本實用新型涉及生物炭制備領(lǐng)域，特別一種生物炭制備裝置。

背景技術(shù)：

熱解技術(shù)是近幾年研究較多的生物質(zhì)能源化技術(shù)，即利用生物質(zhì)在無氧狀態(tài)下熱分解裂解為小分子氣體(生物氣)，同時產(chǎn)生固體(生物炭)、液體(生物油)的技術(shù)。人們將生物質(zhì)置于容器中，向其中連續(xù)通入惰性氣體，排出空氣，使之處于無氧狀態(tài)，然后并同時對其加熱至350℃至800℃不等，以回收利用能源。

近年來，熱解過程中所產(chǎn)生的固態(tài)殘物生物炭受到人們的高度關(guān)注，因其不僅具有固碳作用，且可作為重金屬或有機物的吸附劑，以及土壤添加劑增加土壤肥力而成為一種環(huán)境多功能材料。生物炭的制備原理雖然也等同于熱解技術(shù)，但其與生產(chǎn)生物油和生物氣有區(qū)別。制備生物炭的主要目標(biāo)為固碳，以減少溫室氣體的排放。熱解技術(shù)常用裝置類型有：固定床、流化床、夾帶流、多爐裝置、旋轉(zhuǎn)爐、旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器、分批處理裝置等，但是目前的反應(yīng)設(shè)備常常會因為受熱不均勻，排出空氣不充分，反應(yīng)物堆積過于密集等原因使得炭化不充分，不利于固碳，因此為了更好的實現(xiàn)固碳，尋找一種炭化充分的生物炭制備裝置是十分有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于于此，本實用新型目的在于是提供一種可以實現(xiàn)生物質(zhì)充分炭化的生物炭制備裝置，減少生物炭制備過程中炭化不充分現(xiàn)象的發(fā)生，有利于進行固碳。

為達到上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：生物炭制備裝置，包括加熱爐、滾筒、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、抽氣機構(gòu)、集油機構(gòu)、儲油罐和反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)，所述滾筒包括轉(zhuǎn)軸、內(nèi)筒、外筒和蓋板，所述蓋板設(shè)置在所述外筒和所述內(nèi)筒的上方且分別與所述外筒和內(nèi)筒可拆卸連接，所述外筒和所述內(nèi)筒分別設(shè)在底板的上方且分別與所述底板可拆卸連接，所述底板與所述轉(zhuǎn)軸連接，所述內(nèi)筒設(shè)置在所述外筒內(nèi)，所述內(nèi)筒和所述外筒均與所述轉(zhuǎn)軸同軸 裝配，所述外筒的筒壁為均勻設(shè)置有透氣孔的筒壁；所述滾筒和所述集油機構(gòu)分別設(shè)置在所述加熱爐的爐體內(nèi)且所述滾筒設(shè)在所述集油機構(gòu)內(nèi)部空腔內(nèi)，所述爐體上設(shè)有排油管，所述排油管的進油端與所述集油機構(gòu)的出油端流體導(dǎo)通連接，所述排油管的出油端與所述儲油罐的進油端流體導(dǎo)通連接；所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)通過所述傳動機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)軸傳動連接；所述抽氣機構(gòu)的進氣端與所述爐體的排氣端流體導(dǎo)通連接，所述爐體的進氣端與所述反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)的出氣端流體導(dǎo)通連接，所述抽氣機構(gòu)的進氣端上與所述反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)的出氣端上均設(shè)有截止閥。

上述生物炭制備裝置，所述內(nèi)筒筒壁為均勻設(shè)置有透氣孔的筒壁。

上述生物炭制備裝置，所述蓋板為均勻設(shè)置有透氣孔的蓋板。

上述生物炭制備裝置，所述底板為均勻設(shè)置有透氣孔的環(huán)形板，所述環(huán)形板通過支撐桿與所述轉(zhuǎn)軸可拆卸連接。

上述生物炭制備裝置，所述集油裝置包括U形集油槽，所述U形集油槽槽內(nèi)空腔與所述排油管的進油端通過導(dǎo)油管流體導(dǎo)通連接，所述U形集油槽的上端套在所述外筒上，所述U形集油槽的下端與所述轉(zhuǎn)軸同軸裝配且所述U形槽相對所述爐體相對靜止；所述滾筒設(shè)置在所述U形集油槽的空腔內(nèi)。

