专利名称：生物质深度脱水炭化连续处理工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明属于生物质能源技术领域，涉及利用含碳生物质原料制备高温气化用高能量密度的生物质木炭和以气态形式存在的高热值挥发性可燃烧热解气体的方法和装备，具体地指一种生物质深度脱水炭化连续处理工艺及其设备，该设备是生物质高温气化制造合成气的前期处理设备。
背景技术：
生物质是植物通过光合作用生成的含碳物质，储量丰富，是一种可再生的能源。在石油资源日益减少的情况下，高效利用可再生的生物质能源是迫在眉睫的问题。将生物质气化生产各种合成气一直是工程技术人员重点研究的问题。
工程上常将含碳物料破碎成较小的颗粒，在高温下进行气化反应来生产合成气。目前存在的含碳物料的气化方法，基本可以分为固定床气化法、流化床气化法和气流床气化法三大类。但生物质原料中纤维素和木质素较多，韧性较强，一方面其不容易通过物理方法粉碎为适合于上述气化方法的较小颗粒，另一方面其含水量较大，气化过程中容易生成无热值的H2O，稀释了气化产物，降低了合成气的品质。因此，工程上一般不是简单地用上述方法将生物质直接气化，而是通过热解破坏生物质中纤维素和木质素的结构的方法，使生物质原料转化成生物质木炭和可燃烧热解气，再将生物质木炭磨碎为较小的颗粒进行高温气化，生产热值较高的合成气。
然而，生物质原料的初始含水量约30％左右，经过常规干燥或风干后的生物质原料的含水量一般也有15～20％。现有的生物质木炭化工艺一般只对生物质原料进行常规的风干或干燥处理，生物质原料的含水率仍然较高，这样的湿物料在炭化过程中所蒸发出的水份存留在炭化后产生的可燃烧热解气中，既降低了热解气的热值，又因其吸收炭化系统的热量而降低了系统的热效率。
公开号为CN1710023A的中国发明专利申请公开说明书提出了一种低焦油生物质气化方法和装置。该方法首先使生物质发生炭化反应生成热解气和生物质木炭，再使生物质木炭发生还原反应制造合成气。该方法在生物质的炭化过程中无氧化剂通入，采用外热源给炭化反应器供热，虽然减少了生物质原料的自热燃烧量，但进行炭化处理的生物质原料没有深度脱水过程，这种湿生物质原料所含有的水份和炭化反应所产生的水份都存留于炭化过程产生的热解气中，导致热解气无用成分份增多、热值降低，不利于热解气的进一步利用。该装置采用外热源单一地调节控制炭化反应器的温度，温度调节效果较差、滞后性明显，特别是炭化反应器在开车工况下需要长时间地预热，存在启动困难、热效率低下的缺陷。
公开号为CN1710022A的中国发明专利申请公开说明书中提出了一种生产生物质炭化燃气的方法及反火生物质炭化燃气发生炉。该发生炉将生物质的炭化反应器分上下两层布置，生物质物料的氧化过程、还原过程和炭化过程集中在一个炉膛中进行。炭化反应器上层燃烧部分生物质，燃烧产生的高温尾气通入炭化反应器下层，将炭化反应器下层的生物质木炭化，所产生的热解气和上层燃烧尾气混合为中热值的气体，被抽吸出炭化反应器外，所产生的生物质木炭从下层排出。该发生炉仅利用燃烧一部分生物质原料为炭化其他生物质原料提供热量，在干馏过程中也没有物料搅拌措施，炭化反应器下层容易因局部过热产生粘结，炭化过程生成可燃气体中因燃烧尾气混合而产生的H2O、CO2量较多，因自然生物质木炭的产量较少，炭化过程的可燃气体的产品热值不高，炭化系统生产效率偏低。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种在炭化过程中生物质原料适应广、反应温度便于调节和控制、炭化设备热效率高、最终炭化产物中热解气热值高、生物质木炭产量高的生物质深度脱水炭化连续处理工艺及其设备。
