專利名稱：一種高效可擇熱解系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種生物質(zhì)干餾設(shè)備，尤其涉及ー種高效可擇熱解系統(tǒng)，具體適用于提高成品炭的質(zhì)量，并獲取高性價(jià)比的生物質(zhì)燃?xì)狻?br> 背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的高速發(fā)展,能源需求也越來(lái)越多，但傳統(tǒng)化石能源(煤、石油、天然氣)儲(chǔ)量日益減少，且具有較大的污染，不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要，因而迫切需要尋找新的替代能源。生物質(zhì)具有分布廣、可持續(xù)供應(yīng)、轉(zhuǎn)化方便等特點(diǎn)，十分適合我國(guó)的國(guó)情，具有較好的應(yīng)用前景，生物質(zhì)熱解系統(tǒng)就是在這ー背景下開發(fā)的。中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)為CN201241088Y，授權(quán)公告日為2009年5月20日的實(shí)用新型專利公開了ー種用于固體生物質(zhì)的臥式回轉(zhuǎn)低壓內(nèi)燃高溫干餾爐，在爐體的兩端固定有 通過(guò)密封組件密封的前、后端蓋，在前端蓋上有進(jìn)料機(jī)構(gòu)以及點(diǎn)火孔和燃?xì)膺M(jìn)ロ，在后端蓋上有出料機(jī)構(gòu)，在爐體上有耐火層、隔熱層和安全防護(hù)套，在爐膛內(nèi)壁沿圓周方向鑲嵌有陶質(zhì)抄手以翻攪固體物料，在爐體上設(shè)置有由齒輪圏、“ V”型導(dǎo)軌、“V”型滾輪和滾輪托架組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。雖然該實(shí)用新型可將固體生物質(zhì)在低壓高溫(800 - IOOO0C )條件下實(shí)現(xiàn)連續(xù)直接干餾氣化，熱效率85%以上，但它仍舊具有以下缺陷首先，該實(shí)用新型只能一次性的產(chǎn)出成品炭和燃?xì)猓瑹o(wú)法根據(jù)生產(chǎn)的需要調(diào)整產(chǎn)品的種類，如偏重于產(chǎn)炭或偏重于產(chǎn)燃?xì)?，可調(diào)性較差，無(wú)法適應(yīng)生產(chǎn)的需要，性價(jià)比較低；其次，該實(shí)用新型只有ー個(gè)燃?xì)膺M(jìn)ロ提供燃?xì)?，火力小，加熱不均勻，不僅會(huì)降低成品炭的質(zhì)量，而且加熱效率較低，易浪費(fèi)燃?xì)?；再次，該?shí)用新型中得到的產(chǎn)品炭在出爐后才通過(guò)冷卻水夾套冷卻，在出爐前沒(méi)有冷卻，導(dǎo)致出爐時(shí)成品炭會(huì)與空氣中的氧氣燃燒，降低成品炭的質(zhì)量，且由于成品炭出爐時(shí)溫度很高，易燙壞冷卻水夾套；最后，該實(shí)用新型沒(méi)有具體涉及物料在干餾釜中的加熱情況，只提到在800 -1000°C下進(jìn)行連續(xù)干餾，而物料的加熱情況對(duì)成品炭、燃?xì)獾馁|(zhì)量至關(guān)重要，因此依據(jù)該實(shí)用新型無(wú)法獲得較高質(zhì)量的成品炭與燃?xì)猓a(chǎn)效率較低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的可調(diào)性較差、性價(jià)比較低、加熱效率較低、成品炭質(zhì)量較差、生產(chǎn)效率較低的缺陷與問(wèn)題，提供ー種可調(diào)性較好、性價(jià)比較強(qiáng)、カロ熱效率較高、成品炭質(zhì)量較好、生產(chǎn)效率較高的高效可擇熱解系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種高效可擇熱解系統(tǒng)，包括爐體、干餾釜與燃?xì)鈬娮?，所述爐體內(nèi)的爐腔中設(shè)置有干餾釜，干餾釜的下方設(shè)置有燃?xì)鈬娮?，且在干餾釜上連接有排氣管與冷卻裝置；所述干餾釜呈臥式布置，包括上側(cè)部、下側(cè)部、釜頂部與釜底部，上側(cè)部、下側(cè)部均位于釜頂部與釜底部之間，下側(cè)部的下方與多個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)獬隹谙嗤ǎ細(xì)鈬娮斓娜細(xì)膺M(jìn)ロ與爐體外部設(shè)置的控制閥相連接，且在爐體上設(shè)置有與爐腔相連接的溫度計(jì)。