专利名称：一种烧蚀式快速热解复合型机组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种烧蚀式快速热解复合型机组，是将生物质秸秆、木屑、果壳等农业、农林废弃物，经过机械加工制成颗粒；再经高温热解，生产出可燃气体、生物质焦油、 木醋液、炭的设备。具体地说是一种生产可燃气体的烧蚀式快速热解复合型机组。
背景技术：
目前，我国在开发和利用生物质能源的同类产品，大多采用固定式汽化器。它的特征是用一个容纳原料的炉膛和承托反应料的炉排，根据气流方向的不同，分为上吸式气化器和下吸式气化器。其工作原理，是以空气为介质的气化过程。但由于空气中含有79%的氮气，它不参加气化反应，稀释了燃气中的可燃组分的含量，因而降低了燃气的热值。另外在控制焦油和木醋液的措施上，(1)大多采用水洗涤分离方法，使得木焦油、木醋液随着洗涤水，排出过滤器具外。由于水与木焦油难以分开，即造成水环境污染，又造成木焦油、木醋液流失。( 由于采用气化工艺，生物质物料生成灰粉，无法回收。( 气体经水洗涤分离， 气体中木焦油不能完全分离。长期使用，造成管路堵塞。
实用新型内容针对上述存在的技术问题，本实用新型目的是提供一种烧蚀式快速热解复合型机组，它不仅能生产出热值高的可燃气体，还能回收炭料、生物质焦油和木醋液等产品。本实用新型采用的技术方案如下本实用新型包括通过管路依次连接的烧蚀炉、粗净化器、粗离子分离塔、水冷却分离塔、气体脱硫器及精净化器，所述水冷却分离塔与粗离子分离塔的析出出口连接有分离生物质焦油和木醋液的气液分离器。所述烧蚀炉的出气口和粗净化器间设有焦油高温裂解装置。所述烧蚀炉包括炉体和变频搅拌装置，所述炉体上分别设有装料入口、出料口、出气口和催化剂进口，在炉体上还连接有导气管和排气单向阀，所述炉体底部为燃烧炉具，燃烧炉具侧面开有炉门，所述变频搅拌装置包括驱动电机-减速器、搅拌轴、搅拌器及搅拌轴支撑架，所述驱动电机-减速器置于炉顶，搅拌器置于炉底，搅拌轴与炉体间设有耐高温密封，搅拌轴支撑架固定于炉体内的炉壁上，搅拌轴穿过搅拌轴支撑架并与其滑动连接。所述搅拌轴与搅拌轴支撑架间通过磷青铜滑动轴承连接。所述炉体为圆型，其外层设有高温密质保温层。所述炉体的炉底为圆弧状，所述搅拌器为犁铧式。所述装料入口端安装有连接法兰。所述耐高温密封为氟胶圈密封。所述燃烧炉具为蓖状圆盘，与燃烧炉具连接有自动上料的喂料器。本实用新型具有如下优点1.本实用新型的原料来源广泛，地表生物质成型后都可以使用。2.本实用新型中热解的可燃气体，经过冷却、净化，生成的气体纯正、不堵塞供气管路，热值高，可与煤气相媲美。[0012]3.本实用新型设有气液分离装置，烧蚀炉中产生的气体在净化过程中，可分离出生物质焦油、木醋液等副产品。4.本实用新型的原料热解过程，没有空气介入，烧结后成为生物质炭，可进一步利用。5.本实用新型设有焦油高温裂解装置，对烧蚀炉中产生的中温燃气蒸汽，再一次升温至1000°c，使生物质焦油蒸汽受到高温裂解变成永久性气体，可提高生物质燃气的质量，增加了产气量。6.本实用新型烧蚀炉设有变频搅拌装置，通过改变供电频率来改变搅拌电机的转速，从而达到搅拌和出炭两个不同的目的。慢速旋转时，搅拌装置底部的犁铧式搅拌器对原料起到翻转作用；快速旋转时，搅拌装置底部的犁铧搅拌器产生强大的离心力，将物料迅速旋出出料口。炉中的物料通过变频搅拌，使得被炭化物料均勻的接触炉底受热部，加速物料炭化；缩短炭化时间，实现快速炭化，节约能源；真正能做到环保、无任何污染。所述炉体顶部设有排气单向阀，在炉内温度升高、气压加大的情况下，适时排出水蒸汽，促使炉内气体对流，加快热传导；同时可以把部分水蒸汽、甲醇、乙醇及木醋液等先分离出来。炉底加热的尾气(约500°C )，通过管路输送到炉外的储料箱，对原料颗粒在进炉前得到预热，充分利用了热能。炉体及其外保温层的圆型设计，尽可能的提高热效率，使其炉底加温均勻，还可利用余热。炉体内搅拌轴与搅拌轴支撑架间通过磷青铜滑动轴承连接，热胀冷缩系数小，高温条件下不易损坏。炉体的炉底为圆弧状，具有缓冲作用，克服应力。所述搅拌器为犁铧式， 使物料升温更加均勻。