专利名称：炭化炉可燃气体收集利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种炭化炉可燃气体收集利用装置，尤其是一种将生物质 原料在干馏炭化过程中产生的可燃气体进行净化、加压并收集利用的装置。
背景技术：
炭化炉可燃气体是以农作物秸秆等生物质资源为原料的炭化生产中所产生 的副产品之一，目前的炭化生产技术是在炭化生产的同时将木焦油、木醋液两 种副产品进行回收，在一定程度上解决了炭化中烟气对环境的污染，同时可以 提取出新的产品。但是这种方式对于炭化过程中产生的可燃气体没有进行回收 利用，并且由于可燃气体中含有一氧化碳、乙烯、丙烯等有害气体，为了避免 对大气环境造成污染，只能将其在炭化生产的同时进行燃烧，不能充分发挥其 应有的作用。可见，炭化炉可燃气体是一种很好的燃料，但将其直接烧掉则是 一种能源的浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种炭化炉可燃气体收集利用装置以解决目前 生物质原料炭化生产过程中产生的可燃气体直接燃烧造成能源浪费和环境污染 等问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的该炭化炉可燃气体收集利用装置， 包括炭化炉、初级过滤净化单元、除焦分离回收单元、冷凝单元、二级分离净 化单元、储气单元以及控制单元，其中初级过滤净化单元包括过滤器和洗气 塔；除焦分离回收单元是静电除焦器；冷凝单元是立式冷凝器；二级分离净化 单元包括罗茨鼓风机、旋风除焦器、第二水封、净化器；储气单元是储气柜； 控制单元是控制室。
炭化炉、过滤器、洗气塔、静电除焦器、立式冷凝器、罗茨鼓风机、旋风除 焦器、第二水封、第一净化器、第二净化器、储气柜之间通过管道顺次连接，并 在控制室的控制之下进行运作。同时，在立式冷凝器中有一深度40厘米的冷水层， 进入该冷凝器的输气铁管向下弯曲90。插入冷水层20厘米；立式冷凝器中还具有 一个向中心下方倾斜的第一铁板。在第二水封中具有一减少水汽带出的隔板和一 个向中心上方倾斜的第二铁板。另外，在净化器内均设有过滤层，第一净化器中的过滤层是两层托在铁网上的玉米芯；第二净化器与第一净化器的内部结构基本 相同，区别在于其上部过滤层是采用焦炭，其他部分与第一净化器完全相同。在 净化器的外面还设有试验和化验装置；在储气柜内设有安全装置。
由本实用新型的炭化炉可燃气体收集利用装置产生的可燃气体在环境、安 全、经济等多方面发挥着巨大的效益，并且在生产、储存、使用等环节与其它 燃料相比占有很大优势。其有益效果具体分析如下
(1) 节能环保炭化炉所采用的生物质原料主要是农作物秸秆、花生皮、稻 壳、玉米芯、果木枝等各种农林业废弃物，既有助于农林业废弃物的合理处理， 又有利于促进能源的节约和变废为宝。同时，由于采用了先进、环保的炭化技 术且无"三废"排放，使得整个生产过程都完全符合环保的要求。
(2) 安全炭化炉可燃气体是采用管道运输的方式，而且炉灶与管道直接连 接，用户无需专门储存。因此，只要管道质量过关，不发生泄漏，用户正确操 作使用，即无安全隐患。
(3) 节省空间由于通过储气罐等设施经过管道将炭化炉可燃气体输送到各 个用户，炉灶与管道直接连接，用户使用时打开阀门即可使用，无需专门储存。 与薪柴、煤炭等传统燃料相比可以节约大量储存空间，尤其是在广大农村可以 大量节省空间。
(4) 受自然环境影响小由于炭化炉可燃气体是在炭化生产的过程中产生， 所以受自然环境影响很小，在绝大部分地区都能生产和使用。而同样属于可燃 气体的沼气则受自然环境影响较大，沼气发酵需要在l(TC以上，8'C以下仅能 产生微量沼气，不能投入使用，所以沼气在北方地区的秋末春初和冬季无法使 用。相比之下，炭化炉可燃气体在高温、常温和低温环境下都能够产生和使用。
(5) 经济实惠炭化炉可燃气体的价格低廉，约l元/立方米，按每户4 5
口人计算，平均每户每天使用炭化炉可燃气体约0.6立方米，这样每户每天最 多只需1元钱就足以解决一日三餐所需的燃料问题，每年的花费只需约360元； 按同样人口计算，如果使用煤炭，平均每户每年需要煤炭至少2吨，按照目前 煤炭价格(约1000/吨)计算，每户每年需要花费2000元；如果使用液化气，每 户每天需要约1公斤，按照目前液化气价格(约4. 6/公斤)计算，则需要花费4.6 元，每年花费需要1700元。由此可见，炭化炉可燃气体在花费方面较煤炭、液化气等日常燃料有明显的优势。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附
图1是本实用新型的炭化炉可燃气体收集利用装置结构示意图