所述燃?xì)鈬娮斓臄?shù)量為四個(gè)，分別為一號(hào)燃?xì)鈬娮?、二?hào)燃?xì)鈬娮?、三?hào)燃?xì)鈬娮炫c四號(hào)燃?xì)鈬娮欤凰鲆惶?hào)燃?xì)鈬娮臁⒍?hào)燃?xì)鈬娮?、三?hào)燃?xì)鈬娮?、四?hào)燃?xì)鈬娮斓慕诲e(cuò)設(shè)置方式為一號(hào)燃?xì)鈬娮?、二?hào)燃?xì)鈬娮臁⑷?hào)燃?xì)鈬娮?、四?hào)燃?xì)鈬娮煜嗷テ叫?，一?hào)燃?xì)鈬娮?、三?hào)燃?xì)鈬娮煲煌挥诟绅s釜的ー側(cè)，二號(hào)燃?xì)鈬娮?、四?hào)燃?xì)鈬娮煲煌挥诟绅s釜的另ー側(cè)，且二號(hào)燃?xì)鈬娮煳挥谝惶?hào)燃?xì)鈬娮?、三?hào)燃?xì)鈬娮熘g，三號(hào)燃?xì)鈬娮煳挥诙?hào)燃?xì)鈬娮?、四?hào)燃?xì)鈬娮熘g。所述冷卻裝置包括氮?dú)膺M(jìn)氣管與氮?dú)獬鰵夤埽龅獨(dú)膺M(jìn)氣管與釜頂部相通，所述氮?dú)獬鰵夤艿囊欢伺c上側(cè)部相通，另一端延伸至爐體的外部。所述干餾釜的內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)料罐，該兩個(gè)料罐沿同一排設(shè)置，料罐的底部與滾軸相接觸，滾軸的兩端與滾輪相連接。所述干餾釜的上側(cè)部上近釜頂部的部位與排氣管的一端相通，排氣管的另一端經(jīng)爐體后與位于爐體外部的放散閥相連接；所述爐體上近排氣管的部位設(shè)置有與爐腔相通的溫度計(jì)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為I、本實(shí)用新型一種高效可擇熱解系統(tǒng)中在對(duì)干餾釜內(nèi)物料進(jìn)行加熱時(shí)，若偏重于獲得成品炭，則加熱到熱解炭化階段結(jié)束，若偏重于獲得生物質(zhì)燃?xì)?，則加熱到煅燒階段結(jié)束，可調(diào)性較強(qiáng)，完全可根據(jù)生產(chǎn)的需要進(jìn)行選擇，從而更符合市場(chǎng)的需求，性價(jià)比較高。因 此本實(shí)用新型不僅可調(diào)性較好，而且性價(jià)比較強(qiáng)。2、本實(shí)用新型一種高效可擇熱解系統(tǒng)中的干餾釜下側(cè)部的下方與多個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)獬隹谙嗤?，燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)膺M(jìn)ロ與爐體外部設(shè)置的控制閥相連接，燃?xì)鈬娮觳粌H數(shù)量為多個(gè)，加熱點(diǎn)多，而且呈交錯(cuò)設(shè)計(jì)，因而加熱效果較好，能使釜內(nèi)物料得到一個(gè)均勻的受熱環(huán)境，炭化程度非常均勻，使得產(chǎn)出成品炭的熱解程度很好，質(zhì)量較高，同時(shí)，加熱效率較高，產(chǎn)氣高，能耗低，整個(gè)周期所耗燃?xì)庹济繝t總產(chǎn)氣量的比例為20%- 30%，尤其當(dāng)燃?xì)鈬娮焓撬膫€(gè)時(shí)的效果最好，性價(jià)比最優(yōu)，省錢；此外，燃?xì)鈬娮於加煽刂崎y進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，可根據(jù)爐腔內(nèi)即時(shí)溫度、加熱溫度的需要對(duì)燃?xì)鈬娮斓膰姎饬窟M(jìn)行調(diào)整，從而調(diào)節(jié)爐腔內(nèi)的溫度，以取得最高的加熱效率。因此本實(shí)用新型不僅加熱效率較高，而且成品炭質(zhì)量較好。3、本實(shí)用新型一種高效可擇熱解系統(tǒng)中的冷卻裝置包括氮?dú)膺M(jìn)氣管與氮?dú)獬鰵夤?，所述氮?dú)膺M(jìn)氣管與釜頂部相通，所述氮?dú)獬鰵夤艿囊欢伺c上側(cè)部相通，另一端延伸至爐體的外部，使用時(shí)，通過(guò)氮?dú)鈱?duì)干餾釜內(nèi)的成品炭進(jìn)行冷卻，冷卻后再讓成品炭出爐，不僅在出爐前就對(duì)炭進(jìn)行冷卻，能夠有效帶走釜內(nèi)的余熱，使成品炭在釜內(nèi)得到一個(gè)很好的降溫環(huán)境，出爐時(shí)不會(huì)與空氣中的氧氣進(jìn)行燃燒，確保了成品炭的出爐質(zhì)量，而且氮?dú)饫鋮s的效果強(qiáng)于水冷卻，冷卻的更加均勻，便于提高成品炭的質(zhì)量。因此本實(shí)用新型不僅冷卻效果較強(qiáng)，而且成品炭質(zhì)量較高。