为实现上述目的，本发明所设计的生物质深度脱水炭化连续处理工艺，主要采用外热源依次连续为炭化器和干燥器中的生物质原料提供热量。干燥过程控制温度在120～160℃的范围内，使生物质原料深度脱水，所析出的水份被排除掉，不会进入炭化反应系统。炭化过程控制温度在300～500℃的范围内，使深度脱水的生物质发生炭化反应，转变成生物质木炭和可燃烧热解气，且确保热解气的热值高、木炭的产量高。其工艺过程包括如下步骤1)首先对自然状态下的生物质进行拣选和清理，除去其中的灰土、硬物、杂质等不符合生产要求的废料，所选择出的适合炭化的物料进行常规风干。生物质原料的原始含水率一般在30％左右，通过常规风干可以初步除去物料中的外在水份，使物料的含水率控制在15～20％的范围内。
2)然后对常规风干的物料进行机械切碎处理，使物料颗粒的粒径控制在5～80mm的范围内，例如切割成长度为5～80mm、宽度或直径为5～10mm的条状颗粒，既便于物料的输送，也有利于物料在脱水过程中受热均匀，水份较易析出。
3)再将切碎的物料颗粒直接送入干燥器中进行深度脱水处理，通过调节外热源控制干燥器的温度在120～160℃的范围内，在连续搅拌推进的状态下，使物料颗粒中的大部分水份既较快地析出，又不发生热解反应，最终其含水率降低到8～10％的范围内，挥发出的水份排出干燥器外。
4)最后将深度脱水的物料颗粒送入炭化器中进行炭化处理，通过调节外热源控制炭化器的温度在300～500℃的范围内，在连续搅拌推进的状态下，使物料颗粒充分发生炭化反应，生成固态生物质木炭和主要成份为CO、H2的可燃烧热解气，以及极少量的焦油。最终生物质木炭从炭化器底部生物质木炭出口排出，可燃烧热解气从炭化器上部热解气出口排出。
上述生物质深度脱水炭化连续处理工艺中，最好通过加入气态助剂使部分物料颗粒自燃或者使物料颗粒降温的方式，配合外热源来协同控制炭化器的温度保持在300～500℃的范围内。这样可以随时根据炭化器的温度状况，通入不同的气态助剂如氧气、空气使部分物料颗粒自燃，或低温蒸汽、冷空气等使物料颗粒降温，从而及时、方便、灵活地调节和控制炭化器的反应温度。
上述生物质深度脱水炭化连续处理工艺中，物料颗粒在干燥器中的搅拌推进停留时间最好控制在600～1200s的范围内，以确保湿物料中的大部分水份能够快速析出。物料颗粒在炭化器中的搅拌推进反应时间最好控制在200～1000s范围内，以确保物料颗粒能够充分炭化。
上述生物质深度脱水炭化连续处理工艺中，干燥器和炭化器中的气压最好都控制在3.0～4.0MPa的范围内，这样可以有效抑制生物质木炭化过程中CO2和生物原油的生成量，促使生物质炭化过程产生的可燃烧热解气中CO和H2较多。
为实现上述工艺而专门设计的生物质深度脱水炭化连续处理设备，包括干燥器和炭化器。干燥器具有干燥器物料进口、干燥器搅龙、干燥器物料出口和干燥器水蒸汽出口，干燥器的壳体上设置有供外热源介质通过的干燥器夹层换热空腔，干燥器夹层换热空腔的两端分别设置有干燥器外热源介质进口和干燥器外热源介质出口。炭化器具有炭化器物料进口、炭化器搅拌桨、炭化器焦炭出口和炭化器热解气出口，炭化器的壳体上设置有供外热源介质通过的炭化器夹层换热空腔，炭化器夹层换热空腔的两端分别设置有炭化器外热源介质进口和炭化器外热源介质出口。干燥器物料出口与炭化器物料进口之间为封闭连接，干燥器外热源介质进口与炭化器外热源介质出口之间为封闭连接。
