專利名稱：炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，尤其是一種將生物質(zhì) 原料在干餾炭化過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w進(jìn)行凈化、加壓并收集利用的裝置。
背景技術(shù)：
炭化爐可燃?xì)怏w是以農(nóng)作物秸稈等生物質(zhì)資源為原料的炭化生產(chǎn)中所產(chǎn)生 的副產(chǎn)品之一，目前的炭化生產(chǎn)技術(shù)是在炭化生產(chǎn)的同時(shí)將木焦油、木醋液兩 種副產(chǎn)品進(jìn)行回收，在一定程度上解決了炭化中煙氣對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)可以 提取出新的產(chǎn)品。但是這種方式對(duì)于炭化過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w沒有進(jìn)行回收 利用，并且由于可燃?xì)怏w中含有一氧化碳、乙烯、丙烯等有害氣體，為了避免 對(duì)大氣環(huán)境造成污染，只能將其在炭化生產(chǎn)的同時(shí)進(jìn)行燃燒，不能充分發(fā)揮其 應(yīng)有的作用?？梢?，炭化爐可燃?xì)怏w是一種很好的燃料，但將其直接燒掉則是 一種能源的浪費(fèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置以解決目前 生物質(zhì)原料炭化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w直接燃燒造成能源浪費(fèi)和環(huán)境污染 等問題。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的該炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置， 包括炭化爐、初級(jí)過濾凈化單元、除焦分離回收單元、冷凝單元、二級(jí)分離凈 化單元、儲(chǔ)氣單元以及控制單元，其中初級(jí)過濾凈化單元包括過濾器和洗氣 塔；除焦分離回收單元是靜電除焦器；冷凝單元是立式冷凝器；二級(jí)分離凈化 單元包括羅茨鼓風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)除焦器、第二水封、凈化器；儲(chǔ)氣單元是儲(chǔ)氣柜； 控制單元是控制室。
炭化爐、過濾器、洗氣塔、靜電除焦器、立式冷凝器、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)除 焦器、第二水封、第一凈化器、第二凈化器、儲(chǔ)氣柜之間通過管道順次連接，并 在控制室的控制之下進(jìn)行運(yùn)作。同時(shí)，在立式冷凝器中有一深度40厘米的冷水層， 進(jìn)入該冷凝器的輸氣鐵管向下彎曲90。插入冷水層20厘米；立式冷凝器中還具有 一個(gè)向中心下方傾斜的第一鐵板。在第二水封中具有一減少水汽帶出的隔板和一 個(gè)向中心上方傾斜的第二鐵板。另外，在凈化器內(nèi)均設(shè)有過濾層，第一凈化器中的過濾層是兩層托在鐵網(wǎng)上的玉米芯；第二凈化器與第一凈化器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本 相同，區(qū)別在于其上部過濾層是采用焦炭，其他部分與第一凈化器完全相同。在 凈化器的外面還設(shè)有試驗(yàn)和化驗(yàn)裝置；在儲(chǔ)氣柜內(nèi)設(shè)有安全裝置。
由本實(shí)用新型的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置產(chǎn)生的可燃?xì)怏w在環(huán)境、安 全、經(jīng)濟(jì)等多方面發(fā)揮著巨大的效益，并且在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用等環(huán)節(jié)與其它 燃料相比占有很大優(yōu)勢(shì)。其有益效果具體分析如下
(1) 節(jié)能環(huán)保炭化爐所采用的生物質(zhì)原料主要是農(nóng)作物秸稈、花生皮、稻 殼、玉米芯、果木枝等各種農(nóng)林業(yè)廢棄物，既有助于農(nóng)林業(yè)廢棄物的合理處理， 又有利于促進(jìn)能源的節(jié)約和變廢為寶。同時(shí)，由于采用了先進(jìn)、環(huán)保的炭化技 術(shù)且無"三廢"排放，使得整個(gè)生產(chǎn)過程都完全符合環(huán)保的要求。
(2) 安全炭化爐可燃?xì)怏w是采用管道運(yùn)輸?shù)姆绞?，而且爐灶與管道直接連 接，用戶無需專門儲(chǔ)存。因此，只要管道質(zhì)量過關(guān)，不發(fā)生泄漏，用戶正確操 作使用，即無安全隱患。
