推入反應(yīng)窯內(nèi)即可。一 次所加的原料多少取決于炭化窯的容積。出料時，迅速打開窯門，在最短的時 間內(nèi)用機械將炭化后的原料車?yán)?，然后將原料車上的炭迅速攤開使其散熱， 也可以噴灑適量的水分幫助降溫，降溫散熱后的炭即可進(jìn)行深加工或者直接出 售。炭化過程中，利用了煙囪效應(yīng)、碳水化合物的低溫放熱效應(yīng)，在一定的溫度下使得秸稈脫水炭化，發(fā)生如下步驟的反應(yīng)a. 干燥階段這個階段的溫度在20—15(TC，熱解速度非常緩慢，主要是秸 稈中所含水分依靠外部供給的熱量進(jìn)行蒸發(fā)，秸稈的化學(xué)組成幾乎沒有變化；b. 預(yù)炭化階段這個階段的溫度為150~275°C，秸稈熱分解反應(yīng)比較明顯， 秸稈化學(xué)組成開始發(fā)生變化，其中不穩(wěn)定的組分，如半纖維素分解生成二氧化碳、 一氧化碳和少量醋酸等物質(zhì)；以上兩個階段都要外界供給熱量來保證熱解溫度的上升，所以又稱為吸熱 分解階段。c. 炭化階段這個階段的溫度為275^40(TC，在這個階段中，秸稈急劇地 進(jìn)行熱分解，生成大量分解產(chǎn)物，生成的液體產(chǎn)物中含有大量醋酸、甲醇和木 焦油，生成的氣體產(chǎn)物中二氧化碳含量逐漸減少，而甲垸、乙烯等可燃性氣體 逐漸增多，這一階段放出大量反應(yīng)熱，所以又稱為放熱反應(yīng)階段。上述三個階段產(chǎn)生的一氧化碳、甲垸、乙烯、甲醇等與增氧口吸入的氧氣 反應(yīng)急劇放熱，而二氧化碳、水、焦油將由煙囪排放出去。煙道內(nèi)的水蒸氣和 焦油經(jīng)過冷卻裝置時凝結(jié)成水和液態(tài)的焦油，其余的氣體排入大氣。等增溫口 處的秸稈吸收到足夠的熱量經(jīng)過三階段后，放出的熱量將供給附近的秸稈，附
近的秸稈吸收熱量發(fā)生第一階段和第二階段的反應(yīng)直至第三階段又釋放出熱能 傳遞給后續(xù)的秸稈，后續(xù)的秸稈又產(chǎn)生上述三個階段的反應(yīng)，所釋放的熱量循 環(huán)傳遞給窯內(nèi)的秸稈，如此類推到窯內(nèi)的所有秸稈。本發(fā)明提供的秸桿炭化生產(chǎn)方法，能將秸稈炭化生產(chǎn)成優(yōu)質(zhì)無煙煤，實現(xiàn) 工業(yè)化生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中不消耗其它能源，如電能、煤炭、石油、燃?xì)獾龋?各種秸稈無需粉碎直接投入炭化窯即可炭化，減少了人力物力消耗，產(chǎn)品可以 深加工成型煤、活化潤漲成為活性炭、蚊香等。本發(fā)明提供的炭化窯能夠滿足 大規(guī)模秸桿炭化的生產(chǎn)方法需要，設(shè)備投資少，見效快，便于推廣。


附圖是本發(fā)明炭化窯的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式參照附圖，該炭化窯有一個帶有用于裝卸料的窯門2的封閉窯體1，在窯 體1周壁上設(shè)置與窯體1內(nèi)腔相通的可以打開、關(guān)閉的增溫口 3，增溫口 3設(shè) 計為在開口上加裝平開門的方式，窯體1周壁上還布有若干與窯體1內(nèi)腔相通 的可以打開、關(guān)閉的增氧口5，增氧口 5設(shè)計為在開口上裝有閘門的方式，窯 體l內(nèi)底部有若干煙道4從下部引出連通到主煙道6，主煙道6連接煙囪10。 煙囪10內(nèi)裝有一端為進(jìn)水口 7、另一端為出水口 9的螺旋盤管式冷卻裝置8， 窯體l裝有溫度傳感器ll。