4、本實(shí)用新型一種高效可擇熱解系統(tǒng)中對(duì)加熱的各個(gè)階段，即熱解干燥階段、預(yù)炭化階段、熱解炭化階段、煅燒階段都設(shè)定了對(duì)應(yīng)的溫度范圍與時(shí)間范圍，溫度范圍、時(shí)間范圍的設(shè)計(jì)不僅能夠滿足干餾釜內(nèi)不同化學(xué)反應(yīng)所需要的條件，而且便于提高產(chǎn)氣量與成品炭的質(zhì)量。在實(shí)際操作中，需要根據(jù)溫度計(jì)時(shí)刻監(jiān)視爐腔內(nèi)的溫度，并根據(jù)爐腔內(nèi)的即時(shí)溫度、各反應(yīng)階段的溫度要求對(duì)燃?xì)鈬娮爝M(jìn)行控制，以確保各階段的正常進(jìn)行，如超出設(shè)定的溫度范圍或時(shí)間范圍，不僅會(huì)降低產(chǎn)氣量，降低生產(chǎn)效率，而且會(huì)浪費(fèi)燃?xì)?，降低性價(jià)比，因而本實(shí)用新型只需使用產(chǎn)氣量的的20% - 30% (即產(chǎn)生100體積的燃?xì)猓細(xì)鈬娮熘恍柘?0 - 30體積的燃?xì)?，就能使干餾釜內(nèi)的反應(yīng)充分進(jìn)行，從而獲得較高質(zhì)量的成品炭與生物質(zhì)燃?xì)?，取得最好的綜合效益；此外，煅燒階段的加熱溫度需要根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)，雖然溫度越高，產(chǎn)氣效果越好，但溫度越高，燃燒時(shí)間越長(zhǎng)，耗氣量也越多，性價(jià)比越低，不符合市場(chǎng)效益，為此，本實(shí)用新型優(yōu)選煅燒階段的溫度為600°C，該溫度在目前的市場(chǎng)情況下經(jīng)濟(jì)效益比為最優(yōu)。因此本實(shí)用新型不僅生產(chǎn)效率較高，而且經(jīng)濟(jì)效益比為最優(yōu)。5、本實(shí)用新型一種高效可擇熱解系統(tǒng)中采取的物料優(yōu)選為經(jīng)高密度擠壓成型的秸桿棒，該秸桿棒的密度為O. 8 - I. 2噸/立方米，該種密度的物料在釜中能得到更加均勻的熱解，從而提高成品炭的質(zhì)量，最后制得的成品炭不僅結(jié)實(shí)不易破損，而且熱值較高，至 少在29. 4MJ/KG。因此本實(shí)用新型的成品炭質(zhì)量較好。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中A-A方向的剖視圖。圖3是圖I中燃?xì)鈬娮斓牟贾檬疽鈭D。圖中爐體I、爐腔11、干餾釜2、上側(cè)部21、下側(cè)部22、釜頂部23、釜底部24、燃?xì)鈬娮?、燃?xì)獬隹?31、燃?xì)膺M(jìn)口 32、控制閥33、一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7、排氣管4、放散閥41、冷卻裝置5、氮?dú)膺M(jìn)氣管51、氮?dú)獬鰵夤?2、溫度計(jì)6、料罐7、滾軸8、滾輪9。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參見(jiàn)圖I -圖3，一種高效可擇熱解系統(tǒng)，包括爐體I、干餾釜2與燃?xì)鈬娮?，所述爐體I內(nèi)的爐腔11中設(shè)置有干餾釜2，干餾釜2的下方設(shè)置有燃?xì)鈬娮?，且在干餾釜2上連接有排氣管4與冷卻裝置5 ；所述干餾釜2呈臥式布置，包括上側(cè)部21、下側(cè)部22、釜頂部23與釜底部24，上側(cè)部21、下側(cè)部22均位于釜頂部23與釜底部24之間，下側(cè)部22的下方與多個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的燃?xì)鈬娮?的燃?xì)獬隹?31相通，燃?xì)鈬娮?的燃?xì)膺M(jìn)口 32與爐體I外部設(shè)置的控制閥33相連接，且在爐體I上設(shè)置有與爐腔11相連接的溫度計(jì)6。所述燃?xì)鈬娮?的數(shù)量為四個(gè)，分別為一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6與四號(hào)燃?xì)鈬娮?7 ；所述一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7的交錯(cuò)設(shè)置方式為一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7相互平行，一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6 —同位于干餾釜2的一側(cè)，二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7 —同位于干餾釜2的另一側(cè)，且二號(hào)燃?xì)鈬娮?5位于一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6之間，三號(hào)燃?xì)鈬娮?6位于二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7之間。