(3) 節(jié)省空間由于通過儲(chǔ)氣罐等設(shè)施經(jīng)過管道將炭化爐可燃?xì)怏w輸送到各 個(gè)用戶，爐灶與管道直接連接，用戶使用時(shí)打開閥門即可使用，無需專門儲(chǔ)存。 與薪柴、煤炭等傳統(tǒng)燃料相比可以節(jié)約大量儲(chǔ)存空間，尤其是在廣大農(nóng)村可以 大量節(jié)省空間。
(4) 受自然環(huán)境影響小由于炭化爐可燃?xì)怏w是在炭化生產(chǎn)的過程中產(chǎn)生， 所以受自然環(huán)境影響很小，在絕大部分地區(qū)都能生產(chǎn)和使用。而同樣屬于可燃 氣體的沼氣則受自然環(huán)境影響較大，沼氣發(fā)酵需要在l(TC以上，8'C以下僅能 產(chǎn)生微量沼氣，不能投入使用，所以沼氣在北方地區(qū)的秋末春初和冬季無法使 用。相比之下，炭化爐可燃?xì)怏w在高溫、常溫和低溫環(huán)境下都能夠產(chǎn)生和使用。
(5) 經(jīng)濟(jì)實(shí)惠炭化爐可燃?xì)怏w的價(jià)格低廉，約l元/立方米，按每戶4 5
口人計(jì)算，平均每戶每天使用炭化爐可燃?xì)怏w約0.6立方米，這樣每戶每天最 多只需1元錢就足以解決一日三餐所需的燃料問題，每年的花費(fèi)只需約360元； 按同樣人口計(jì)算，如果使用煤炭，平均每戶每年需要煤炭至少2噸，按照目前 煤炭價(jià)格(約1000/噸)計(jì)算，每戶每年需要花費(fèi)2000元；如果使用液化氣，每 戶每天需要約1公斤，按照目前液化氣價(jià)格(約4. 6/公斤)計(jì)算，則需要花費(fèi)4.6 元，每年花費(fèi)需要1700元。由此可見，炭化爐可燃?xì)怏w在花費(fèi)方面較煤炭、液化氣等日常燃料有明顯的優(yōu)勢(shì)。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
附


圖1是本實(shí)用新型的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置結(jié)構(gòu)示意圖
附圖2是附
圖1中洗氣塔的放大圖
附圖3是附
圖1中帶有變壓器的靜電除焦器的放大圖
附圖4是附
圖1中立式冷凝器和羅茨鼓風(fēng)機(jī)的放大圖
附圖5是附
圖1中旋風(fēng)除焦器的放大圖
附圖6是附
圖1中第一凈化器和第二凈化器的放大圖
附圖7是本實(shí)用新型的炭化爐可燃?xì)怏w數(shù)控聯(lián)產(chǎn)工藝流程圖
圖中附圖標(biāo)記如下
1炭化爐
2過濾器
3洗氣塔
4靜電除焦器
5立式冷凝器
6羅茨鼓風(fēng)機(jī)
7旋風(fēng)除焦器
8第二水封
9第一凈化器
10第二凈化器
11儲(chǔ)氣柜 12控制室 13第一水封 14第一鐵板 15輸氣鐵管 16玉米芯具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。在此之前需要說明的是，本說明書及權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語或詞語不能限定解釋為通常的含義 或辭典中的含義，而應(yīng)當(dāng)立足于為了以最佳方式說明其實(shí)用新型發(fā)明人可以對(duì) 術(shù)語的概念進(jìn)行適當(dāng)定義的原則解釋為符合本實(shí)用新型技術(shù)思想的含義和概 念。隨之，本說明書所記載的實(shí)施例和附圖中表示的結(jié)構(gòu)只是本實(shí)用新型最佳 實(shí)施例之一，并不能完全代表本實(shí)用新型的技術(shù)思想，因此應(yīng)該理解到對(duì)于本 實(shí)用新型而言可能會(huì)存在能夠進(jìn)行替換的各種等同物和變形例。
在圖l的結(jié)構(gòu)示意圖中(結(jié)合圖7的工藝流程圖)，將生物質(zhì)原料裝入炭化爐 內(nèi)，利用溫度、時(shí)間迸行自動(dòng)化操作。生產(chǎn)過程中是以溫度為載體對(duì)生物質(zhì)原料 進(jìn)行干餾炭化。在炭化過程中分離出木焦油、木醋酸液同時(shí)產(chǎn)生煙氣。煙氣通過 凈化加壓后形成可燃?xì)怏w經(jīng)儲(chǔ)存、輸送等過程進(jìn)入千家萬戶。參考圖2至6的各部 分放大圖其生產(chǎn)步驟如下
(1) 生物質(zhì)原料通過輸送機(jī)進(jìn)入炭化爐1內(nèi)，利用上點(diǎn)火方式在風(fēng)機(jī)作用下 使煙氣不再經(jīng)上邊排出而是從炭化爐底部經(jīng)過過濾器2將氣體中的煙塵、焦油、 木醋酸液進(jìn)行初級(jí)過濾、沉淀、凈化。
(2) 氣體經(jīng)過初級(jí)過濾后進(jìn)入洗氣塔3進(jìn)行上下雙向水洗、冷卻和進(jìn)一步除