进一步地，上述干燥器外热源介质进口和干燥器外热源介质出口分别设置在靠近干燥器物料出口和干燥器物料进口的一侧。上述炭化器外热源介质进口和炭化器外热源介质出口分别设置在靠近炭化器焦炭出口和炭化器物料进口的一侧。这样，外热源的流动方向与干燥器和炭化器中物料颗粒的运动方向相反，物料颗粒沿其运动方向所获得的热量逐渐增加，外热源与物料颗粒的这种逆流换热方式正好与干燥处理和炭化反应所需要的热量对应，从而可以最经济地利用好外热源。
进一步地，上述炭化器的内腔底部设置有弧面形燃烧板，弧面形燃烧板的圆弧角度一般为70～110°，弧面形燃烧板上均布有气态助剂喷嘴，气态助剂喷嘴与从炭化器底部外面引入的气态助剂进口管相连通。这样，可以根据炭化器工作过程中不同的温度状况，通入不同的气态助剂及时控制炭化器的温度。当外热源换热量不足以提供炭化器中生物质原料颗粒炭化需要的热量时，可以通入空气、氧气、高温水蒸汽等助剂，在弧面形燃烧板上燃烧部分原料颗粒，来加热炭化器中的其他原料颗粒，提供生物质木炭化需要的部分热量。特别是在炭化器开车工况下，在弧面形燃烧板上引燃部分原料颗粒，可以快速加热炭化器至设计的温度，促使炭化器的运行迅速达到稳态，从而有效解决炭化器开车进入正常工作状态慢的难题，简化炭化器的开车过程。当外热源换热量大于炭化器中生物质原料颗粒炭化需要的热量时，可以通入低温水蒸汽等助剂，降低弧面形燃烧板上的局部温度，既能防止弧面形燃烧板烧穿，又能有效调节炭化反应的温度。当弧面形燃烧板上有焦油产生和沉积时，可以通入高温水蒸汽促使弧面形燃烧板上粘结的焦油进行二次分解，生成小分子的碳氢化合物。
进一步地，上述弧面形燃烧板与炭化器底部之间形成有弧面形封闭空腔，上述气态助剂进口管通过弧面形封闭空腔与气态助剂喷嘴相连通。这样，可以使气态助剂在弧面形燃烧板下面聚集后再从气态助剂喷嘴中均匀喷出，使气态助剂更好地发挥作用。上述气态助剂喷嘴最好采用帽罩式结构，由喷嘴管道和安装在喷嘴管道头部的喷嘴泡罩构成。这样，可以有效防止物料颗粒和焦油将喷嘴堵塞，有利于更加灵活地调节炭化反应温度，确保炭化器正常工作。
与现有技术相比，本发明具有如下几方面的优点1.本发明的工艺首先在120～160℃的温度条件下对生物质原料颗粒进行强制干燥深度脱水处理，使原料颗粒中含有的水份尽可能多地析出，且保持原料颗粒在此温度条件下不发生或者少发生热解反应，所析出的水份直接排出干燥器外，再将原料颗粒送入炭化器进行反应。这样，原料颗粒的温度在不同的阶段分级控制，不仅容易调节保持稳定，而且可有效避免水份对原料颗粒炭化反应的影响，大幅提高炭化反应所产生的热解气的热值，同时也提高了炭化设备的热效率。
2.本发明的工艺主要采用外热源为炭化器和干燥器供热，尽量避免为提供炭化反应需要的热量而燃烧原料颗粒，从而有效降低了燃烧原料颗粒所生产H2O和CO2的含量，提高了炭化反应所生成的热解气中CO和H2的浓度，进而提高了所产生的热解气的热值，也提高了所产生的生物质木炭的产量。
3.本发明的设备在炭化器中设置弧面形燃烧板，弧面形燃烧板上设置有气态助剂喷嘴，根据炭化器的温度状况可以输入不同的气态助剂，从而可以方便地调节和控制炭化器的温度。如输入空气、氧气、高温水蒸汽促使其自燃，或输入冷空气、低温水蒸汽降低其反应温度，或喷入高温蒸汽促使焦油分解，减少焦油在炭化器上的粘结，确保设备正常、高效运行。
由此可见，本发明的炭化设备热效率高，炭化反应温度便于调节和控制，水蒸汽和焦油含量较少，炭化反应生成的热解气热值较高。本发明不仅适用于一般木材、棉杆、稻草类生物质原料的炭化处理，而且也适合于生活垃圾、工业垃圾等固态有机气化原料。