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1中烧蚀炉的结构示意图。图中1.烧蚀炉，101.炉体，102.压力表-温度表-安全阀，103.单向阀，104.出气口，105.电机-减速机，106.催化剂进口，107.密封，108.装料入口，1081.法兰，109.搅拌轴，110.搅拌轴支撑架，111.导气管，112.出料口，113.搅拌器，114.烧蚀部受热部，115. 燃烧炉具，116.炉支架，117.炉门，118.高温密质保温层；2.粗净化器，3.粗分子分离塔，4.水冷却分离塔，5.气液分离器，6.气体脱硫器， 7.精净化器，8.焦油高温裂解装置。
具体实施方式
下面结合实施例及附图详细说明本实用新型。实施例如图1、图2所示，本实用新型包括通过管路依次连接的烧蚀炉1、粗净化器2、粗离子分离塔3、水冷却分离塔4、气体脱硫器6及精净化器7，所述水冷却分离塔4与粗离子分离塔3的析出出口连接有分离生物质焦油和木醋液的气液分离器5。本例所述烧蚀炉1的出气口和粗净化器2间设有焦油高温裂解装置8。本例所述烧蚀炉1包括炉体101和变频搅拌装置，所述炉体101上分别设有装料入口 108、出料口 112、出气口 104和催化剂进口 106，在炉体101上还连接有导气管111和排气单向阀103，所述炉体101底部为燃烧炉具115，燃烧炉具115侧面开有炉门117，所述变频搅拌装置包括驱动电机-减速器105、搅拌轴109、搅拌器113及搅拌轴支撑架110，所述驱动电机-减速器5置于炉顶，搅拌器113置于炉底，所述搅拌轴109上端与电机-减速器105输出轴间通过联轴器连接，控制搅拌轴109的轴向位移。搅拌轴109与炉体101间设有耐高温密封107，所述耐高温密封107为氟胶圈密封，搅拌轴支撑架110固定于炉体101 内的炉壁上，控制搅拌轴109的径向位移，搅拌轴109穿过搅拌轴支撑架110并与其通过磷青铜滑动轴承连接。所述烧蚀炉炉体101为圆型，其外层设有高温密质保温层118，所述耐高温密封为氟胶圈密封。所述炉体101的炉底为圆弧状，所述搅拌器113为犁铧式。所述装料入口 108 端安装有连接法兰1081。所述燃烧炉具115为蓖状圆盘，与燃烧炉具115连接有自动上料的喂料器。搅拌装置113采用耐高温奥氏体不锈钢材料做基体。在搅拌时，是以每分6转的速度，缓慢地翻动物料，使物料均勻热解。热解完成后，物料烧结成炭料。然后，电机由变频器调整转速，以每分35转的速度，将物料排出炉外，经出料口 112储存到集料箱。炉体受热部114采用耐高温材料，做成圆弧状。所以圆弧状炉底可以减小热应力集中的破坏。所述的温度表测温范围0-600°C，压力表测压范围0-1. 6MPa，通过温度表及压力表掌握炉内工况。通过安全阀避免炉内压力过高，是预防事故的一种安全防护措施。装料入口 108端安装有连接法兰1081，以保证炉内工作时压力外泄漏。电动机选用变频调速， 搅拌时电机转速选用6转/min，出料时电机转速选用32转/min。炉体101上设有出气口 104、出料口 112、人孔等，出气口 104外端装有法兰与粗净化器2相连接，输出热解粗分子。 出料口 112外端设有双重密封即出料口 112设有密封出料阀，在出料阀口焊接密封板，以保证炉内的工作压力。人孔是停机检查、修理及装配工艺孔。本实用新型的机组经过高温热解可挥发气体和部分气体水分子及少量微小灰颗粒，通过出气管路进入粗净化器2，将灰颗粒分离出来。气体进入粗分子分离塔3，粗分子分离塔3内设有不规则的筛孔挡板，随着温度的降低，油分子、水分子在挡板上结晶，流到粗分子分离塔3底部。粗分子分离塔3底部设有导管，导管连接油水分离器5，将混合液体分离成生物质焦油、木醋液产品。而气体进入水冷却分离塔4，水冷却分离塔4采用列管形式。 将气体温度快速降至30°C以下。水冷却分离塔4底部与粗分子分离塔3结构相同。导管相互串联，输入油水分离器5中。净化后的气体，经过气体脱硫器6、除去气体中的硫分子。 最后气体经过精净化器7，得到纯净的可燃气体，进入缓冲罐。焦油高温裂解装置8:将烧蚀炉裂解出来的生物质焦油蒸汽，进一步加温至 1000-1200°C，使97% -98%的生物质焦油蒸汽裂解成永久性燃气，以获得更多更好的可燃气体。