將干燥的秸稈20噸堆入容積為600mS窯體1內(nèi)，打開增氧口5，在增溫口 3點燃秸稈，讓其持續(xù)供熱，等待窯內(nèi)溫度達(dá)到130—15(TC時，關(guān)閉增溫口3， 隨著窯內(nèi)溫度的增高，逐步關(guān)小增氧口 5，減小增氧口 5的給氧量，使得窯體1 內(nèi)的溫度持續(xù)上升到400~500°C ，通過調(diào)整增氧口 5的給氧量保持該溫度持續(xù) 8—IO小時，當(dāng)煙囪IO沒有可見水蒸氣排出時，關(guān)閉所有的增氧口5，關(guān)閉煙 囪10通道，秸稈炭化即告完成，出料后進(jìn)行下個循環(huán)的炭化生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1、一種大規(guī)模秸稈炭化生產(chǎn)方法，其特征在于將干燥的秸稈堆入帶有窯門的窯體內(nèi)，窯體周壁上有與窯體內(nèi)腔相通的增溫口和增氧口，打開增氧口，在增溫口點燃秸稈，讓其持續(xù)供熱，等待窯內(nèi)溫度達(dá)到130-150℃時，關(guān)閉增溫口，隨著窯內(nèi)溫度的增高，逐步關(guān)小增氧口減小增氧口的給氧量，使得窯內(nèi)的溫度持續(xù)上升到400-500℃，通過調(diào)整增氧口的給氧量保持該溫度持續(xù)8-10小時，當(dāng)煙囪沒有可見水蒸氣排出時，關(guān)閉所有的增氧口，關(guān)閉煙囪通道，秸稈炭化即告完成。
2、 一種實施權(quán)利要求1所述的大規(guī)模秸稈炭化生產(chǎn)方法所使用的炭化窯， 其特征在于有一個帶有窯門(2)的封閉窯體(1)，在窯體(1)周壁上設(shè)置 與窯體(1)內(nèi)腔相通的可以打開、關(guān)閉的增溫口 (3)，窯體(1)周壁上還布 有若干與窯體(1)內(nèi)腔相通的可以打開、關(guān)閉的增氧口 (5)，窯體(1)內(nèi)底 部有若干煙道(4)從下部引出連通到主煙道(6)，主煙道(6)連接煙囪(10)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的炭化窯，其特征在于窯體(1)裝有溫度傳感 器(ll)o
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的炭化窯，其特征在于煙囪(10)內(nèi)裝有冷卻裝 置(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的炭化窯，其特征在于冷卻裝置(8)為一端為 進(jìn)水口 (7)、另一端為出水口 (9)的螺旋盤管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大規(guī)模秸稈炭化生產(chǎn)方法及炭化窯。炭化窯有帶有窯門的窯體，窯體周壁上設(shè)置增溫口和增氧口并連接煙囪；秸稈炭化生產(chǎn)方法是將干燥的秸稈堆入窯體，在增溫口持續(xù)供熱，溫度達(dá)到130-150℃時，關(guān)閉增溫口，關(guān)小增氧口，使得窯內(nèi)的溫度持續(xù)上升到400-500℃保溫8-10小時，秸稈炭化即告完成。該生產(chǎn)方法能將各種秸稈無需粉碎直接投入炭化窯即可炭化成優(yōu)質(zhì)無煙煤，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中不消耗其它能源，產(chǎn)品可以深加工成型煤、活化潤漲成為活性炭、蚊香等。本發(fā)明提供的炭化窯能夠滿足大規(guī)模秸稈炭化的生產(chǎn)方法需要，設(shè)備投資少，見效快，便于推廣。
文檔編號C10B53/02GK101157866SQ20071011405
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者楊明得 申請人:楊明得