附图2是附
图1中洗气塔的放大图
附图3是附
图1中带有变压器的静电除焦器的放大图
附图4是附
图1中立式冷凝器和罗茨鼓风机的放大图
附图5是附
图1中旋风除焦器的放大图
附图6是附
图1中第一净化器和第二净化器的放大图
附图7是本实用新型的炭化炉可燃气体数控联产工艺流程图
图中附图标记如下
1炭化炉
2过滤器
3洗气塔
4静电除焦器
5立式冷凝器
6罗茨鼓风机
7旋风除焦器
8第二水封
9第一净化器
10第二净化器
11储气柜 12控制室 13第一水封 14第一铁板 15输气铁管 16玉米芯具体实施方式
以下，参照附图详细说明本实用新型的优选实施例。在此之前需要说明的是，本说明书及权利要求书中所使用的术语或词语不能限定解释为通常的含义 或辞典中的含义，而应当立足于为了以最佳方式说明其实用新型发明人可以对 术语的概念进行适当定义的原则解释为符合本实用新型技术思想的含义和概 念。随之，本说明书所记载的实施例和附图中表示的结构只是本实用新型最佳 实施例之一，并不能完全代表本实用新型的技术思想，因此应该理解到对于本 实用新型而言可能会存在能够进行替换的各种等同物和变形例。
在图l的结构示意图中(结合图7的工艺流程图)，将生物质原料装入炭化炉 内，利用温度、时间迸行自动化操作。生产过程中是以温度为载体对生物质原料 进行干馏炭化。在炭化过程中分离出木焦油、木醋酸液同时产生烟气。烟气通过 净化加压后形成可燃气体经储存、输送等过程进入千家万户。参考图2至6的各部 分放大图其生产步骤如下
(1) 生物质原料通过输送机进入炭化炉1内，利用上点火方式在风机作用下 使烟气不再经上边排出而是从炭化炉底部经过过滤器2将气体中的烟尘、焦油、 木醋酸液进行初级过滤、沉淀、净化。
(2) 气体经过初级过滤后进入洗气塔3进行上下双向水洗、冷却和进一步除
小土。
(3) 从洗气塔3出来的经过水洗、冷却和进一步除尘的气体进入静电除焦器 4，将其中的木焦油、木醋酸液进行分离出来，过滤后流入焦油醋液池(图中未 示出)。
(4) 气体从静电除焦器4出来后进入立式冷凝器5的第一水封13，进行冷 却、分离。第一水封13当中有深度约40厘米的冷水层，为防止水封中的冷水 外流，气体是由第一水封13的中上部进入，输气铁管15在水封中向下弯曲90° ， 插入冷水层中约20厘米，以此方式将气体在水封当中用冷水进行冷却处理，降 低气体的温度，利用热胀冷縮的性质增加气体密度，减少因气体受热膨胀导致 的潜在危险；同时由于冷却使气体中所带的焦油部分沉积，提高气体的纯度。 在第一水封13还设有第一铁板14，它是向中心下方倾斜的，这样做是为了使 凝结的水汽和焦油由中心部位流回水中，避免过多焦油在水封内壁上留存。此 外，为了使气体保持足够的密度和压力，经第一水封13上部输出之后，将可燃 气体分离出来并进入罗茨鼓风机6加压。(5) 从罗茨鼓风机6出来的气体进入旋风除焦器7，对气体进行进一步分离、 净化。
(6) 从旋风除焦器7出来的气体进入第二水封8的底部进行加压，第二水封8 当中不再设冷水层，也不设其它物质，气体进入第二水封8当中后直接蓄积，蓄 积到一定密度和压力时再由顶部输出。在第二水封8内部的中上层设有第二铁板 (类似图4中的第一铁板，图中未示出)，该铁板是向中心上方倾斜的，由于此时 的水汽和焦油的量已经较少，不会再有过多的留存在水封内壁，这样做可以减小 上部面积，从而增大气体的压强，使气体顺利输出。同时，在第二水封8内还设 有减少水汽带出的隔板(图中未示出)。
(7) 气体经第二水封8顶部输出之后，由第一净化器9底部进入，该净化器 9中装有两层玉米芯16，利用玉米芯吸水的特点吸收气体中所带的水分。这样 做是因为气体经过水封的冷水层冷却之后，温度降低、密度和纯度增加，但是 由于气体原来温度较高，从冷水层中经过，使部分冷水汽化，带出大量水汽， 含水量也随之增加，导致湿度增加，亦影响其使用，所以，需要经过玉米芯层 来进行脱水处理。净化器9中的玉米芯过滤层高度约30厘米，两层之间间隔约 50厘米，下部一层距底部约40厘米，玉米芯由焊接在过滤装置内部的铁网(图 中未示出)托住。经过两层玉米芯的过滤之后，大部分水汽被玉米芯吸收，起 到了脱水干燥的作用；同时由于玉米芯的吸附性，大部分残余焦油也被吸附。 气体经过净化器9过滤之后，经顶部输出，由第二净化器10底部进入，进入第 二净化器10后，利用玉米芯和焦炭进行进一步干燥处理。第二净化器10与第 一净化器9的内部结构基本相同，区别在于第二净化器10的上部过滤层是采用 焦炭(图中未示出)，其他部分与第一净化器9完全相同。此过程同样是利用焦 炭和玉米芯的吸水性和吸附性，将气体进行进一步干燥处理，同时将最后少量 残余焦油吸附，提高气体纯度。此外，净化器9、 10外面还设有试验和化验装 置(图中未示出)。
