一种精确控制立式热解反应器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种立式热解反应器。包括反应器壳体、进料装置、反应器顶部的生物质燃气出口、反应器底部的出灰装置、反应器内部的炉箅；进料装置位于反应器的底部，进料装置的出料口位于反应器内底部中心。采用底部中心加料的方式，解决了长期以来困扰生物质热解反应器的三大瓶颈中的均匀布料难题；在热解反应器中安装破渣装置，与转动的炉箅形成有机的结合，炉箅的运转速度可以精确的调整出料量，通过控制进料速度、出料速度、料层厚度、空气的进风量、进风分布、反应温度等实现精确热解反应控制。热解反应器出灰更稳定、更连续，生产可靠性性得到大幅度提高；进料装置的位置设计和破渣装置的配合使用能有效连续处理长达10cm左右尺寸的生物质。
【专利说明】一种精确控制立式热解反应器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对含纤维素物料的处理装置，特别涉及一种立式热解反应器。
【背景技术】
[0002] 生物质热解是指生物质在没有氧化剂(空气、氧气、水蒸气等)存在或只提供有限氧的条件下，加热到25(T700°C，通过热化学反应将生物质大分子物质(木质素、纤维素和半纤维素)分解成较小分子的燃料物质(固态炭、可燃气、生物油)的热化学转化技术方法。从化学反应的角度对其进行分析，生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应，包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。(赵廷林，王鹏，邓大军等.生物质热解研究现状与展望[J].新能源产业，2007，5:54-60)。
[0003]生物质热解的产物是可燃的热解气和固态的生物质炭，都是可供能源应用的产品。燃气除了作为供热的燃料外，还可以进一步重整作为发电和合成绿色液体燃料的原料；生物质炭除作燃料外也有很多的附加值，还用作金属冶炼、食品和轻工业的燃料，电炉冶炼的还原剂，金属精制时用作覆盖剂保护金属不被氧化。在化学工业上常作二硫化碳和活性炭等的原料。由于中国政府禁止使用木材烧制木炭，现在生物炭市场广阔。
[0004]中国专利CN200910225125.3，公开了一种螺旋热解反应器，包括壳体，壳体的顶端中心设有进料口、上端的侧壁上设有热解气出口、下端的侧壁上设有热载体出口、底部设有炭粉出口等。该热解反应器的进料口位于顶端中心。
[0005]中国专利CN01270113.0，公开了一种可联系操作的固体有机物热解装置，它主要由螺旋输送反应器、流化床气化器、提升管再生器、旋分器、换热器和再生剂缓冲仓等构成。该热解装置的进料口位于顶端。
[0006]中国专利CN200920100781.6，公开了一种生物质催化气化炉，化反应器为立式，螺
旋给料器设在气化反应器的上部，气化反应器的内壁上装有多组导热片，气化放映器的底部分别开有残留物出口和水蒸汽出口，气化反应器的下部设有水蒸汽分布板，气化反应器的顶部设有气化燃气出口等。该装置的给料器设在气化反应器的上部。
[0007]综上，目前生物质热解反应器的进料口位于热解反应器的上部或上部中心，然而上部进料生物质堆积的床层不均匀，高低不平，在热解反应过程中易发生生物质的结交、搭桥，影响生物质物料在反应器中的流动性，易发生搭空，从而无法正常出灰，进一步堵塞反应器。最终导致无法联系生产。
[0008]现有生物质热解反应器由于输送等问题，无法直接处理IOcm左右的大尺寸的生物质，进行连续生产。且现有热解反应器利用炉箅与反应器内壁的空隙进行落灰，然而该实际生产中该空隙的尺寸并不科学，尺寸大时，生物质原料不断漏出；尺寸小时容易发生堵
塞，影响生产。
【发明内容】
[0009]本发明的目的一是:解决现有生物质热解反应器加料后生物质床层厚度不均匀带来的生产上的不能连续进行的问题；二是:解决现有生物质热解反应器不能处理IOcm左右的大尺寸生物质原料的缺陷。
