專利名稱：用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種農(nóng)村集中供熱的秸稈綜合利用裝置，即用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)是植物通過光合作用生成的有機物，生物質(zhì)能是太陽能的一種，生物質(zhì)與礦物質(zhì)能源相比更為清潔，植物生物質(zhì)包括據(jù)木、木柴，野草，松針樹葉，作物秸稈，牛羊畜糞，食用菌渣等。目前，生物質(zhì)的利用除了一部分當作飼料以外，大部分直接焚燒造成資源浪費和環(huán)境污染；另一部分采用氣化爐使其燃燒并利用其燃燒過程中產(chǎn)生的可燃氣體作為能源再次利用?，F(xiàn)有的生物質(zhì)氣化爐，亦稱秸稈氣化爐或燃氣發(fā)生裝置等，在氣化爐當中， 分直燃(半氣化)式和導氣(制氣)式氣化爐。現(xiàn)有運行中的氣化爐雖然對生物質(zhì)原料進行了利用，但也存在著下列一些問題1、一些氣化爐對生物質(zhì)原料要求比較高，必須把生物質(zhì)原料粉碎成細小的顆粒，因此必須添加功率較大的粉碎機，從而造成生物質(zhì)利用的成本加大。由于原料破碎成細小顆粒，其運行溫度高達成1100-1300°C，雖然產(chǎn)出氣體中焦油成分及冷凝物含量很低，碳轉(zhuǎn)化率可達100%，但由于運行溫度高易燒結(jié)，使氣化爐發(fā)生結(jié)渣而喪失氣化的功能，故選材較難，使可利用的生物質(zhì)原料范圍變窄，不利于生物質(zhì)利用的推廣。2、木焦油問題是影響氣化氣使用的最大障礙。許多的氣化爐在氣化過程中對夾雜在可燃氣體中的木焦油沒有進行濾除，導致氣化氣在使用過程中木焦油糊住各類燃燒器的噴嘴，使燃氣灶具、燃氣鍋爐或燃氣發(fā)電機組無法長時間運行，并有刺鼻的氣味，造成二次污染，直接影響了生物質(zhì)能源的利用。3、對生物質(zhì)原料存放的環(huán)境要求及原料的單一使用，也使一些氣化爐無法正常工作，有的氣化爐因為沒有水分離裝置而要求生物質(zhì)原料中的水分在10 %以下，否則氣化出的氣體因含水分過高而無法點燃，而目前生物質(zhì)原料的存放一般為露天存放，極易受到自然天氣的影響，如雨水及潮濕的環(huán)境很容易使生物質(zhì)原料受潮，在加上使用的原料單一，影響了氣化爐產(chǎn)氣的產(chǎn)量及質(zhì)量，氣化爐工作的連續(xù)性遭到了破壞。 4、造成了對環(huán)境的污染。許多氣化爐由于設(shè)計上的缺陷，造成煙霧對大氣的污染及難分解物對土壤的破壞，許多氣化爐在氣化過程中產(chǎn)生了灰渣與木焦油混合在一起的混合物，由于木焦油具有極強的抗氧化性，所以這種混合物在自然狀態(tài)下很難分解，大量混合物的產(chǎn)生會造成對土地的占用及對土壤的破壞。5、許多功能完備的進口氣化爐設(shè)備，價格昂貴，投資額度大、回收期長，影響生物質(zhì)資源的利用。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述不足而提供一種能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的可燃氣體，同時又可以生產(chǎn)出木炭及木焦油、木醋酸液回收的新型秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置。本實用新型的技術(shù)解決方案是用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置包括順次連接的炭化爐、凈化器、除焦器、至少一個冷凝分離器、風機、旋風分離器、氣液分離器、至少一個氣相凈化器、至少一個氣相分離器、儲氣罐。各部件之間由熱鍍鋅管采用法蘭的方式連接。冷凝分離器、氣相凈化器、氣相分離器不限于一個，可以是多個，以便達到更好的效果，如冷凝分離器為并排兩個。氣相凈化器為并排兩個。氣相分離器為并排兩個。在氣相分離器與儲氣罐之間設(shè)有水封裝置，目的是防止儲氣罐中氣體回流并可以洗凈氣體?；蛟跉庀鄡艋髋c氣相分離器之間設(shè)有水封裝置。儲氣罐與氣體出口之間接有至少一個干燥器，降低氣體中水分。凈化器、除焦器、冷凝分離器、旋風分離器、氣相分離器、儲氣罐排油口與回收池連接，回收池有木焦油回收池、木醋酸回收池或水循環(huán)池等副產(chǎn)品分類回收、循環(huán)池。炭化爐爐體一面下部有并排的多個抽煙口，多個抽煙口匯通到前面煙腔，該煙腔又有遞減的多個抽煙口，各抽煙口又匯通到前面煙腔(出煙口均勻減少)，最終通過一個抽煙口與凈化器連接，最終實現(xiàn)抽煙均勻，利于制炭。