所述冷卻裝置5包括氮?dú)膺M(jìn)氣管51與氮?dú)獬鰵夤?2，所述氮?dú)膺M(jìn)氣管51與釜頂部23相通，所述氮?dú)獬鰵夤?2的一端與上側(cè)部21相通，另一端延伸至爐體I的外部。所述干餾釜2的內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)料罐7，該兩個(gè)料罐7沿同一排設(shè)置，料罐7的底部與滾軸8相接觸，滾軸8的兩端與滾輪9相連接。所述干餾釜2的上側(cè)部21上近釜頂部23的部位與排氣管4的一端相通，排氣管4的另一端經(jīng)爐體I后與位于爐體I外部的放散閥41相連接；所述爐體I上近排氣管4的部位設(shè)置有與爐腔11相通的溫度計(jì)6。一種上述高效可擇熱解系統(tǒng)的使用方法，該使用方法依次包括熱解干燥階段、預(yù)炭化階段、熱解炭化階段與冷卻收炭階段；·[0035]所述熱解干燥階段是指先將干燥過(guò)的物料送入干餾釜2中，然后對(duì)干餾釜2進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間為10 - 20分鐘，加熱過(guò)程中，由排氣管4將物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的氣體排空，同時(shí)，在排氣管4另一端連接的放散閥41處對(duì)排出的氣體進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，當(dāng)能點(diǎn)燃時(shí)，關(guān)閉排氣管4以進(jìn)入預(yù)炭化階段；所述熱解干燥階段是吸熱反應(yīng)，其溫度范圍為20 0C - 150 0C ；所述預(yù)炭化階段是指繼續(xù)對(duì)干餾釜2進(jìn)行加熱，并通過(guò)排氣管4收集預(yù)炭化階段產(chǎn)生的氣體，加熱時(shí)間為30 - 45分鐘，當(dāng)從溫度計(jì)6觀察到爐腔11內(nèi)溫度升至275°C時(shí)，進(jìn)入熱解炭化階段；所述預(yù)炭化階段是吸熱反應(yīng)，其溫度范圍為150°C - 275°C ；所述熱解炭化階段是指繼續(xù)對(duì)干餾釜2進(jìn)行加熱，并通過(guò)排氣管4收集熱解炭化階段產(chǎn)生的氣體，加熱時(shí)間為I-2小時(shí)，當(dāng)從溫度計(jì)6觀察到爐腔11內(nèi)溫度升至450°C時(shí)，熱解炭化階段結(jié)束；所述熱解炭化階段是放熱反應(yīng)，其溫度范圍為275°C - 450°C ；所述冷卻收炭階段是指當(dāng)熱解炭化階段結(jié)束時(shí)，停止加熱，并通過(guò)冷卻裝置5對(duì)干餾釜2內(nèi)的成品炭進(jìn)行冷卻，冷卻后，將成品炭出爐存放。所述使用方法還包括位于熱解炭化階段、冷卻收炭階段之間的煅燒階段，所述煅燒階段是吸熱反應(yīng)；所述煅燒階段是指當(dāng)熱解炭化階段結(jié)束時(shí)，繼續(xù)對(duì)干餾釜2進(jìn)行加熱，當(dāng)從溫度計(jì)6觀察到爐腔11內(nèi)溫度升至500°C時(shí)即進(jìn)入煅燒階段，煅燒階段中，成品炭發(fā)生還原反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為C + CO2 = 2C0, C + H2O = H2 + CO,并通過(guò)排氣管4收集煅燒階段產(chǎn)生的氣體，當(dāng)從溫度計(jì)6觀察到爐腔11內(nèi)溫度升至設(shè)定溫度時(shí)，煅燒階段結(jié)束，該設(shè)定溫度的范圍為 5000C - IOOO0C ；所述冷卻收炭階段是指當(dāng)煅燒階段結(jié)束時(shí)，停止加熱，并通過(guò)冷卻裝置5對(duì)干餾釜2內(nèi)的成品炭進(jìn)行冷卻，冷卻后，將成品炭出爐存放。所述冷卻裝置5包括氮?dú)膺M(jìn)氣管51與氮?dú)獬鰵夤?2，所述氮?dú)膺M(jìn)氣管51與釜頂部23相通，所述氮?dú)獬鰵夤?2的一端與上側(cè)部21相通，另一端延伸至爐體I的外部；所述冷卻裝置5對(duì)干餾釜2內(nèi)成品炭的冷卻方式為氮?dú)饫鋮s。