專(zhuān)利名稱(chēng)：一種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐。
背景技術(shù)：
據(jù)國(guó)際可再生能源組織的預(yù)測(cè)，地下石油，天然氣及煤的儲(chǔ)量，按目前的開(kāi)采利用率僅夠使用60年左右的時(shí)間。因此，尋找開(kāi)發(fā)一種新能源與可再生能源顯得尤為迫切。而生物質(zhì)能源，是未來(lái)新能源與可再生能源的一個(gè)重要的發(fā)展方向。目前，生物質(zhì)利用有生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)液化和生物質(zhì)裂解技術(shù)等。其中，生物質(zhì)裂解技術(shù)是最具潛力的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)之一，生物質(zhì)通過(guò)裂解可轉(zhuǎn)化為3種產(chǎn)物可燃?xì)?、生物油和木炭。而生物質(zhì)炭化就是以制取生物質(zhì)炭為目的的一種裂解技術(shù)生物質(zhì)在極低的升溫速、溫度約400 1下長(zhǎng)時(shí)間(15 min 幾天)裂解，可最大限度地得到生物質(zhì)炭，生物質(zhì)炭的最高產(chǎn)率為35% (質(zhì) 量分?jǐn)?shù))。生物質(zhì)炭化過(guò)程必須在加熱的環(huán)境中達(dá)到的，而傳統(tǒng)的炭化方法，如炭化窯，間歇炭化窯，密閉悶罐炭化法，干餾法等，加熱時(shí)間長(zhǎng)，效率低，生物質(zhì)受熱也不均勻，炭化質(zhì)量與產(chǎn)量完全依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，可靠性低，炭產(chǎn)品生產(chǎn)的能耗高，污染嚴(yán)重，不能連續(xù)生產(chǎn)，且另外兩種產(chǎn)物不能得到可靠的利用。這些都影響了炭化的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，采用水蒸氣加熱聯(lián)合絞龍輸送形式，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)炭、可燃?xì)狻⒔褂腿?lián)產(chǎn)，并且使熱量循環(huán)利用，提高了炭化的效率和能源的利用率。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案一種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，在爐體上部的炭化室中縱向設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)，爐體外部的進(jìn)料輸送帶延伸至所述螺旋輸送機(jī)的上部，爐體外部的生物炭傳送帶延伸至所述螺旋輸送機(jī)的下方；所述螺旋輸送機(jī)的空心軸的上下端分別密封套接于套管中，位于套管內(nèi)的空心軸上設(shè)有與軸內(nèi)腔相通的蒸汽孔，空心軸下端的套管與高溫蒸汽發(fā)生裝置相通，空心軸上端的套管與水加熱筒體內(nèi)的蒸汽盤(pán)管連通。所述炭化室下方的爐體內(nèi)設(shè)有燃燒室，所述燃燒室與所述炭化室以隔板分隔；所述燃燒室設(shè)有燃料添加口，在燃燒室內(nèi)設(shè)有蒸汽包，所述蒸汽包的出口經(jīng)高溫蒸汽加熱蛇管與空心軸下端的套管連通；蒸汽包的進(jìn)口經(jīng)水加熱管道與所述水加熱筒體的內(nèi)腔相通。所述炭化室的頂部設(shè)有副產(chǎn)品管道與冷卻筒體的內(nèi)腔相通，所述冷卻筒體的頂部設(shè)有可燃?xì)獬隹?，底部設(shè)有焦油出口 ；在冷卻筒體內(nèi)設(shè)有冷卻水盤(pán)管，所述冷卻盤(pán)管的一端經(jīng)冷凝器與所述水加熱筒體內(nèi)的蒸汽盤(pán)管連通，另一端經(jīng)冷卻水管道與所述水加熱筒體的內(nèi)腔連通。