[0010]实现本发明目的的技术方案是:一种精确控制立式热解反应器，包括反应器壳体、进料装置、反应器顶部的生物质燃气出口、反应器底部的出灰装置、反应器内部的炉箅；进料装置位于反应器的底部，进料装置的出料口位于反应器内底部中心。
[0011]上述的精确控制立式热解反应器，所述的炉箅为圆台形状，其纵向截面为等腰梯形，炉箅设置在进料装置的外部、进料装置嵌于炉箅中。
[0012]上述的精确控制立式热解反应器，在反应器壳体内壁上对称安装有破渣装置，其具有突出于反应器壳体内壁的切口部；在反应器壳体(1)上且在炉箅(6)上方固定安装有破拱装置(12)。
[0013]上述的精确控制立式热解反应器，所述破渣装置的切口部纵向截面为三角形。
[0014]上述的精确控制立式热解反应器，所述破渣装置固定安装于反应器壳体底部、接近出灰装置，与炉箅底部形成间隙。
[0015]上述的精确控制立式热解反应器，所述破渣装置为出灰舌台，其为横截面是梯形的浇注料块。
[0016]上述的精确控制立式热解反应器，所述破渣装置与炉箅底部形成的间隙根据生物质原料的不同设计成2"l5cm。
[0017]上述的精确控制立式热解反应器，当生物质原料为IOcm以下的秸杆时，所述破渣装置与炉箅底部形成的间隙为rScm。
[0018]上述的确控制立式热解反应器，出灰装置底部具有确保排灰操作时反应器不发生气体泄漏的密封装置；出灰装置的外部具有水冷装置。
[0019]上述的确控制立式热解反应器，炉箅为至少4层炉箅层结构，且间隔设置为可转动和不可转动结构，炉箅转动控制装置控制可转动炉箅层的转动速度；位于应器壳体外部的进料装置上具有空气进口，热空气从空气进口进入，并通过各炉箅层的间隙输送进入反应器内部。
[0020]本发明是一种精确控制的立式热解反应器，首先是炉箅的旋转速度可以通过炉箅转动控制装置；反应器内温度可以通过进风量的大小控制；布风的量和布风分布也可以通过进风来控制；生物质料的高度可以通过炉箅的转速来控制。
[0021]破拱装置是具有一定硬度的方形的块状物，当生物质燃烧时容易发生结块，可以通过破拱装置打破该结块。
[0022]本发明立式热解反应器使用时，生物质料从底部中心进料，避免了从上部进料时的生物质层的不均匀。生产过程中，炉箅高速旋转，破渣装置即出灰舌台的切口部将大的生物质焦油块打碎，因此可以采用较小的空隙使灰落下，但却不使生物质料落下。
[0023]本发明具有积极的效果:(I)采用底部中心加料的方式，解决了长期以来困扰生物质热解反应器的三大瓶颈中的均匀布料难题；(2)在热解反应器中安装破渣装置，与转动的炉箅形成有机的结合，相比同类未安装的热解反应器出灰更稳定、更连续，生产连续性得到大幅度提高；(3)热解反应器的进料装置的位置设计和破渣装置的配合使用能有效连续处理IOcm左右尺寸的生物质。(4)通过控制炉箅的运转速度可以精确的控制出料量。通过控制进料速度、出料速度、料层厚度、空气的进风量、进风分布、反应温度等实现精确热解反应控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
[0025]图1为本发明的结构示意图；图2为本发明加料时运转示意图；图3为实施例3的发明结构示意图。
[0026]其中:1反应器壳体；2进料装置；3生物质料层；4生物质燃气出口 ；5出灰装置；6炉箅；7出料口 ；8破渣装置；9切口部；10空气进风口 ；11炉箅转动控制装置；12破拱装置。
【具体实施方式】
[0027](实施例1)
[0028]见图1