小土。
(3) 從洗氣塔3出來的經(jīng)過水洗、冷卻和進(jìn)一步除塵的氣體進(jìn)入靜電除焦器 4，將其中的木焦油、木醋酸液進(jìn)行分離出來，過濾后流入焦油醋液池(圖中未 示出)。
(4) 氣體從靜電除焦器4出來后進(jìn)入立式冷凝器5的第一水封13，進(jìn)行冷 卻、分離。第一水封13當(dāng)中有深度約40厘米的冷水層，為防止水封中的冷水 外流，氣體是由第一水封13的中上部進(jìn)入，輸氣鐵管15在水封中向下彎曲90° ， 插入冷水層中約20厘米，以此方式將氣體在水封當(dāng)中用冷水進(jìn)行冷卻處理，降 低氣體的溫度，利用熱脹冷縮的性質(zhì)增加氣體密度，減少因氣體受熱膨脹導(dǎo)致 的潛在危險(xiǎn)；同時(shí)由于冷卻使氣體中所帶的焦油部分沉積，提高氣體的純度。 在第一水封13還設(shè)有第一鐵板14，它是向中心下方傾斜的，這樣做是為了使 凝結(jié)的水汽和焦油由中心部位流回水中，避免過多焦油在水封內(nèi)壁上留存。此 外，為了使氣體保持足夠的密度和壓力，經(jīng)第一水封13上部輸出之后，將可燃 氣體分離出來并進(jìn)入羅茨鼓風(fēng)機(jī)6加壓。(5) 從羅茨鼓風(fēng)機(jī)6出來的氣體進(jìn)入旋風(fēng)除焦器7，對(duì)氣體進(jìn)行進(jìn)一步分離、 凈化。
(6) 從旋風(fēng)除焦器7出來的氣體進(jìn)入第二水封8的底部進(jìn)行加壓，第二水封8 當(dāng)中不再設(shè)冷水層，也不設(shè)其它物質(zhì)，氣體進(jìn)入第二水封8當(dāng)中后直接蓄積，蓄 積到一定密度和壓力時(shí)再由頂部輸出。在第二水封8內(nèi)部的中上層設(shè)有第二鐵板 (類似圖4中的第一鐵板，圖中未示出)，該鐵板是向中心上方傾斜的，由于此時(shí) 的水汽和焦油的量已經(jīng)較少，不會(huì)再有過多的留存在水封內(nèi)壁，這樣做可以減小 上部面積，從而增大氣體的壓強(qiáng)，使氣體順利輸出。同時(shí)，在第二水封8內(nèi)還設(shè) 有減少水汽帶出的隔板(圖中未示出)。
(7) 氣體經(jīng)第二水封8頂部輸出之后，由第一凈化器9底部進(jìn)入，該凈化器 9中裝有兩層玉米芯16，利用玉米芯吸水的特點(diǎn)吸收氣體中所帶的水分。這樣 做是因?yàn)闅怏w經(jīng)過水封的冷水層冷卻之后，溫度降低、密度和純度增加，但是 由于氣體原來溫度較高，從冷水層中經(jīng)過，使部分冷水汽化，帶出大量水汽， 含水量也隨之增加，導(dǎo)致濕度增加，亦影響其使用，所以，需要經(jīng)過玉米芯層 來進(jìn)行脫水處理。凈化器9中的玉米芯過濾層高度約30厘米，兩層之間間隔約 50厘米，下部一層距底部約40厘米，玉米芯由焊接在過濾裝置內(nèi)部的鐵網(wǎng)(圖 中未示出)托住。經(jīng)過兩層玉米芯的過濾之后，大部分水汽被玉米芯吸收，起 到了脫水干燥的作用；同時(shí)由于玉米芯的吸附性，大部分殘余焦油也被吸附。 氣體經(jīng)過凈化器9過濾之后，經(jīng)頂部輸出，由第二凈化器10底部進(jìn)入，進(jìn)入第 二凈化器10后，利用玉米芯和焦炭進(jìn)行進(jìn)一步干燥處理。第二凈化器10與第 一凈化器9的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別在于第二凈化器10的上部過濾層是采用 焦炭(圖中未示出)，其他部分與第一凈化器9完全相同。此過程同樣是利用焦 炭和玉米芯的吸水性和吸附性，將氣體進(jìn)行進(jìn)一步干燥處理，同時(shí)將最后少量 殘余焦油吸附，提高氣體純度。此外，凈化器9、 10外面還設(shè)有試驗(yàn)和化驗(yàn)裝 置(圖中未示出)。
(8) 最后，氣體由第二凈化器IO底部輸出并加壓后經(jīng)管道輸入內(nèi)部設(shè)有安 全裝置(圖中未示出)的儲(chǔ)氣柜ll，再通過管道供應(yīng)給用戶。
經(jīng)過上述處理措施，提高了可燃?xì)怏w的密度、純度和安全性，實(shí)現(xiàn)了可燃 氣體的收集利用。
8需要注意的是，盡管本發(fā)明已參照具體實(shí)施方式
進(jìn)行描述和舉例說明，并 且給出了炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置的具體結(jié)構(gòu)。但是并不意味著本實(shí)用新 型限于這些描述的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中衍生出許多不同的變體， 它們都將覆蓋于本實(shí)用新型權(quán)利要求的真實(shí)精神和范圍中。