图1为一种生物质深度脱水炭化连续处理设备的结构示意图；图2为图1中干燥器的剖视结构示意图；图3为图1中炭化器的剖视结构示意图；图4为图3中弧面形燃烧板的放大结构示意图；图5为图3中气态助剂喷嘴的放大结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的生物质深度脱水炭化连续处理工艺及其设备作进一步的详细描述图中所示的生物质深度脱水炭化连续处理设备，主要由切割器2、干燥器6、炭化器12依次连接组成。切割器2设有切割器物料进口1和切割器物料出口3。
干燥器6设有干燥器物料进口4、电机16驱动的干燥器搅龙17、干燥器物料出口7和干燥器水蒸汽出口9。干燥器6的壳体由外壳18和内胆20构成，外壳18和内胆20之间形成供外热源介质通过的干燥器夹层换热空腔19。干燥器夹层换热空腔19的两端分别设置有干燥器外热源介质进口8和干燥器外热源介质出口5，干燥器外热源介质进口8设置在靠近干燥器物料出口7的一侧，干燥器外热源介质出口5设置在干燥器物料进口4的一侧。
炭化器12设有炭化器物料进口10、电机21驱动的炭化器搅拌桨25、炭化器焦炭出口13和炭化器热解气出口15，炭化器焦炭出口13附近设置有物料挡板26，以确保物料颗粒经过充分炭化后再从炭化器焦炭出口13排出。炭化器12的壳体也是夹层结构，由外壳层29和内胆层27构成，外壳层29和内胆层27之间形成供外热源介质通过的炭化器夹层换热空腔28。炭化器夹层换热空腔28的两端分别设置有炭化器外热源介质进口14和炭化器外热源介质出口11，炭化器外热源介质进口14设置在靠近炭化器焦炭出口13的一侧，炭化器外热源介质出口11设置在炭化器物料进口10的一侧。
上述切割器物料出口3与干燥器物料进口4连为一体，干燥器物料出口7与炭化器物料进口10封闭连接，干燥器外热源介质进口8与炭化器外热源介质出口11封闭连接。
上述干燥器6的外壳18、以及炭化器12的外壳层29的外面包覆有保温材料，以减少外热源如热烟气在传输过程中的热量损失。保温材料外再用铁皮包裹，以保证其机械强度。上述干燥器夹层换热空腔19和炭化器夹层换热空腔28也可以用膜式管屏式换热管或螺旋缠绕式换热管取代，只要其满足热量的传导要求即可。
上述炭化器12的内腔底部安装有弧面形燃烧板23，弧面形燃烧板23的圆弧角度一般设计为70～110°，本实施例中弧面形燃烧板23的圆弧角度为90°，其面积约占炭化器内腔面积的四分之一。弧面形燃烧板23上均布有气态助剂喷嘴22，气态助剂喷嘴22为帽罩式结构，它由喷嘴管道31和安装在喷嘴管道31头部的喷嘴泡罩32构成，可以避免物料颗粒和焦油将喷嘴堵塞。弧面形燃烧板22与炭化器12底部之间形成有弧面形封闭空腔30，从炭化器12底部外面引入的气态助剂进口管24通过弧面形封闭空腔30与气态助剂喷嘴22相连通。
本发明的生物质深度脱水炭化连续处理设备的工作原理是这样的经过清理、风干、含水率约为15～20％的生物质原料从切割器物料进口1进入切割器2，被切割为长度5～80mm、宽度或直径为5～10mm的颗粒，从切割器物料出口3排出，通过干燥器物料进口4，进入干燥器6中。
启动干燥器电机16，带动干燥器搅龙17输送原料颗粒，控制进入干燥器夹层换热空腔19中的热烟气量，使干燥器6的温度保持在120～160℃的范围内，物料颗粒在干燥器6中的停留时间保持为600～1200s，原料颗粒中的水份快速挥发，含水率降低到8～10％左右，水蒸汽从干燥器水蒸汽出口9排出，深度干燥的原料颗粒从干燥器物料出口7排出，通过炭化器物料进口10，进入炭化器12中。