[0029]精确控制立式热解反应器，包括反应器壳体1、进料装置2、反应器顶部的生物质燃气出口 4、反应器底部的出 灰装置5，出灰装置5的底部有密封圈，用以防止排灰时发生气体泄漏、反应器内部的炉箅6 ;进料装置2位于反应器的底部，进料装置的出料口 7位于反应器内底部中心。炉箅6为圆台形状，其纵向截面为等腰梯形，四层结构，间隔设置为可转动层和不转动层，每层之间有空隙，一层是转动的，一层是不转动的，下一层又是转动的，保证炉箅转动的时候，物料能够按照精确控制的需求下料。，炉箅6设置在进料装置2的外部、进料装置2嵌于炉箅6中，进料装置2突出在反应器外的部分上安装有空气进口 10，热风从空气进口 10进入；炉箅转动控制装置11安装在反应器外进料装置2上；在反应器壳体I内壁上对称安装有破渣装置8，其具有突出于反应器壳体I内壁的切口部9 ;破渣装置8的切口部9纵向截面为三角形；所述破渣装置8为出灰舌台是横截面是梯形的浇注料，固定安装于反应器壳体I底部、接近出灰装置5，与炉箅6底部形成间隙，生物质原料为IOcm以下的秸杆时，所述破渣装置8与炉箅6底部形成的间隙为4cm ;贯穿于反应器壁，位于炉箅上方20cm处安装有破拱装置12为硬质材料长方体块。
[0030]立式热解反应器运行时，可以通过炉箅转动控制装置11精确控制炉箅的转速，从而精确控制生物质料层3的厚度；同时可以通过控制空气进风口 10进风的量及温度来控制热解反应器内部的反应温度以及进风量。
[0031](实施例2)
[0032]见图2
[0033]精确控制立式热解反应器，包括反应器壳体1、进料装置2、反应器顶部的生物质燃气出口 4、反应器底部的出灰装置5，出灰装置5的底部有密封圈，用以防止排灰时发生气体泄漏、反应器内部的炉箅6 ;进料装置2位于反应器的底部，进料装置的出料口 7位于反应器内底部中心。炉箅6为圆台形状，其纵向截面为等腰梯形，四层结构，间隔设置为可转动层和不转动层，每层之间有空隙，炉箅6设置在进料装置2的外部、进料装置2嵌于炉箅6中，进料装置2突出在反应器外的部分上安装有空气进口 10，热风从空气进口 10进入；炉箅转动控制装置11安装在反应器外进料装置2上；在反应器壳体I内壁上对称安装有破渣装置8，其具有突出于反应器壳体I内壁的切口部9 ;破渣装置8的切口部9纵向截面为三角形；所述破渣装置8为出灰舌台是横截面是梯形的浇注料，固定安装于反应器壳体I底部、接近出灰装置5，与炉箅6底部形成间隙，生物质原料为IOcm以下的秸杆时，所述破渣装置8与炉箅6底部形成的间隙为4cm ;贯穿于反应器壁，位于炉箅上方20cm处安装有破拱装置12为硬质材料长方体块。
[0034]立式热解反应器运行时，可以通过炉箅转动控制装置11精确控制炉箅的转速，从而精确控制生物质料层3的厚度；同时可以通过控制空气进风口 10进风的量及温度来控制热解反应器内部的反应温度以及进风量。
[0035](实施例3)
[0036]见图3
[0037]精确控制立式热解反应器，包括反应器壳体1、进料装置2、反应器顶部的生物质燃气出口 4、反应器底部的出灰装置5，出灰装置5的底部有密封圈，用以防止排灰时发生气体泄漏、反应器内部的炉箅6 ;进料装置2位于反应器的底部，进料装置的出料口 7位于反应器内底部中心。炉箅6为圆台形状整体结构，其纵向截面为等腰梯形，，炉箅6设置在进料装置2的外部、进料装置2嵌于炉箅6中，进料装置2突出在反应器外的部分上安装有空气进口 10，热风从空气进口 10进入；炉箅转动控制装置11安装在反应器外进料装置2上；在反应器壳体I内壁上对称安装有破渣装置8，其具有突出于反应器壳体I内壁的切口部9 ;破渣装置8的切口部9纵向截面为三角形；破渣装置8为出灰舌台是横截面是梯形的浇注料，固定安装于反应器壳体I底部、接近出灰装置5，与炉箅6底部形成间隙，生物质原料为IOcm以下的秸杆时，破渣装置8与炉箅6底部形成的间隙为6cm ;贯穿于反应器壁，位于炉箅上方20cm处安 装有破拱装置12为硬质材料长方体块的。
[0038](实施例4)
[0039]见图3