本裝置的工作過程將不同的生物質(zhì)原料不分大小、粗細，形狀不同的稻殼、棉秸稈、玉米秸稈、玉米芯、果殼、鋸沫、樹枝等可混合放入炭化爐內(nèi)引燃，通過控制燃燒爐內(nèi)的氧氣供給量使爐內(nèi)的生物質(zhì)原料干餾，在干餾的過程中產(chǎn)生的煙氣通過風機及部件連接管路依次進入凈化器、除焦器、冷凝分離器，通過上述設(shè)備去除掉煙氣中的水分和木焦油，最后進入氣相分離器中進行混合，形成利用價值較高的可燃性氣體并由混合器的氣體輸出管輸輸出。由于本裝置可以控制燃燒爐的氧氣供給量，所以在氣化過程中還可以控制生物質(zhì)原料的干餾程度，干餾程度適當則可在燃燒爐內(nèi)生產(chǎn)出一定量的木炭。本裝置的發(fā)明將提高生物質(zhì)的綜合利用效率，隨著本裝置的推廣應(yīng)用，生物質(zhì)能源將服務(wù)于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活的方方面面。本實用新型的優(yōu)點是1、工藝過程無三廢排放，整個生產(chǎn)過程無廢氣、廢渣、廢液排出，減少了秸稈燃燒給環(huán)境造成的污染，促進了環(huán)境保護與經(jīng)濟協(xié)調(diào)，順應(yīng)了目前農(nóng)業(yè)糧食安全生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，將會給農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、農(nóng)民增收帶來巨大的收益。2、本設(shè)備生產(chǎn)出的生物質(zhì)炭、生物質(zhì)焦油、木醋酸液、生物質(zhì)燃氣，均具有很高利用價值，這是一項將農(nóng)、林廢棄物轉(zhuǎn)化為工業(yè)原料，實現(xiàn)再生能源的循環(huán)經(jīng)濟工程。3、可以大幅度地提高生物質(zhì)能的充分利用，加快秸稈炭化的產(chǎn)業(yè)化，可以帶動秸稈產(chǎn)業(yè)的深加工，為秸稈深加工增添了一個新的途徑，開發(fā)了一個新的項目，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。4、所產(chǎn)生的生物質(zhì)炭塊，是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等行業(yè)的主要原料。5、可以將不同的原料同時混合放在炭化窯內(nèi)同時炭化， 改變了現(xiàn)有燒炭時樹干直徑不得小于6cm、粗細不等的樹干不能混燒的工藝過程。6、采用多臺、連續(xù)凈化設(shè)備，完全得到符合燃氣規(guī)定的優(yōu)質(zhì)燃氣，在炭化過程的同時，將生物質(zhì)焦油、 木醋酸液分離回收，改善了現(xiàn)有炭化工藝的環(huán)保水平低，生產(chǎn)中造成煙氣、焦油、木醋酸液對環(huán)境造成的二次污染。7、在炭化時采用控氧炭化工藝，改變了現(xiàn)有的炭化斷氧、燜燒干餾的燒炭工藝，改變了現(xiàn)有燜燒制炭的工藝生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)難以控制，產(chǎn)品收率低的現(xiàn)狀。 8、在燒炭的過程中隨時可以添加原料，提高炭化產(chǎn)量，生產(chǎn)工藝流程操作簡單、安全。改變現(xiàn)有燜燒干餾炭化的難以控制、產(chǎn)品收率低的現(xiàn)狀。9、提高工藝執(zhí)行率和質(zhì)量標準，縮短炭化周期，8-10小時可以生產(chǎn)2噸以上炭產(chǎn)品，是現(xiàn)有燜燒干餾炭化168小時的炭化時間的 1/20。工藝周期短，產(chǎn)量高。10、節(jié)約了木材，保護了森林資源，保護了生態(tài)環(huán)境。具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、易于推廣等優(yōu)點。下面將結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進一步詳細描述。
圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)簡圖。
4[0008]圖2是炭化爐俯視結(jié)構(gòu)簡圖。圖3是凈化器結(jié)構(gòu)簡圖。圖4是除焦器側(cè)面結(jié)構(gòu)簡圖。圖5是冷凝分離器結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施方式