所述物料的密度為O. 8-1.2噸/立方米。所述煅燒階段的設(shè)定溫度為600°C ;所述煅燒階段產(chǎn)生的氣體的組成成分及其體積百分比為一氧化碳12% - 20%，氫氣12% - 13%，甲烷1% - 3%，其余是氮?dú)?。[0045]本實(shí)用新型的原理說(shuō)明如下一、燃?xì)鈬娮毂緦?shí)用新型在干餾釜2的下側(cè)部22的下方設(shè)置有多個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的燃?xì)鈬娮?，燃?xì)鈬娮?的燃?xì)獬隹?31與下側(cè)部22的下方相通以便于加熱干餾釜2，燃?xì)鈬娮?的燃?xì)膺M(jìn)口 32與爐體I外部設(shè)置的控制閥33相連接。使用中，由于燃?xì)鈬娮?的數(shù)量為多個(gè)，且呈交錯(cuò)布置，因而能夠給干餾釜2均勻加熱，提高物料的受熱均勻度，使得物料的炭化程度非常均勻，成品炭(即產(chǎn)出的炭棒)的熱解程度很好，質(zhì)量很高，而且加熱的效率較高，產(chǎn)氣高，能耗低，整個(gè)周期所耗燃?xì)鈨H占每爐總產(chǎn)氣量的比例為20% - 30%。此外，燃?xì)鈬娮?上設(shè)有控制閥33，可通過(guò)控制閥33控制燃?xì)鈬娮?的出氣量，從而控制爐腔11內(nèi)的溫度，以取得最高的加熱效率，整個(gè)周期所耗燃?xì)鈨H占每爐總產(chǎn)氣量的20% - 30%。二、冷卻裝置本實(shí)用新型中的冷卻裝置5包括氮?dú)膺M(jìn)氣管51與氮?dú)獬鰵夤?2，所述氮?dú)膺M(jìn)氣管51與釜頂部23相通，所述氮?dú)獬鰵夤?2的一端與上側(cè)部21相通，另一端延伸至爐體I的外部，使用時(shí)，通過(guò)氮?dú)鈱?duì)干餾釜2內(nèi)的成品炭進(jìn)行冷卻，冷卻后再讓成品炭出爐，本實(shí)用新型在出爐前就對(duì)炭進(jìn)行冷卻，不僅能夠有效帶走釜內(nèi)的余熱，使成品炭在釜內(nèi)得到一個(gè)很好的降溫環(huán)境，出爐時(shí)不會(huì)與空氣中的氧氣進(jìn)行燃燒，確保了成品炭的出爐質(zhì)量，而且氮?dú)饫鋮s的效果強(qiáng)于水冷卻，冷卻的更加均勻，便于提高成品炭的質(zhì)量。三、熱解干燥階段、預(yù)炭化階段、熱解炭化階段與煅燒階段本實(shí)用新型加熱過(guò)程的進(jìn)行根據(jù)生產(chǎn)需要選擇，若偏重于獲得成品炭，則加熱到熱解炭化階段結(jié)束，若偏重于獲得生物質(zhì)燃?xì)猓瑒t加熱到煅燒階段結(jié)束，可調(diào)性較強(qiáng)，完全根據(jù)生產(chǎn)的需要進(jìn)行選擇，經(jīng)濟(jì)效益比最優(yōu)，性價(jià)比較高。I、熱解干燥階段熱解干燥階段是吸熱反應(yīng)，其溫度范圍為20°C - 150°C，加熱時(shí)間為10 - 20分鐘。在熱解干燥階段中，由于物料剛加熱不久，因而在150°C以前排出的都是水蒸氣，這部分水蒸氣需要排空，而不是收集，同時(shí)在排氣管4另一端連接的放散閥41處對(duì)排出的氣體進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，當(dāng)能點(diǎn)燃時(shí)，則證明水蒸氣排的差不多了，氣也符合要求，就關(guān)閉排氣管4，以進(jìn)入預(yù)炭化階段。由于熱解干燥階段的目的是熱解干燥，物料含水分越多，這個(gè)階段就越長(zhǎng)，消耗的能源就越多，只有把水分蒸干了才能開始熱解，因此要熱解的物料應(yīng)盡量減少水分，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，一般都要安裝原料干燥設(shè)備。2、預(yù)炭化階段預(yù)炭化階段是吸熱反應(yīng)，其溫度范圍為150°C - 275°C，加熱時(shí)間為30 - 45分鐘。當(dāng)物料中的水分在熱解干燥階段被蒸干后，隨著溫度的上升，進(jìn)入預(yù)炭化階段，該階段中，物料里的半纖維素等不穩(wěn)定成分開始分解，這時(shí)排出的主要是co2、CO氣體和少量的醋酸，產(chǎn)出的氣體熱值很低。3、熱解炭化階段熱解炭化階段是放熱反應(yīng)，其溫度范圍為275°C - 450°C，加熱時(shí)間為I _ 2小時(shí)。當(dāng)溫度繼續(xù)上升，超過(guò)275°C時(shí)，物料開始加快分解，隨著溫度提高，分解速度加快，產(chǎn)生大量分解物，如甲烷、乙烷、乙烯、醋酸、甲醇、丙醇、木焦油等，由于生物質(zhì)中含有氧元素，這一階段是放熱反應(yīng)，不用外加熱就可以使反應(yīng)進(jìn)行下去，這一階段可保持到450°C。