所述燃燒室的排煙管道與所述水加熱筒體的內(nèi)腔相通。在所述燃燒室的側(cè)部經(jīng)空氣管道連通有空氣預(yù)熱器，所述空氣預(yù)熱器上設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)向燃燒室內(nèi)供送空氣，在空氣預(yù)熱器內(nèi)腔設(shè)有煙加熱蛇管，所述煙加熱盤(pán)管的排煙口延伸出所述空氣預(yù)熱器外部，煙加熱盤(pán)管的入口連通所述水加熱筒體的內(nèi)腔。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在(I)絞龍(螺旋輸送機(jī))軸內(nèi)部通 有水蒸汽與生物質(zhì)原料產(chǎn)生熱交換，并且絞龍起運(yùn)送生物質(zhì)的作用，不僅可以充分利用熱能，而且使生物質(zhì)均勻受熱，炭化連續(xù)進(jìn)行。(2)副產(chǎn)品管道開(kāi)在炭化室上方，連接炭化室和粗燃?xì)夥蛛x室，使炭化所產(chǎn)生的可燃?xì)夂徒褂涂梢员环蛛x收集利用，使其得到固液氣三聯(lián)產(chǎn)。(3)燃燒室所產(chǎn)生的煙氣通入蒸汽預(yù)熱室，與通入蒸汽預(yù)熱室的冷卻水產(chǎn)生熱交換，加熱水使其變成蒸汽。這點(diǎn)充分利用了燃燒產(chǎn)生的煙氣和高溫蒸汽的熱能。(4)蒸汽通過(guò)冷凝器又變?yōu)槔鋮s水，實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)利用。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的A部放大圖。圖中標(biāo)號(hào)1爐體，2燃料添加口，3隔板，4生物炭傳送帶，5進(jìn)料傳送帶，6副產(chǎn)品管道，7冷卻筒體，8冷卻水盤(pán)管，9可燃?xì)獬隹冢?0冷卻水管道，11焦油出口，12蒸汽盤(pán)管，13煙道，14水加熱筒體，15水加熱管道，16蒸汽管道，17冷凝器，18鼓風(fēng)機(jī)，19煙加熱蛇管，20空氣預(yù)熱器，21空氣管道，22排煙口，23排煙管道，24高溫蒸汽加熱蛇管，25蒸汽包，26空心軸，27螺旋輸送機(jī)，28電機(jī)，29套管，30蒸汽孔，31軸承。以下通過(guò)具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見(jiàn)圖1、2，本實(shí)施例的水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，在爐體I上部的炭化室中縱向設(shè)有由電機(jī)28驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)27 (絞龍)，設(shè)于爐體外部的進(jìn)料輸送帶5延伸至螺旋輸送機(jī)27的上部，爐體外部的生物炭傳送帶4延伸至螺旋輸送機(jī)的下方。螺旋輸送機(jī)的空心軸26的上下端通過(guò)軸承31分別密封套接于套管29中，位于套管內(nèi)的空心軸上設(shè)有與軸內(nèi)腔相通的蒸汽孔30，空心軸下端的套管與高溫蒸汽發(fā)生裝置相通，空心軸上端的套管與水加熱筒體14內(nèi)的蒸汽盤(pán)管12連通。在炭化室下方的爐體內(nèi)設(shè)有燃燒室，燃燒室與炭化室之間以隔板3分隔；燃燒室設(shè)有燃料添加口 2，在燃燒室內(nèi)設(shè)有蒸汽包25，蒸汽包的出口經(jīng)高溫蒸汽加熱蛇管24與空心軸下端的套管連通；蒸汽包的進(jìn)口經(jīng)水加熱管道15與水加熱筒體14的內(nèi)腔相通。燃燒室的排煙管道23與水加熱筒體14的內(nèi)腔相通。