(8) 最后，气体由第二净化器IO底部输出并加压后经管道输入内部设有安 全装置(图中未示出)的储气柜ll，再通过管道供应给用户。
经过上述处理措施，提高了可燃气体的密度、纯度和安全性，实现了可燃 气体的收集利用。
8需要注意的是，尽管本发明已参照具体实施方式
进行描述和举例说明，并 且给出了炭化炉可燃气体收集利用装置的具体结构。但是并不意味着本实用新 型限于这些描述的实施方式，本领域技术人员可以从中衍生出许多不同的变体， 它们都将覆盖于本实用新型权利要求的真实精神和范围中。
权利要求1.一种炭化炉可燃气体收集利用装置，包括炭化炉(1)、初级过滤净化单元、除焦分离回收单元、冷凝单元、二级分离净化单元、储气单元以及控制单元，其特征在于初级过滤净化单元包括过滤器(2)和洗气塔(3)；除焦分离回收单元是静电除焦器(4)；冷凝单元是立式冷凝器(5)；二级分离净化单元包括罗茨鼓风机(6)、旋风除焦器(7)、第二水封(8)、第一净化器(9)、第二净化器(10)；储气单元是储气柜(11)；控制单元是控制室(12)；炭化炉(1)、过滤器(2)、洗气塔(3)、静电除焦器(4)、立式冷凝器(5)、罗茨鼓风机(6)、旋风除焦器(7)、第二水封(8)、第一净化器(9)、第二净化器(10)、储气柜(11)之间通过管道顺次连接。
2. 根据权利要求1所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于立式冷 凝器(5)中有第一水封(13)，它是深度40厘米的冷水层。
3. 根据权利要求2所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于进入立 式冷凝器(5)的输气铁管(15)向下弯曲90° ，并且输气铁管(15)插入冷水层20 厘米。
4. 根据权利要求3所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于立式冷 凝器(5)中还具有一个向中心下方倾斜的第一铁板(14)。
5. 根据权利要求4所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于第二水 封(8)中具有一减少水汽带出的隔板。
6. 根据权利要求5所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于第二水 封(8)中还具有一个向中心上方倾斜的第二铁板。
7. 根据权利要求6所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于第一净 化器(9)和第二净化器(10)内均设有过滤层，它们的外面还设有试验和化验装 置。
8. 根据权利要求7所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于第一净 化器(9)内的过滤层是两层玉米芯(16)，每层玉米芯过滤层高度约30厘米，两层之间间隔约50厘米，下部一层距底部约40厘米，玉米芯由焊接在第一净化 器(9)内部的铁网托住。
9. 根据权利要求7所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于第二净 化器(10)内的过滤层是两层，上层是焦炭，下层是玉米芯，每层过滤层高度约 30厘米，两层之间间隔约50厘米，下部一层距底部约40厘米，玉米芯由焊接 在第二净化器(IO)内部的铁网托住。
10. 根据权利要求8或9所述的炭化炉可燃气体收集利用装置，其特征在于储气 柜(ll)内设有安全装置。
专利摘要本实用新型涉及一种炭化炉可燃气体收集利用装置，它可以解决目前生物质原料在炭化生产过程中产生的可燃气体因直接燃烧造成能源浪费和环境污染的问题。该装置是由炭化炉、过滤器、洗气塔、静电除焦器、立式冷凝器、罗茨鼓风机、旋风除焦器、第二水封、第一净化器、第二净化器、储气柜之间通过管道顺次连接而组成的，各装置在控制室的控制之下进行运作。经过上述各装置处理后，可燃气体的密度、纯度得到了提高，并且更加安全，实现了可燃气体的收集利用。该装置具有节能环保、安全、节省空间及经济实惠的优点，其产生的可燃气体在环境、安全、经济等多方面发挥着巨大的效益，并且在生产、储存、使用等环节与其它燃料相比占有更大优势。
文档编号C10K1/04GK201376953SQ20092015188
公开日2010年1月6日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者李立新 申请人:李立新