[0058]生物質(zhì)干餾熱解的主要產(chǎn)物都是在這個(gè)階段形成的，特別是木醋液、木焦油幾乎全部都是在這個(gè)階段中形成的。如果這時(shí)停止加熱的話，得到的產(chǎn)物有炭、生物質(zhì)燃?xì)?、木焦油、木醋液，其中炭的產(chǎn)量最高，生物質(zhì)燃?xì)猱a(chǎn)量則很低，因?yàn)楫a(chǎn)品炭中還有一些揮發(fā)分沒(méi)被分解出來(lái)，這時(shí)的生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂挡惶?，一般?000大卡/立方米左右，若選擇以成品炭為主，一般在這一階段就停止加熱了，以獲得多產(chǎn)炭的效果，每噸原料可產(chǎn)炭330Kg - 400Kg，若選擇以產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)鉃橹?，熱解過(guò)程還要繼續(xù)下去，即進(jìn)行煅燒階段。4、煅燒階段煅燒階段是吸熱反應(yīng)，其設(shè)定溫度的范圍為500°C - 1000°C。煅燒階段溫度可以加熱到500°C，也可以加到600°C、700°C，乃至1000°C以上。煅燒階段隨著溫度的升高不再產(chǎn)生木醋液和焦油，而只產(chǎn)生生物質(zhì)燃?xì)?，生物質(zhì)燃?xì)獾慕M成成分及其體積百分比為一氧化碳12% - 20%，氫氣12% - 13%，甲烷1% - 3%，其余是氮?dú)?。該階段可使生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂荡蟠筇岣?，例如，一噸物料?000°C下熱解，生物質(zhì)燃?xì)獾臒嶂悼蛇_(dá)6000大卡/立方米，而木炭的產(chǎn)量只有220Kg - 230Kg。 需要特別指出的是煅燒階段是吸熱反應(yīng)，也就是說(shuō)需要外加熱，所以從性價(jià)比平衡角度看，并不是熱解溫度越高越好，在實(shí)際生產(chǎn)中究竟選擇什么樣的熱解溫度，要因時(shí)、因地、因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、因生產(chǎn)目的而定，根據(jù)目前市場(chǎng)情況，若煅燒階段溫度選擇為600°C，則經(jīng)濟(jì)效益比為最優(yōu)。本實(shí)用新型的生產(chǎn)數(shù)據(jù)如下原料1900kg/爐；成品炭堆比重O. 143g/cm3 ;產(chǎn)氣量570Nm3/ 爐；可燃?xì)鉄嶂?500大卡/Nm3左右；木醋液428kg/ 爐；木焦油95kg/ 爐；物料干燥溫度20°C - 150°C ;干燥后的物料含水率 10% - 15% ；干餾釜耗燃?xì)饬?40 - 170Nm3/h ;空氣耗量為燃?xì)獾?倍；氮?dú)夂牧?0Nm3/h (間斷用氣)。實(shí)施例I :該實(shí)施例只加熱到熱解炭化階段，以得到成品炭為主一種高效可擇熱解系統(tǒng)，包括爐體I、干餾釜2、燃?xì)鈬娮?與冷卻裝置5，所述爐體I內(nèi)的爐腔11中設(shè)置有干餾釜2，該干餾釜2呈臥式布置，包括上側(cè)部21、下側(cè)部22、釜頂部23與釜底部24，上側(cè)部21、下側(cè)部22均位于釜頂部23與釜底部24之間，上側(cè)部21上近釜頂部23的部位與排氣管4的一端相通，排氣管4的另一端經(jīng)爐體I后與位于爐體I外部的放散閥41相連接，爐體I上近排氣管4的部位設(shè)置有與爐腔11相通的溫度計(jì)6，下側(cè)部22的下方與四個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的燃?xì)鈬娮?的燃?xì)獬隹?31相通，燃?xì)鈬娮?的燃?xì)膺M(jìn)口 32與爐體I外部設(shè)置的控制閥33相連接，且在干餾釜2的內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)料罐7，該兩個(gè)料罐7沿同一排設(shè)置，料罐7的底部與滾軸8相接觸，滾軸8的兩端與滾輪9相連接；四個(gè)燃?xì)鈬娮?