在燃燒室的側(cè)部經(jīng)空氣管道21連通有空氣預(yù)熱器20，空氣預(yù)熱器上設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)18向燃燒室內(nèi)供送空氣，在空氣預(yù)熱器內(nèi)腔設(shè)有煙加熱蛇管19，煙加熱盤(pán)管的排煙口延伸出空氣預(yù)熱器外部，煙加熱盤(pán)管的入口經(jīng)煙道13連通水加熱筒體14的內(nèi)腔。在炭化室的頂部設(shè)有副產(chǎn)品管道6與冷卻筒體7的內(nèi)腔相通，冷卻筒體7的頂部設(shè)有可燃?xì)獬隹?9，底部設(shè)有焦油出口 ；在冷卻筒體內(nèi)設(shè)有冷卻水盤(pán)管8，冷卻盤(pán)管的一端經(jīng)冷凝器17、蒸汽管道16與水加熱筒體內(nèi)的蒸汽盤(pán)管12連通，另一端與經(jīng)冷卻水管道10水加熱筒體14的內(nèi)腔連通。炭化室的工作過(guò)程如下生物質(zhì)原料由進(jìn)料傳送帶5送入至螺旋輸送機(jī)27(絞龍)上，電機(jī)28帶動(dòng)絞龍轉(zhuǎn)動(dòng)，則生物質(zhì)原料沿著絞龍的葉片向下運(yùn)動(dòng)，期間經(jīng)過(guò)空心軸26內(nèi)的高溫蒸汽加熱炭化，最終生物質(zhì)炭由生物炭傳送帶4送出。這樣可以使生物質(zhì)受熱均勻并且實(shí)現(xiàn)生物炭的連續(xù)生產(chǎn)。冷卻筒體7 (粗燃?xì)夥蛛x室)的工作過(guò)程如下炭化過(guò)程中產(chǎn)生的粗燃?xì)饨?jīng)過(guò)副產(chǎn)品管道6進(jìn)入冷卻筒體7進(jìn)行冷卻分離，可燃?xì)庥煽扇細(xì)獬隹?9排出后收集，焦油由焦油出口 11排出后收集。這樣可以充分利用其他兩種副產(chǎn)物。水-蒸汽循環(huán)系統(tǒng)的工作過(guò)程如下，冷卻水經(jīng)過(guò)冷卻水盤(pán)管8冷卻粗燃?xì)馐蛊浞蛛x，而后冷卻水經(jīng)過(guò)冷卻水管道10進(jìn)入水加熱筒體，在其內(nèi)被煙氣和蒸汽盤(pán)管12加熱，而后進(jìn)入水加熱管道15，進(jìn)一步和蒸汽管道16發(fā)生熱交換，變?yōu)檎羝?，之后蒸汽進(jìn)入蒸汽包25和高溫蒸汽加熱蛇管24進(jìn)行加熱變?yōu)?00-500°C的高溫蒸汽，高溫蒸汽通入套管29后 又通過(guò)蒸汽孔30進(jìn)入空心軸內(nèi)通過(guò)空心軸以炭化生物質(zhì)，后又通過(guò)空心軸上端同樣的蒸汽孔和套管進(jìn)入蒸汽盤(pán)管12和蒸汽管道16與冷卻水發(fā)生熱交換，之后進(jìn)入冷凝器冷凝變?yōu)槔鋮s水，從而使其循環(huán)利用。這樣使冷卻水，蒸汽的熱量得到充分利用，并且得到水的循環(huán)利用。燃燒室的工作過(guò)程如下燃料由燃料添加口 2加入燃燒加熱蒸汽包25，產(chǎn)生的煙氣由排煙管道23排入水加熱筒體14加熱冷卻水。這樣充分利用了煙氣中所含的熱量?？諝忸A(yù)熱器的工作過(guò)程如下煙氣通過(guò)煙道13通入煙加熱蛇管19中，空氣由鼓風(fēng)機(jī)18通入空氣預(yù)熱器20中，空氣被加熱蛇管19加熱后通過(guò)空氣管道21通入燃燒室中，煙氣則由排煙口 22排出。本發(fā)明使用水蒸氣加熱聯(lián)合絞龍輸送形式，可以使生物質(zhì)受熱均勻且連續(xù)生產(chǎn)，并且達(dá)到生物炭，可燃?xì)?，焦油三?lián)產(chǎn)的效果。除此以外，水-蒸汽循環(huán)管路的設(shè)計(jì)使水得以循環(huán)利用，并且充分利用熱能，提高了炭化的效率。
權(quán)利要求