上述生物炭制備裝置，所述加熱爐包括所述爐體、第一加熱元件和第二加熱元件，所述第一加熱元件設(shè)置在所述爐體內(nèi)壁上，所述第二加熱元件的一端與所述爐體連接，所述第二加熱元件的另一端設(shè)置在所述內(nèi)筒內(nèi)且臨近所述底板。

上述生物炭制備裝置，所述第二加熱元件與所述內(nèi)筒同軸裝配。

上述生物炭制備裝置，所述抽氣機構(gòu)的出氣端與冷凝回收油機構(gòu)的進氣端流體導(dǎo)通連接。

上述生物炭制備裝置，所述反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)為氮氣瓶，所述抽氣機構(gòu)為耐高溫真空泵，所述冷凝回收油機構(gòu)包括冷凝管和回收油罐，所述冷凝管的進氣端與所述耐高溫真空泵的出氣端流體導(dǎo)通連接，所述冷凝管的出油端與所述回收油罐的進油端流體導(dǎo)通連接。

本實用新型的有益效果是：

1.本實用新型利用滾筒轉(zhuǎn)動使得爐體內(nèi)的熱空氣相對生物質(zhì)發(fā)生流動且利用生物質(zhì)顆粒之間的間隙使得生物質(zhì)堆內(nèi)外得到均勻加熱，從而實現(xiàn)生物質(zhì)堆內(nèi)外的同時同步加熱炭化，進而實現(xiàn)生物質(zhì)的充分炭化。

2.本實用新型利用雙加熱元件實現(xiàn)對放置于外筒與內(nèi)筒之間的生物質(zhì)進行雙向加熱，有益于對生物質(zhì)堆內(nèi)部進行均勻加熱，有利于提高生物質(zhì)的炭化 程度和縮短生物質(zhì)的炭化時間。

3.本實用新型通過冷凝回收油機構(gòu)實現(xiàn)對排出的熱空氣的內(nèi)含有的生物油蒸汽進行回收，避免生物油在生物炭制備車間冷凝粘附在其他設(shè)備上而污染其他設(shè)備。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1為本實用新型生物炭制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型生物炭制備裝置的外筒的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型生物炭制備裝置的蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型生物炭制備裝置的底板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-爐體；2-第一加熱元件；3-第二加熱元件；4-U形集油槽；5-外筒；6-內(nèi)筒；7-蓋板；8-排油管；9-儲油罐；10-轉(zhuǎn)軸；11-傳動機構(gòu)；12-轉(zhuǎn)動機構(gòu)；13-底板；14-抽氣機構(gòu)；15-回收油罐；16-冷凝管；17-生物質(zhì)；18-反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)；19-透氣孔；20-截止閥。

具體實施方式

為了更清楚地說明本實用新型，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本實用新型做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本實用新型的保護范圍。

如圖1和圖2所示，本實用新型生物炭制備裝置，包括加熱爐、滾筒、轉(zhuǎn)動機構(gòu)12、傳動機構(gòu)11、抽氣機構(gòu)14、集油機構(gòu)、儲油罐9和反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)18，所述滾筒包括轉(zhuǎn)軸10、內(nèi)筒6、外筒5和蓋板7，所述蓋板7設(shè)置在所述外筒5和所述內(nèi)筒6的上方且分別與所述外筒5和內(nèi)筒6可拆卸連接，所述外筒5和所述內(nèi)筒6分別設(shè)在底板13的上方且分別與所述底板13可拆卸連接，所述底板13與所述轉(zhuǎn)軸10連接，所述內(nèi)筒6設(shè)置在所述外筒5內(nèi)，所述內(nèi)筒6和所述外筒5均與所述轉(zhuǎn)軸10同軸裝配，所述外筒5的筒壁為均勻設(shè)置有透氣孔19的筒壁；所述滾筒和所述集油機構(gòu)分別設(shè)置在所述加熱爐的爐體1內(nèi)且所述滾筒設(shè)在所述集油機構(gòu)內(nèi)部空腔內(nèi)，所述爐體1上設(shè)有排油管8，所述排油管8的進油端與所述集油機構(gòu)的出油端流體導(dǎo)通連接，所述排油管8的出油端與所述儲油罐9的進油端流體導(dǎo)通連接；所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)12通過所述傳動機構(gòu)11與所述轉(zhuǎn)軸10傳動連接；所述抽氣機構(gòu)14的進氣端與所述 爐體1的排氣端流體導(dǎo)通連接，所述爐體1的進氣端與所述反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)18的出氣端流體導(dǎo)通連接，所述抽氣機構(gòu)14的進氣端上與所述反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)18的出氣端上均設(shè)有截止閥20。其中，利用所述轉(zhuǎn)動機構(gòu)12通過所述傳動機構(gòu)11驅(qū)使所述轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動，并由所述轉(zhuǎn)軸10帶動所述滾筒轉(zhuǎn)動，從而使得所述加熱爐內(nèi)熱空氣與堆放在所述外筒5與所述內(nèi)筒6之間的生物質(zhì)17發(fā)生相對流動，再利用生物質(zhì)17顆粒之間的空隙實現(xiàn)生物質(zhì)17堆內(nèi)外的空氣流通，從而實現(xiàn)對生物質(zhì)17堆的充分加熱，進而實現(xiàn)生物質(zhì)17的充分炭化。