分別為一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6與四號(hào)燃?xì)鈬娮?7 ;所述一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7的交錯(cuò)設(shè)置方式為一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7相互平行，一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6 —同位于干餾釜2的一側(cè)，二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7 —同位于干餾釜2的另一側(cè)，且二號(hào)燃?xì)鈬娮?5位于一號(hào)燃?xì)鈬娮?4、三號(hào)燃?xì)鈬娮?6之間，三號(hào)燃?xì)鈬娮?6位于二號(hào)燃?xì)鈬娮?5、四號(hào)燃?xì)鈬娮?7之間；所述冷卻裝置5包括氮?dú)膺M(jìn)氣管51與氮?dú)獬鰵夤?2，所述氮?dú)膺M(jìn)氣管51與釜頂部23相通，所述氮?dú)獬鰵夤?2的一端與上側(cè)部21相通，另一端延伸至爐體I的外部?！N上述高效可擇熱解系統(tǒng)的使用方法，該使用方法依次包括熱解干燥階段、預(yù)炭化階段、熱解炭化階段與冷卻收炭階段；所述熱解干燥階段是指先將干燥過(guò)的物料送入干餾釜2中，然后對(duì)干餾釜2進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間為10 - 20分鐘，加熱過(guò)程中，由排氣管4將物料在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的氣體排空，同時(shí)，在排氣管4另一端連接的放散閥41處對(duì)排出的氣體進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)，當(dāng)能點(diǎn)燃時(shí)，關(guān)閉排氣管4以進(jìn)入預(yù)炭化階段；所述熱解干燥階段是吸熱反應(yīng)，其溫度范圍為200C - 1500C ;所述物料的密度為O. 8 - I. 2噸/立方米；所述預(yù)炭化階段是指繼續(xù)對(duì)干餾釜2進(jìn)行加熱，并通過(guò)排氣管4收集預(yù)炭化階段產(chǎn)生的氣體，加熱時(shí)間為30 - 45分鐘，當(dāng)從溫度計(jì)6觀察到爐腔11內(nèi)溫度升至275°C時(shí)，進(jìn)入熱解炭化階段；所述預(yù)炭化階段是吸熱反應(yīng)，其溫度范圍為150°C - 275°C ； 所述熱解炭化階段是指繼續(xù)對(duì)干餾釜2進(jìn)行加熱，并通過(guò)排氣管4收集熱解炭化階段產(chǎn)生的氣體，加熱時(shí)間為I-2小時(shí)，當(dāng)從溫度計(jì)6觀察到爐腔11內(nèi)溫度升至450°C時(shí)，熱解炭化階段結(jié)束；所述熱解炭化階段是放熱反應(yīng)，其溫度范圍為275°C - 450°C ；所述冷卻收炭階段是指當(dāng)熱解炭化階段結(jié)束時(shí)，停止加熱，并通過(guò)冷卻裝置5對(duì)干餾釜2內(nèi)的成品炭進(jìn)行冷卻，冷卻后，將成品炭出爐存放。實(shí)施例2 :該實(shí)施例持續(xù)加熱到煅燒階段，以得到生物質(zhì)燃?xì)鉃橹骰緝?nèi)容同實(shí)施例1，不同之處在于使用方法中還包括位于熱解炭化階段、冷卻收炭階段之間的煅燒階段，所述煅燒階段是吸熱反應(yīng)；所述煅燒階段是指當(dāng)熱解炭化階段結(jié)束時(shí)，繼續(xù)對(duì)干餾釜2進(jìn)行加熱，當(dāng)從溫度計(jì)6觀察到爐腔11內(nèi)溫度升至500°C時(shí)即進(jìn)入煅燒階段，煅燒階段中，成品炭發(fā)生還原反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為C + CO2 = 2C0, C + H2O = H2 + CO,并通過(guò)排氣管4收集煅燒階段產(chǎn)生的氣體，當(dāng)從溫度計(jì)6觀察到爐腔11內(nèi)溫度升至設(shè)定溫度時(shí)，煅燒階段結(jié)束，該設(shè)定溫度為6000C ;所述煅燒階段產(chǎn)生的氣體的組成成分及其體積百分比為一氧化碳12%-20%，氫氣12% - 13%，甲烷1% - 3%，其余是氮?dú)?；所述冷卻收炭階段是指當(dāng)煅燒階段結(jié)束時(shí)，停止加熱，并通過(guò)冷卻裝置5對(duì)干餾釜2內(nèi)的成品炭進(jìn)行冷卻，冷卻后，將成品炭出爐存放。