1.ー種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，其特征在干 在爐體(I)上部的炭化室中縱向設(shè)有由電機(jī)(28)驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)(27)，爐體外部的進(jìn)料輸送帶(5)延伸至所述螺旋輸送機(jī)(27)的上部，爐體外部的生物炭傳送帶(4)延伸至所述螺旋輸送機(jī)的下方； 所述螺旋輸送機(jī)的空心軸(26)的上下端分別密封套接于套管(29)中，位于套管內(nèi)的空心軸上設(shè)有與軸內(nèi)腔相通的蒸汽孔(30)，空心軸下端的套管與高溫蒸汽發(fā)生裝置相通，空心軸上端的套管與水加熱筒體(14)內(nèi)的蒸汽盤(pán)管(12)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，其特征在于，所述炭化室下方的爐體內(nèi)設(shè)有燃燒室，所述燃燒室與所述炭化室以隔板(3)分隔； 所述燃燒室設(shè)有燃料添加ロ( 2 )，在燃燒室內(nèi)設(shè)有蒸汽包(25 )，所述蒸汽包的出口經(jīng)高溫蒸汽加熱蛇管(24)與空心軸下端的套管連通；蒸汽包的進(jìn)ロ經(jīng)水加熱管道(15)與所述水加熱筒體(14)的內(nèi)腔相通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，其特征在于，所述炭化室的頂部設(shè)有副產(chǎn)品管道(6)與冷卻筒體(7)的內(nèi)腔相通，所述冷卻筒體(7)的頂部設(shè)有可燃?xì)獬謦?9)，底部設(shè)有焦油出口 ；在冷卻筒體內(nèi)設(shè)有冷卻水盤(pán)管(8)，所述冷卻盤(pán)管的一端經(jīng)冷凝器(17)與所述水加熱筒體內(nèi)的蒸汽盤(pán)管(12)連通，另一端經(jīng)冷卻水管道(10)與所述水加熱筒體(14)的內(nèi)腔連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，其特征在于，所述燃燒室的排煙管道(23)與所述水加熱筒體(14)的內(nèi)腔相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，其特征在于，在所述燃燒室的側(cè)部經(jīng)空氣管道(21)連通有空氣預(yù)熱器(20)，所述空氣預(yù)熱器上設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)(18)向燃燒室內(nèi)供送空氣，在空氣預(yù)熱器內(nèi)腔設(shè)有煙加熱蛇管(19)，所述煙加熱盤(pán)管的排煙ロ延伸出所述空氣預(yù)熱器外部，煙加熱盤(pán)管的入口連通所述水加熱筒體(14)的內(nèi)腔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水蒸汽式生物質(zhì)炭化爐，在爐體上部的炭化室中縱向設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)，爐體外部的進(jìn)料輸送帶延伸至所述螺旋輸送機(jī)的上部，爐體外部的生物炭傳送帶延伸至所述螺旋輸送機(jī)的下方；所述螺旋輸送機(jī)的空心軸的上下端分別密封套接于套管中，位于套管內(nèi)的空心軸上設(shè)有與軸內(nèi)腔相通的蒸汽孔，空心軸下端的套管與高溫蒸汽發(fā)生裝置相通，空心軸上端的套管與水加熱筒體內(nèi)的蒸汽盤(pán)管連通。本發(fā)明炭化爐采用水蒸氣加熱聯(lián)合絞龍輸送形式，可實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)炭、可燃?xì)?、焦油三?lián)產(chǎn)，并且使熱量循環(huán)利用，提高了炭化的效率和能源的利用率。
文檔編號(hào)C10J3/30GK102776030SQ20121029229
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者張兵, 李慧, 汪洪波, 邢獻(xiàn)軍, 馬培勇, 高永偉 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)