本实用新型复合型快速热解机组，先由烧蚀炉热解，生产可燃气体，除此以外，再一次对焦油蒸汽进行高温裂解，产生出更好的混合气体，以加大机组的供气量。本实用新型机组生产可燃气的方法是通过以下工艺步骤实现的(一)烧蚀炉工艺流程；(1)将生物质秸秆、树枝、果壳等农业废弃物粉碎、烘干。使物料的含水率保持 10%左右。把烘干后的物料，用颗粒机制成直径8毫米左右，长度50毫米以下的棒料。(2)将加工好的棒料，送进储料箱，由喂料器(螺旋上料机)导入炉体101内。点燃炉具，开始加温。使炉底部升温至650°C -700°C时，启动搅拌器113，搅拌炭化物料，使之均勻、快速热解。(3)热解过程中，炉内压力为正压，当压力升至0. 002兆帕时，由压力控制继电器启动罗茨风机，把气体送入气柜中。压力为零时，罗茨风机停止工作。(4)每次热解时间大约40分钟左右，炉内的物料可挥发份热解完成。炉上压力表显示为零，关闭出气口 104的阀门，启动电机-减速器105。同时打开出料口 112的阀门，把炭料甩入集料箱中。本机组各部分的作用烧蚀炉将生物质原料，高温热解成可燃气体、生物质焦油、木醋液、生物质炭。粗净化器除掉因搅拌产生的杂质颗粒。粗分子分离塔滤掉气体中部分水分及灰份。水冷却分离塔滤掉气体中水分子。油水分离器将生物质焦油和木醋液分离。气体脱硫器除去生物质气体中所含的硫分子。精净化器将可燃气体进一步净化。生物质焦油裂解装置将分离得到的生物质焦油，再次加热催化裂解，以获得更多可燃气体。
权利要求1.一种烧蚀式快速热解复合型机组，包括通过管路依次连接的烧蚀炉、粗净化器、粗离子分离塔、水冷却分离塔、气体脱硫器及精净化器，其特征在于所述水冷却分离塔与粗离子分离塔的析出出口连接有分离生物质焦油和木醋液的气液分离器。
2.根据权利要求1所述的烧蚀式快速热解复合型机组，其特征在于所述烧蚀炉的出气口和粗净化器间设有焦油高温裂解装置。
3.根据权利要求1或2所述的烧蚀式快速热解复合型机组，其特征在于所述烧蚀炉包括炉体和变频搅拌装置，所述炉体上分别设有装料入口、出料口、出气口和催化剂进口， 在炉体上还连接有导气管和排气单向阀，所述炉体底部为燃烧炉具，燃烧炉具侧面开有炉门，所述变频搅拌装置包括驱动电机-减速器、搅拌轴、搅拌器及搅拌轴支撑架，所述驱动电机-减速器置于炉顶，搅拌器置于炉底，搅拌轴与炉体间设有耐高温密封，搅拌轴支撑架固定于炉体内的炉壁上，搅拌轴穿过搅拌轴支撑架并与其滑动连接。
4.根据权利要求3所述的烧蚀式快速热解复合型机组，其特征在于所述搅拌轴与搅拌轴支撑架间通过磷青铜滑动轴承连接。
5.根据权利要求3所述的烧蚀式快速热解复合型机组，其特征在于所述炉体为圆型， 其外层设有高温密质保温层。
6.根据权利要求3所述的烧蚀式快速热解复合型机组，其特征在于所述耐高温密封为氟胶圈密封。
7.根据权利要求3所述的烧蚀式快速热解复合型机组，其特征在于所述炉体的炉底为圆弧状，所述搅拌器为犁铧式。
8.根据权利要求3所述的烧蚀式快速热解复合型机组，其特征在于所述装料入口端安装有连接法兰。
9.根据权利要求3所述的烧蚀式快速热解复合型机组，其特征在于所述燃烧炉具为蓖状圆盘，与燃烧炉具连接有自动上料的喂料器。
专利摘要一种烧蚀式快速热解复合型机组。包括通过管路依次连接的烧蚀炉、粗净化器、粗离子分离塔、水冷却分离塔、气体脱硫器及精净化器，其特征在于所述水冷却分离塔与粗离子分离塔的析出出口连接有分离生物质焦油和木醋液的气液分离器。所述烧蚀炉的出气口和粗净化器间设有焦油高温裂解装置。本实用新型设有焦油高温裂解装置，对烧蚀炉中产生的中温燃气蒸汽，再一次升温至1000℃，使生物质焦油蒸汽受到高温裂解变成永久性气体，可提高生物质燃气的质量，增加了产气量。设置气液分离装置，烧蚀炉中产生的气体在净化过程中，可分离出生物质焦油、木醋液等副产品。
文档编号C01B3/32GK202072663SQ201120155540
公开日2011年12月14日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者刘树仁 申请人:潘丽清