權(quán)利要求1.一種高效可擇熱解系統(tǒng)，包括爐體(I)、干餾釜(2)與燃?xì)鈬娮?3)，所述爐體(I)內(nèi)的爐腔(11)中設(shè)置有干餾釜(2)，干餾釜(2)的下方設(shè)置有燃?xì)鈬娮?3)，且在干餾釜(2)上連接有排氣管(4)與冷卻裝置(5)，其特征在于 所述干餾釜(2)呈臥式布置，包括上側(cè)部(21)、下側(cè)部(22)、釜頂部(23)與釜底部(24)，上側(cè)部(21)、下側(cè)部(22)均 位于釜頂部(23)與釜底部(24)之間，下側(cè)部(22)的下方與多個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的燃?xì)鈬娮?3)的燃?xì)獬隹?31)相通，燃?xì)鈬娮?3)的燃?xì)膺M(jìn)ロ(32)與爐體(I)外部設(shè)置的控制閥(33)相連接，且在爐體(I)上設(shè)置有與爐腔(11)相連接的溫度計(jì)(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種高效可擇熱解系統(tǒng)，其特征在于 所述燃?xì)鈬娮?3)的數(shù)量為四個(gè)，分別為一號(hào)燃?xì)鈬娮?34)、二號(hào)燃?xì)鈬娮?35)、三號(hào)燃?xì)鈬娮?36)與四號(hào)燃?xì)鈬娮?37)； 所述一號(hào)燃?xì)鈬娮?34)、二號(hào)燃?xì)鈬娮?35)、三號(hào)燃?xì)鈬娮?36)、四號(hào)燃?xì)鈬娮?37)的交錯(cuò)設(shè)置方式為一號(hào)燃?xì)鈬娮?34)、二號(hào)燃?xì)鈬娮?35)、三號(hào)燃?xì)鈬娮?36)、四號(hào)燃?xì)鈬娮?37)相互平行，一號(hào)燃?xì)鈬娮?34)、三號(hào)燃?xì)鈬娮?36)—同位于干餾釜(2)的ー側(cè)，ニ號(hào)燃?xì)鈬娮?35)、四號(hào)燃?xì)鈬娮?37)—同位于干餾釜(2)的另ー側(cè)，且二號(hào)燃?xì)鈬娮?35)位于一號(hào)燃?xì)鈬娮?34)、三號(hào)燃?xì)鈬娮?36)之間，三號(hào)燃?xì)鈬娮?36)位于二號(hào)燃?xì)鈬娮?35)、四號(hào)燃?xì)鈬娮?37)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種高效可擇熱解系統(tǒng)，其特征在于所述冷卻裝置(5)包括氮?dú)膺M(jìn)氣管(51)與氮?dú)獬鰵夤?52)，所述氮?dú)膺M(jìn)氣管(51)與釜頂部(23)相通，所述氮?dú)獬鰵夤?52)的一端與上側(cè)部(21)相通，另一端延伸至爐體(I)的外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種高效可擇熱解系統(tǒng)，其特征在于所述干餾釜(2)的內(nèi)部設(shè)置有兩個(gè)料罐(7)，該兩個(gè)料罐(7)沿同一排設(shè)置，料罐(7)的底部與滾軸(8)相接觸，滾軸(8)的兩端與滾輪(9)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種高效可擇熱解系統(tǒng)，其特征在于所述干餾釜(2)的上側(cè)部(21)上近釜頂部(23)的部位與排氣管(4)的一端相通，排氣管(4)的另一端經(jīng)爐體(I)后與位于爐體(I)外部的放散閥(41)相連接；所述爐體(I)上近排氣管(4)的部位設(shè)置有與爐腔(11)相通的溫度計(jì)(6)。
專利摘要一種高效可擇熱解系統(tǒng)，包括爐體、干餾釡、燃?xì)鈬娮炫c冷卻裝置，所述爐體內(nèi)的爐腔中設(shè)置有呈臥式布置的干餾釡，該干餾釡包括上側(cè)部、下側(cè)部、釡頂部與釡底部，上側(cè)部上近釡頂部的部位與排氣管相通，排氣管的另一端與放散閥連接，爐體上近排氣管的部位設(shè)置有與爐腔相通的溫度計(jì)，下側(cè)部的下方與四個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)獬隹谙嗤?，燃?xì)鈬娮斓娜細(xì)膺M(jìn)口與控制閥相連接，所述冷卻裝置包括與釡頂部相通的氮?dú)膺M(jìn)氣管以及與上側(cè)部相通的氮?dú)獬鰵夤?，使用時(shí)，若偏重于生產(chǎn)炭，則加熱到熱解炭化階段結(jié)束，若偏重于生產(chǎn)生物質(zhì)燃?xì)?，則加熱到煅燒階段結(jié)束。本設(shè)計(jì)不僅可調(diào)性較好、性價(jià)比較強(qiáng)、加熱效率較高，而且成品炭質(zhì)量較好、生產(chǎn)效率較高。
文檔編號(hào)C10B57/00GK202595042SQ20122015981
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
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