[0040]精确控制立式热解反应器，包括反应器壳体1、进料装置2、反应器顶部的生物质燃气出口 4、反应器底部的出灰装置5，出灰装置5的底部有密封圈，用以防止排灰时发生气体泄漏、反应器内部的炉箅6 ;进料装置2位于反应器的底部，进料装置的出料口 7位于反应器内底部中心。炉箅6为圆台形状整体结构，其纵向截面为等腰梯形，，炉箅6设置在进料装置2的外部、进料装置2嵌于炉箅6中，进料装置2突出在反应器外的部分上安装有空气进口 10，热风从空气进口 10进入；炉箅转动控制装置11安装在反应器外进料装置2上；在反应器壳体I内壁上对称安装有破渣装置8，其具有突出于反应器壳体I内壁的切口部9 ;破渣装置8的切口部9纵向截面为三角形；破渣装置8为出灰舌台是横截面是梯形的浇注料，固定安装于反应器壳体I底部、接近出灰装置5，与炉箅6底部形成间隙，生物质原料为IOcm以下的秸杆时，破渣装置8与炉箅6底部形成的间隙为6cm ;贯穿于反应器壁，位于炉箅上方20cm处安装有破拱装置12为硬质材料长方体块的。
[0041]通过精确控制热解反应器可以生成不同碳含量的生物质炭，作为单独的产品另有广泛的用途。生物质炭的体积相对较大，需要经过固有水冷夹套的出灰装置降温冷却。
[0042]立式热解反应器运行时，可以通过炉箅转动控制装置11精确控制炉箅的转速，控制出料量从而精确控制生物质料的厚度；同时可以通过控制空气进风口 10进风的量及温度来控制热解反应器内部的反应温度以及进风量。[0043]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原 则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种精确控制立式热解反应器，包括反应器壳体(1)、进料装置(2)、反应器顶部的生物质燃气出口(4)、反应器底部的出灰装置(5)、反应器内部的炉箅(6);其特征在于:进料装置(2)位于反应器的底部，进料装置的出料口(7)位于反应器内底部中心。
2.根据权利要求1所述的精确控制立式热解反应器，其特征在于:所述的炉箅(6)为圆台形状，其纵向截面为等腰梯形，炉箅(6)设置在进料装置(2)的外部、进料装置(2)嵌于炉箅(6)中。
3.根据权利要求1或2所述的精确控制立式热解反应器，其特征在于:在反应器壳体(I)内壁上对称安装有破渣装置(8)，其具有突出于反应器壳体(1)内壁的切口部(9);在反应器壳体(1)上且在炉箅(6)上方固定安装有破拱装置(12)。
4.根据权利要求3所述的精确控制立式热解反应器，其特征在于:所述破渣装置(8)的切口部(9)纵向截面为三角形。
5.根据权利要求4所述的精确控制立式热解反应器，其特征在于:所述破渣装置(8)固定安装于反应器壳体(1)底部、接近出灰装置(5)，与炉箅(6)底部形成间隙。
6.根据权利要求5所述的精确控制立式热解反应器，其特征在于:所述破渣装置(8)为出灰舌台，其为横截面是梯形的浇注料块。
7.根据权利要求5或6所述的精确控制立式热解反应器，其特征在于:所述破渣装置(8)与炉箅(6)底部形成的间隙根据生物质原料的不同设计成2~15cm。
8.根据权利要求5或6所述的精确控制立式热解反应器，其特征在于:当生物质原料为IOcm以下的秸杆时，所述破渣装置(8)与炉箅(6)底部形成的间隙为rScm。
9.根据权利要求1所述的确控制立式热解反应器，其特征在于:出灰装置(5)底部具有确保排灰操作时反应器不发生气体泄漏的密封装置；出灰装置(5)的外部具有水冷装置。
10.根据权利要求1所述的确控制立式热解反应器，其特征在于:炉箅(6)为至少4层炉箅层结构，且间隔设置为可转动和不可转动结构，炉箅转动控制装置(11)安装在反应器外部，控制可转动炉箅层的转动速度；位于应器壳体(1)外部的进料装置(2)上具有空气进口( 10)，热空气从空气进口( 10)进入，并通过风眼或者各炉箅层的间隙输送进入反应器内部。
【文档编号】C10J3/20GK103897738SQ201210590914
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】崔茂佩, 夏坤, 朱林军, 吕回岩 申请人:苏州格瑞展泰再生能源有限公司