启动炭化器电机21，带动炭化器搅拌桨25搅拌原料颗粒，控制进入炭化器夹层换热空腔28中的热烟气量，使炭化器12的温度保持在300～500℃的范围内，物料颗粒在炭化器12中的停留时间为200～1000s，原料颗粒发生炭化反应，炭化后所生成的生物质木炭越过物料挡板26，从炭化器焦炭出口13排出，所生成的热解气则通过炭化器热解气出口15排出。
采用热烟气对干燥器6和炭化器12间接换热。热烟气从炭化器外热源介质进口14进入炭化器夹层换热空腔28，换热后从炭化器外热源介质出口11排出，再从干燥器外热源介质进口8进入干燥器夹层换热空腔19，换热后从干燥器外热源介质出口5排出。热烟气根据温度高低的需要依次给炭化器12和干燥器6加热，其流向与原料颗粒的运动方向相反，这种逆向换热方式可以大幅提高热烟气的利用效率。
根据温度调节的需要可以随时向炭化器12内输送气态助剂。气态助剂先通过气态助剂进口管24聚集在弧面形燃烧板23与炭化器12底部之间的弧面形封闭空腔30中，再通过气态助剂喷嘴22喷入，以调整炭化器12内的温度。具体地说，当炭化器12内的温度低于设定温度时，可以通入空气、氧气等氧化剂，使弧面形燃烧板23上的部分原料颗粒燃烧，提高炭化器12的温度，为其他原料颗粒提供炭化所需的能量；当炭化器12内的温度高于设定温度时，可以通入冷气、冷蒸汽，降低弧面形燃烧板23的局部温度，防止其烧穿；当弧面形燃烧板23上有焦油沉积时，可以通入高温热蒸汽，使其上粘结的焦油二次分解，从而确保最终炭化产物的质量。干燥器6和炭化器12可以在常压下工作，也可以将其内的气压控制在3.0～4.0MPa的范围内，以抑制生物质木炭化过程中CO2和生物原油的生成量，促使生物质热解产生更多的CO和H2，但压力越大成本越高。
以下是利用本发明的工艺和设备处理生物质的几个具体实施例实施例一以柳枝为炭化原料。将收集的柳枝拣选后清洗，除去柳枝原料中的泥土和其它杂质，将原料风干至物料含水率在15～20％的范围。风干后的物料装入切割器中，物料切割为粒径5～80mm的颗粒。切割后的物料直接输入干燥器，启动干燥器电机，物料在螺旋搅龙的作用下推进，同时向干燥器中通入热烟气加热干燥器，保持干燥器温度为130～150℃，物料在干燥器中停留时间为700～1000s。干燥后的物料直接输入炭化器，启动炭化器电机，物料在搅拌桨的作用下向出口运动，同时向炭化器中通入热烟气加热炭化器，保持炭化器温度为300～500℃，物料在炭化器中停留时间为600～1000s，物料在炭化器中发生热解反应，热解产生的气态产物从热解气出口排出，固态产物木炭从焦碳排放口排出。经检测得知，对每1kg柳枝进料，干燥器排出的水份约为0.0863kg，产生的木炭约为0.13kg，灰份约为0.0233kg，产生的热解气约为0.7590kg。按体积百分比计算，热解气中的各组份为H2-10.86％，CO2-9.06％，CO-30.21％，H2O-27.69％，CH4-10.86％，N2-0.34％，碳二以上有机成份及其他无机组份—10.98％。
实施例二将原料换为棉杆。将收集的棉杆拣选后清洗，除去棉杆原料中的泥土和其它杂质。将原料风干至物料含水率在15～20％的范围。风干后的物料装入切割器中，物料切割为粒径为5～80mm的颗粒。保持干燥器温度为140～160℃，物料在干燥器中停留时间为900～1200s。保持炭化器的温度为300～500℃，物料在炭化器中的停留时间为200～800s。经检测得知，对每1kg棉杆进料，干燥器排出的水份约为0.1553kg，产生的木炭约为0.17kg，灰份约为0.0263kg，产生的热解气约为0.6483kg。按体积百分比计算，热解气中的各组份为H2-8.11％，CO2-10.93％，CO-36.44％，H2O-26.56％，CH4-8.11％，N2-1.39％，碳二以上有机成份及其他无机组份-8.46％。
