生物质热解炭化处理及尾料分类收集设备的制作方法

本发明涉及废料回收处理领域，尤其涉及一种可将生物质废料热解炭化后分离成各种终产物并收集的设备。

背景技术：

生物质热解炭化技术是生物质能源开发利用的一种重要途径，其热解炭化反应设备是核心装置，现有的技术和设备存在生产不连续、无法回收热解副产物、不节能环保、出炭温度高等缺点。

技术实现要素：

针对以上现有技术和设备所存在的问题，本发明旨在提供一种节能环保、出炭温度低、自动化程度高的生物质热解炭化处理及尾料分类收集设备，本发明采用如下设计：包括：原料预处理装置、送料装置、热解炭化装置、尾料分类收集装置、热解炭化收集电气控制系统；所述原料预处理装置、送料装置、热解炭化装置、尾料分类收集装置依次连接；所述热解炭化收集电气控制系统包括：PLC控制系统、温度传感器、气压传感器、电气控制柜，所述温度传感器、气压传感器装于所述热解炭化装置、尾料分类收集装置内，用于检测此两种装置内的温度和气压信息，并连接所述PLC控制系统的输入端，作为反馈，所述PLC控制系统的输出端与所述电气控制柜连接，所述电气控制柜还与所述送料装置、热解炭化装置、尾料分类收集装置连接；所述热解炭化装置包括回转窑、加热装置、加氮装置、振打装置；所述尾料分类收集装置包括依次连接的密封连接装置、炭黑分离冷却装置、除尘装置、焦油分离收集装置、木醋液分离收集装置、燃气压缩收集装置，所述燃气压缩收集装置与所述加热装置连接；所述炭黑分离冷却装置包括沉降室、炭黑螺旋冷却机、炭黑收集器具，所述炭黑螺旋冷却机包括螺旋冷却机体、循环冷却水系统，所述螺旋冷却机体有外筒、螺旋传动轴，所述螺旋传动轴的转轴、螺旋叶片均有空腔，且两者的空腔连通，所述外筒有夹层，所述转轴、螺旋叶片的空腔以及所述外筒的夹层内都通有冷却液；所述密封连接装置一端连接所述回转窑，另一端连接所述沉降室，所述密封连接装置装有波纹补偿器。

更进一步的，所述密封连接装置的密封方式为摩擦密封而非机械密封，所述波纹补偿器两端均装有所述气压传感器。

更进一步的，所述炭黑螺旋冷却机的结构包括：螺旋冷却机体、循环冷却水系统；所述螺旋冷却机体包括外筒、螺旋传动轴、支架、进水口、出水口、进料口、出料口、传动动力单元；所述外筒包括外筒体、内筒体，两者中间有空心夹层，所述进水口与所述外筒体一端的下部连通，所述出水口与所述外筒体远进水口一端上部连通，所述进料口与所述内筒体近进水口一端的上部连通，所述出料口与所述内筒体近出水口一端的下部连通；所述支架活动固定于所述外筒两端的下部，可在一定范围内调节所述外筒的坡度，并且所述进水口一端高度较低，所述出水口一端高度较高；所述螺旋传动轴包括转轴、螺旋叶片，所述转轴和螺旋叶片均有空腔，且所述转轴和螺旋叶片的空腔连通，所述螺旋传动轴由齿轮电机带动其转动，并且有相应的连接结构；所述循环冷却水系统包括两个冷却塔、水泵、输水管、回水管、水路切换开关、止回阀；所述两个冷却塔分别连接有输水管和回水管，所述两个冷却塔所连接的两个输水管有交汇点，所述两个冷却塔所连接的两个回水管也有交汇点，所述水路切换开关装于该两个交汇点处，它具有两个控制状态，在控制其中一个输水管/回水管通路同时另一个输水管/回水管关闭，达到切换循环水路的效果，所述输水管还和所述进水口和所述螺旋传动轴的近进水口一端连通，所述出水口和所述螺旋传动轴近出水口一端与所述止回阀的进水端连通，所述止回阀的出水端与所述回水管连接；所述冷却塔顶部有聚四氟乙烯膜；所述电气控制柜控制所述螺旋传动轴的转速。