參見圖1，用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置包括順次連接的炭化爐1、凈化器2、 除焦器3、兩個立式冷凝分離器4、羅茨風機5、旋風分離器6、氣液分離器7、兩個氣相凈化器 42、水封裝置9、兩個氣相分離器8、水封裝置9、儲氣罐10、兩個干燥器11、氣體出口 12。和分支接鍋爐13，實現(xiàn)供熱。凈化器2、除焦器3、冷凝分離器4、旋風分離器6、氣液分離器7、氣相分離器8、儲氣罐10的排油口與木焦油回收池14、木醋酸回收池15或水循環(huán)池16等副產(chǎn)品分類池連接。參見圖2，炭化爐1采用池式、敞口、半地下、磚混結(jié)構(gòu)，具有成本低、保溫密封效果好、便于操作的特點。炭化爐ι爐體一面下部有并排的多個抽煙口 17(圖中十二個)，多個抽煙口 17匯通到前面煙腔18，該煙腔18又有遞減的多個抽煙口 19(圖中四個)，各抽煙口 19又匯通到前面煙腔20，最終通過一個抽煙口 21與凈化器2連接。這樣可使氣體分布均勻確保碳化質(zhì)量。參見圖3，凈化器2 (或稱凈化池)包括進氣口 22、出氣口 23 (接除焦器3)、排油口對、腰蓖25、防爆蓋26。凈化器2內(nèi)填充過濾凈化原料，此凈化根據(jù)生物質(zhì)原料的不同可以選擇為玉米芯、焦炭、鮑爾環(huán)、活性炭等具有吸附過濾功能的原料。設(shè)有鮑爾環(huán)。煙氣低進高出，用于過濾煙氣中較大顆粒和氣體中的重質(zhì)物。焦油和木醋酸液由排油口 M排出進入回收池。參見圖4，除焦器3內(nèi)設(shè)有腰蓖27 (過濾網(wǎng)板)，在腰蓖27上焊接有三個立管28， 立管觀有防止北方冬季氣溫低造成填料凍結(jié)而影響生產(chǎn)。安裝此管后可避免此種現(xiàn)象的發(fā)生。罐體上有進氣口四、出氣口 30 (接冷凝分離器4)、排油口 31、人孔32、33、34、過濾腔、 過濾網(wǎng)板。罐體內(nèi)裝有鮑爾環(huán)。除焦器3采用低進高出結(jié)構(gòu)。氣體經(jīng)進氣口四由過濾器的下部進入過濾腔后再經(jīng)過過濾網(wǎng)板，氣體中的木焦油凝在過濾網(wǎng)板上后，在重力的作用下自動匯集到過濾器的底部，由排油口 31的溢流口流入木焦油回收池14。參見圖5，冷凝分離器4包括筒體35內(nèi)連通的多根豎立冷凝腔36、進氣中心管37、 出氣口 38、排油口 39。冷凝腔36有進水口 41、出水口 40，與水循環(huán)池16內(nèi)的水組成一個冷凝循環(huán)系統(tǒng)。氣體在進氣中心管37流入，在出氣口 38流出，氣體中殘余的水蒸氣及木醋酸分子被冷卻后，混合成木醋酸液排放流入到木醋酸回收池15。為了進一步達到冷凝效果， 進氣中心管37的管道延伸到筒體35的底部，氣體從底部向上流動，延長了冷凝路線，實現(xiàn)了降溫、分離、回收熱量。出氣口 38通過管道連接到風機5。風機5主要作用是將燃燒爐中的氣體導出并送入氣相分離器8。冷凝分離器4可以并排設(shè)置(圖1中兩個)，以達到更好分離效果。旋風分離器6市面有售產(chǎn)品，可以除去氣體中固體顆粒，使氣體進一步得到凈化 (圖略)。氣液分離器7內(nèi)設(shè)有腰篦，其上填充焦炭或活性炭，去除焦油、異味，底部連接木焦油回收池14、木醋酸回收池15(圖略)。氣相凈化器42內(nèi)設(shè)有腰蓖，腰篦上部填充有凈化原料、鮑爾環(huán)，底部有排油口(圖略)；氣相分離器內(nèi)設(shè)有腰蓖，腰篦上部填充有分離水、 油的凈化原料，如鋼絲球，底部有排油口(圖略)。水封裝置9內(nèi)存有水，其上有進氣口、出氣口、底有排油口、側(cè)有補水口，氣體通入水中得到凈化(圖略)。水封裝置9的出氣口通過管道連接儲氣罐10，儲氣罐10的輸出管道連接干燥器，干燥器內(nèi)填充干燥劑，干燥器的出氣口通過管道輸送用戶。用此工藝技術(shù)生產(chǎn)出的生物質(zhì)炭、生物質(zhì)焦油、木醋酸液、生物質(zhì)燃氣，均具有很高利用價值，是一項將農(nóng)、林廢棄物轉(zhuǎn)化為工業(yè)原料，實現(xiàn)再生能源的循環(huán)經(jīng)濟工程。 使用方法1、原料收集處理將收集的生物質(zhì)原料根據(jù)大小進行分類入庫，對于體積較大的生物質(zhì)原料進行粉碎；2、入爐將上述處理的生物質(zhì)原料放入炭化爐，放置的生物質(zhì)原料為單一原料或者混合原料；在生物質(zhì)原料入爐時，保證原料上表面平整，避免出現(xiàn)原料的空隙，生物質(zhì)原料裝滿炭化窯。