实施例三将原料换为玉米杆。将收集的玉米杆拣选后清洗，除去玉米杆中的泥土和其它杂质。将原料风干至物料含水率在15～20％的范围。风干后的物料装入切割器中，物料切割为粒径5～80mm的颗粒。保持干燥器的温度为120～140℃，物料在干燥器中的停留时间为600～1000s。保持炭化器的温度为300～500℃，物料在炭化起中的停留时间为400～800s。经检测得知，对每1kg玉米杆进料，干燥器排出的水份约为0.052kg，产生的木炭约为0.17kg，灰份约为0.051kg，产生的热解气约为0.7337kg。按体积百分比计算，热解气中的各组份为H2-9.96％，CO2-8.05％，CO-26.83％，H2O-33.86％，CH4-9.97％，N2-1.14％，碳二以上有机成份及其他无机组份-10.19％。
本发明工艺的核心是在不同温度区域，先对生物质原料深度脱水处理，再通过高温炭化反应获得生物质木炭和热解气。本发明的设备将干燥器和炭化器有机地连为一体，实现了原料颗粒的连续处理和连续热交换。特别是通过在炭化器底部设置可以燃烧部分物料以提供炭化热量的自热装置，以及在炭化器和干燥器外壳上设置逆向连续换热装置，极大地提高了整个设备的热效率，既有效减少了自热燃烧的物料量，又有效解决了炭化器开车进入正常状态慢的难题，并且提高了炭化反应的气态产物中CO、H2含量，从而实现将生物质转化为高温气化用高能量密度的生物质木炭和以气态形式存在的高热值挥发性可燃烧热解气体的技术目标。因此，采用本发明的工艺、或干燥器和炭化器外壳联合间接逆向换热的设备、以及炭化器内自热式燃烧板的结构，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种生物质深度脱水炭化连续处理工艺，它主要采用外热源依次连续为炭化器和干燥器中的生物质原料提供热量，其工艺过程包括如下步骤1)首先对自然状态下的生物质进行拣选和清理，除去其中的灰土、硬物、杂质等不符合生产要求的废料，所选择出的适合炭化的物料进行常规风干，初步除去物料中的外在水份，使物料的含水率控制在15～20％的范围内；2)然后对常规风干的物料进行机械切碎处理，使物料颗粒的粒径控制在5～80mm的范围内；3)再将切碎的物料颗粒直接送入干燥器中进行深度脱水处理，通过调节外热源控制干燥器的温度在120～160℃的范围内，在连续搅拌推进的状态下，使物料颗粒的含水率降低到8～10％的范围内；4)最后将深度脱水的物料颗粒送入炭化器中进行炭化处理，通过调节外热源控制炭化器的温度在300～500的范围内，在连续搅拌推进的状态下，使物料颗粒发生炭化反应，最终生成高温气化用高能量密度的生物质木炭和以气态形式存在的高热值挥发性可燃烧热解气体。
2.根据权利要求1所述的生物质深度脱水炭化连续处理工艺，其特征在于所说的步骤4)中，通过加入气态助剂使部分物料颗粒自燃或者使物料颗粒降温的方式，配合外热源协同控制炭化器的温度在300～500℃的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的生物质深度脱水炭化连续处理工艺，其特征在于所说的步骤3)中，物料颗粒在干燥器中的搅拌推进停留时间为600～1200s；所说的步骤4)中，物料颗粒在炭化器中的搅拌推进反应时间为200～1000s。