其中，所述加熱爐包括所述爐體1、第一加熱元件2和第二加熱元件3，所述第一加熱元件2設(shè)置在所述爐體1內(nèi)壁上，所述第二加熱元件3的一端與所述爐體1連接，所述第二加熱元件3的另一端設(shè)置在所述內(nèi)筒6內(nèi)且臨近所述底板13，所述第二加熱元件3與所述內(nèi)筒6同軸裝配。這樣可以利用內(nèi)外雙向加熱對堆放在所述外筒5與所述內(nèi)筒6之間的生物質(zhì)17進行充分加熱，從而進一步提高生物質(zhì)17的炭化程度，以及縮短生物質(zhì)17的炭化時間。

為了進一步縮短生物質(zhì)17的炭化時間和提高生物質(zhì)17的炭化程度，本實施例中，所述內(nèi)筒6筒壁為均勻設(shè)置有透氣孔19的筒壁，如同所述外筒5筒壁，所述蓋板7為均勻設(shè)置有透氣孔19的蓋板7，如圖3所示，所述底板13為均勻設(shè)置有透氣孔19的環(huán)形板，如圖4所示，所述環(huán)形板通過支撐桿與所述轉(zhuǎn)軸10可拆卸連接，這種設(shè)置能夠有效地提高所述爐體1內(nèi)熱空氣與堆放在所述外筒5和所述內(nèi)筒6之間的生物質(zhì)17之間的相對流動性，從而可以實現(xiàn)生物質(zhì)17的炭化程度的提高。

為了避免生物炭制備過程中，生物質(zhì)17上積累的生物油在所述滾筒的轉(zhuǎn)動下被甩到所述爐體1的內(nèi)壁上，本實施例中，所述集油裝置包括U形集油槽4，所述U形集油槽4槽內(nèi)空腔與所述排油管8的進油端通過導(dǎo)油管流體導(dǎo)通連接，所述U形集油槽4的上端套在所述外筒5上，所述U形集油槽4的下端與所述轉(zhuǎn)軸10同軸裝配且所述U形槽相對所述爐體1相對靜止；所述滾筒設(shè)置在所述U形集油槽4的空腔內(nèi)。同時為了避免所述抽氣機構(gòu)14將所述爐體1內(nèi)含油熱空氣抽出排放到生物炭制備車間或環(huán)境中，從而避免生物油附著在其他設(shè)備上污染其他設(shè)備，將所述抽氣機構(gòu)14的出氣端與冷凝回收油機構(gòu)的進氣端流體導(dǎo)通連接。其中，所述反應(yīng)惰性氣體存儲機構(gòu)18為氮氣瓶，所述抽氣機構(gòu)14為耐高溫真空泵，所述冷凝回收油機構(gòu)包括冷凝管16和回收油罐15，所述冷凝管16的進氣端與所述耐高溫真空泵的出氣端流體導(dǎo)通連接，所述冷凝管16的出油端與所述回收油罐15的進油端流體導(dǎo)通連接。

利用本實用新型制備生物炭時，將用于制備生物炭的生物質(zhì)17顆粒放入所述外筒5與所述內(nèi)筒6之間，然后將所述爐體1封閉，利用所述耐高溫真空泵和所述氮氣瓶將所述爐體1內(nèi)的含氧空氣置換成氮氣，從而使生物質(zhì)17顆粒能在低氧或無氧環(huán)境中進行炭化，然后利用內(nèi)外雙向加熱對生物質(zhì)17進行加熱炭化，可以有效縮短炭化時間，并可以提高生物質(zhì)17的炭化程度。

本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定，對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動，這里無法對所有的實施方式予以窮舉，凡是屬于本實用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之列。