3、炭化爐內(nèi)生物質(zhì)原料表面處理在上述炭化爐內(nèi)的表面平整的生物質(zhì)原料的上表面覆蓋一層碎料，碎料的厚度根據(jù)生物質(zhì)原料的厚度來確定，一般碎料的厚度在2 5cm ；4、點火采用上點火，在炭化爐的上表面均勻點火；5、開啟引風機通過控制炭化窯內(nèi)的氧氣供給量保證生物質(zhì)原料在炭化窯內(nèi)干餾炭化，進行反應(yīng)； 利用引風機的開停時間的長短進行氧含量的控制，引風機開機30分鐘，然后停30分鐘，邊炭化邊添加生物質(zhì)原料，重復上述步驟8-10小時。6、凈化回收處理通過控制引風機控制煙氣的流動速度，使得含有塵、水的煙氣以15 25m/s的速度由抽風管道進入凈化回收裝置，除焦器連接木焦油回收池，木焦油與水混合將沉淀在木焦油回收底部，定期清理收集； 7、尾氣凈化回收裝置利用尾氣凈化回收裝置集中收集凈化生物質(zhì)燃氣；8、間隔炭化8 10小時，完成炭化窯內(nèi)生物質(zhì)原料的炭化過程，在其表面均勻噴灑清水，把火熄滅即可出炭。9、炭化后的生物質(zhì)炭、木焦油、木醋酸溶液的收集和處理。上述炭化過程中，除了風機及粉碎機消耗能量外，無需提供額外的能源，更重要的是在炭化過程中沒有煙塵的排放，并將木焦油、木醋酸進行分離回收，不僅不會對大氣及土壤造成污染，而且保證了炭化氣的產(chǎn)量禾口質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置，其特征在于包括順次連接的炭化爐(1)、 凈化器O)、除焦器(3)、至少一個冷凝分離器、風機(5)、旋風分離器(6)、氣液分離器 (7)、至少一個氣相凈化器(42)、至少一個氣相分離器(8)、儲氣罐(10)。
2.按照權(quán)利要求1所述的用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置，其特征在于在氣相分離器(7)與儲氣罐(10)之間設(shè)有水封裝置(9)。
3.按照權(quán)利要求1所述的用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置，其特征在于在氣相凈化器0 與氣相分離器(8)之間設(shè)有水封裝置(9)。
4.按照權(quán)利要求1所述的用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置，其特征在于儲氣罐(10) 與氣體出口(12)之間接有至少一個干燥器(11)。
5.按照權(quán)利要求1、2、3或4所述的用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置，其特征在于凈化器O)、除焦器(3)、冷凝分離器(4)、旋風分離器(6)、氣相凈化器02)、氣相分離器(8)、儲氣罐(10)的排油口與回收池連接。
6.按照權(quán)利要求1所述的用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置，其特征在于包括順次連接的炭化爐(1)、凈化器O)、除焦器(3)、兩個冷凝分離器、風機(5)、旋風分離器(6)、 氣液分離器(7)、兩個氣相凈化器(42)、水封裝置(9)、兩個氣相分離器(8)、水封裝置(9)、 儲氣罐(10)、兩個干燥器(11)、氣體出口(12)。
7.按照權(quán)利要求1或6所述的用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置，其特征在于炭化爐 (1)爐體一面下部有并排的多個抽煙口(17)，多個抽煙口(17)匯通到前面煙腔(18)，該煙腔(18)又有遞減的多個抽煙口(19)，各抽煙口(19)又匯通到前面煙腔(20)，最終通過一個抽煙口與凈化器(2)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種秸稈綜合利用裝置，即用秸稈制炭、氣及副產(chǎn)品回收裝置。它包括順次連接的炭化爐、凈化器、除焦器、至少一個冷凝分離器、風機、旋風分離器、氣液分離器、至少一個氣相凈化器、至少一個氣相分離器、儲氣罐。各部件之間由熱鍍鋅管采用法蘭的方式連接?；厥粘赜心窘褂突厥粘?、木醋酸回收池或水循環(huán)池等副產(chǎn)品分類回收、循環(huán)池。能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的可燃氣體，同時又可以生產(chǎn)出木炭、木焦油、木醋酸及其它副產(chǎn)品，尤其適用于農(nóng)村集中供熱。
文檔編號C10K1/04GK202054794SQ20112018789
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者張文波 申請人:輝南縣新時代生物質(zhì)能炭化有限公司