4.根据权利要求1或2所述的生物质深度脱水炭化连续处理工艺，其特征在于所说的干燥器和炭化器中的气压均控制在3.0～4.0MPa的范围内。
5.一种采用权利要求1所述工艺而专门设计的生物质深度脱水炭化连续处理设备，包括干燥器(6)和炭化器(12)，干燥器(6)具有干燥器物料进口(4)、干燥器搅龙(17)、干燥器物料出口(7)和干燥器水蒸汽出口(9)；炭化器(12)具有炭化器物料进口(10)、炭化器搅拌桨(25)、炭化器焦炭出口(13)和炭化器热解气出口(15)；其特征在于干燥器(6)的壳体上设置有供外热源介质通过的干燥器夹层换热空腔(19)，干燥器夹层换热空腔(19)的两端分别设置有干燥器外热源介质进口(8)和干燥器外热源介质出口(5)；炭化器(12)的壳体上设置有供外热源介质通过的炭化器夹层换热空腔(28)，炭化器夹层换热空腔(28)的两端分别设置有炭化器外热源介质进口(14)和炭化器外热源介质出口(11)；干燥器物料出口(7)与炭化器物料进口(10)之间为封闭连接，干燥器外热源介质进口(8)与炭化器外热源介质出口(11)之间为封闭连接。
6.根据权利要求5所述的生物质深度脱水炭化连续处理设备，其特征在于所说的干燥器外热源介质进口(8)和干燥器外热源介质出口(5)分别设置在靠近干燥器物料出口(7)和干燥器物料进口(4)的一侧；所说的炭化器外热源介质进口(14)和炭化器外热源介质出口(11)分别设置在靠近炭化器焦炭出口(13)和炭化器物料进口(10)的一侧。
7.根据权利要求5或6所述的生物质深度脱水炭化连续处理设备，其特征在于所说的炭化器(12)的内腔底部设置有弧面形燃烧板(23)，弧面形燃烧板(23)上均布有气态助剂喷嘴(22)，气态助剂喷嘴(22)与从炭化器(12)底部外面引入的气态助剂进口管(24)相连通。
8.根据权利要求7所述的生物质深度脱水炭化连续处理设备，其特征在于所说的弧面形燃烧板(23)与炭化器(12)底部之间形成有弧面形封闭空腔(30)，所说的气态助剂进口管(24)通过弧面形封闭空腔(30)与气态助剂喷嘴(22)相连通。
9.根据权利要求7所述的生物质深度脱水炭化连续处理设备，其特征在于所说的弧面形燃烧板(23)的圆弧角度设计为70～110°。
10.根据权利要求7所述的生物质深度脱水炭化连续处理设备，其特征在于所说的气态助剂喷嘴(22)为帽罩式结构，它由喷嘴管道(31)和安装在喷嘴管道(31)头部的喷嘴泡罩(32)构成。
全文摘要
一种生物质深度脱水炭化连续处理工艺及其设备。该工艺主要采用外热源依次连续为炭化器和干燥器中的原料提供热量，干燥温度为120～160℃，使原料深度脱水，析出的水份不会进入炭化反应系统。炭化温度为300～500℃，使原料发生炭化反应，转变成高温气化用生物质木炭和可燃烧热解气体。其设备包括干燥器和炭化器，干燥器物料出口与炭化器物料进口连为一体，干燥器夹层换热空腔和炭化器夹层换热空腔连为一体，外热源先经过炭化器换热降温后再给干燥器换热。炭化器中还设置有气态助剂喷入装置，使炭化过程中原料反应温度便于调节和控制。本发明的设备开车简单，外热源利用率高，炭化产物中热解气的热值较高，生物质木炭的产量也较高。
文档编号C10B53/02GK1928013SQ200610124569
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月21日 优先权日2006年9月21日
发明者金沙杨, 张泽, 林冲, 吕锋杰, 张超, 杨占春, 宋侃, 李宏 申请人:武汉凯迪科技发展研究院有限公司