權(quán)利要求1.一種炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，包括炭化爐(1)、初級(jí)過濾凈化單元、除焦分離回收單元、冷凝單元、二級(jí)分離凈化單元、儲(chǔ)氣單元以及控制單元，其特征在于初級(jí)過濾凈化單元包括過濾器(2)和洗氣塔(3)；除焦分離回收單元是靜電除焦器(4)；冷凝單元是立式冷凝器(5)；二級(jí)分離凈化單元包括羅茨鼓風(fēng)機(jī)(6)、旋風(fēng)除焦器(7)、第二水封(8)、第一凈化器(9)、第二凈化器(10)；儲(chǔ)氣單元是儲(chǔ)氣柜(11)；控制單元是控制室(12)；炭化爐(1)、過濾器(2)、洗氣塔(3)、靜電除焦器(4)、立式冷凝器(5)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)(6)、旋風(fēng)除焦器(7)、第二水封(8)、第一凈化器(9)、第二凈化器(10)、儲(chǔ)氣柜(11)之間通過管道順次連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于立式冷 凝器(5)中有第一水封(13)，它是深度40厘米的冷水層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于進(jìn)入立 式冷凝器(5)的輸氣鐵管(15)向下彎曲90° ，并且輸氣鐵管(15)插入冷水層20 厘米。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于立式冷 凝器(5)中還具有一個(gè)向中心下方傾斜的第一鐵板(14)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于第二水 封(8)中具有一減少水汽帶出的隔板。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于第二水 封(8)中還具有一個(gè)向中心上方傾斜的第二鐵板。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于第一凈 化器(9)和第二凈化器(10)內(nèi)均設(shè)有過濾層，它們的外面還設(shè)有試驗(yàn)和化驗(yàn)裝 置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于第一凈 化器(9)內(nèi)的過濾層是兩層玉米芯(16)，每層玉米芯過濾層高度約30厘米，兩層之間間隔約50厘米，下部一層距底部約40厘米，玉米芯由焊接在第一凈化 器(9)內(nèi)部的鐵網(wǎng)托住。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于第二凈 化器(10)內(nèi)的過濾層是兩層，上層是焦炭，下層是玉米芯，每層過濾層高度約 30厘米，兩層之間間隔約50厘米，下部一層距底部約40厘米，玉米芯由焊接 在第二凈化器(IO)內(nèi)部的鐵網(wǎng)托住。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，其特征在于儲(chǔ)氣 柜(ll)內(nèi)設(shè)有安全裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種炭化爐可燃?xì)怏w收集利用裝置，它可以解決目前生物質(zhì)原料在炭化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w因直接燃燒造成能源浪費(fèi)和環(huán)境污染的問題。該裝置是由炭化爐、過濾器、洗氣塔、靜電除焦器、立式冷凝器、羅茨鼓風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)除焦器、第二水封、第一凈化器、第二凈化器、儲(chǔ)氣柜之間通過管道順次連接而組成的，各裝置在控制室的控制之下進(jìn)行運(yùn)作。經(jīng)過上述各裝置處理后，可燃?xì)怏w的密度、純度得到了提高，并且更加安全，實(shí)現(xiàn)了可燃?xì)怏w的收集利用。該裝置具有節(jié)能環(huán)保、安全、節(jié)省空間及經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)生的可燃?xì)怏w在環(huán)境、安全、經(jīng)濟(jì)等多方面發(fā)揮著巨大的效益，并且在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、使用等環(huán)節(jié)與其它燃料相比占有更大優(yōu)勢(shì)。
文檔編號(hào)C10K1/04GK201376953SQ20092015188
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者李立新 申請(qǐng)人:李立新