更进一步的，所述螺旋叶片、所述内筒体的内壁表面均有大量凸起结构，所述凸起结构呈螺旋状排列；所述水路切换开关是电动蝶阀，其两片蝶板的夹角不为一般蝶板的180°，而是90°；所述交汇点处还装有异径直通；所述水路切换开关的切换间隔时间为15-30分钟，且所述输水管上的水路切换开关和所述回水管上的水路切换开关为同步切换，并保证回水管的回水流向正在输水的冷却塔；所述出料口的出料温度＜50℃；所述内筒体的外径是所述外筒体内径的50%-60%。

更进一步的，所述回转窑与地面有5°-10°的坡度，所述回转窑有进料口和出料口，且所述进料口离地面的高度高于所述出料口；所述加热装置包括燃气室、混合燃烧器，所述回转窑内由进料口向出料口分为干燥区、预热解区、主热解区、煅烧区、降温区5个加热区，每个加热区之间有耐高温隔热材料层，且每个加热区都有一个或若干个所述混合燃烧器进行加热，同时每个加热区均设置有所述温度传感器；所述PLC控制系统对每个加热区的温度控制设置为：干燥区（120℃-200℃）、预热解区（200℃-400℃）、主热解区（400℃-500℃）、煅烧区（500℃-600℃）、降温区（＜400℃）；所述电气控制柜控制所述回转窑的转速及所述混合燃烧器的火力。

更进一步的，所述尾料分类收集装置中的除尘装置包括旋风除尘器、高温除尘器、粉尘收集箱，所述焦油分离收集装置包括冷凝器、焦油池，所述木醋液分离收集装置包括喷淋器、木醋液池，所述燃气压缩收集装置包括引风机、空气压缩机、干燥器、储气罐；所述电气控制柜可控制所述旋风除尘器、引风机的转速，所述冷凝器温度，所述喷淋器的喷淋量。

更进一步的，所述加热装置包括燃气室、混合燃烧器；所述燃气压缩收集装置包括引风机、空气压缩机、干燥器、储气罐；所述储气罐的出气端与所述燃气室连通，其出气量受所述电气控制柜控制。

更进一步的，所述电气控制柜有自动、手动两种控制模式，所述PLC控制系统还连接声光报警器。

更进一步的，所述炭黑螺旋冷却机包括冷却塔、螺旋冷却机体，所述尾料分类收集装置包括冷凝器，所述冷却塔与所述螺旋冷却机体、所述冷凝器连通，为所述螺旋冷却机体、冷凝器提供循环冷却水。

本发明中，由PLC控制系统和电气控制柜构成控制中枢，接收装置于热解炭化装置中的回转窑，尾料分类收集装置中的波纹补偿器、炭黑螺旋冷却机、冷凝器、喷淋塔、储气罐等设备上的温度传感器或气压传感器传递的温度或气压信息，并对所述设备进行转速、喷淋量等调整控制，保证系统稳定运行，PLC控制系统中对各设备有设定好的温度或气压区间，一旦检测数值超出设定区间，可由PLC控制系统向所述电气控制柜发出指令，自动调节至正常水平，也可设定手动控制有PLC控制系统发出报警信号后，由人工就地手动调节异常设备，处理方式灵活。针对现有窑炉出炭温度高的缺点，本发明设计了炭黑螺旋冷却机，它使用双循环冷却水路，并且在螺旋叶片、转轴、外筒3处均可进行热交换，其换热效率大大提高，出炭温度＜50°；同时该循环冷却水路还与冷凝器连通，提供冷却水；在尾料处理方面，进料通过沉降、除尘、焦油分离、木醋液分类后形成纯净燃气经过风机、空气压缩机、干燥器处理后通入储气罐储备，并通入燃气室作为生产燃料实用，实现了二次利用，提高了原料转化利用率，节能环保；在回转窑主体设计部分，本发明根据实际生产效果，合理的设置了5个加热区，并由PLC对每个温区设置了相应的温度区间，并由电气控制柜控制其温度恒定，为了使每个加热区的温度相对独立，因此5个加热区之间采用耐高温隔热材料连接，减少加热区之间的温度传递。

综上所述，本发明相比于现有技术和设备，具有原料转化利用率高、节能环保、出炭温度低、手自一体、运行连续稳定的优点。

附图说明

图1为本发明炭黑螺旋冷却机示意图。

图2为本发明螺旋冷却机体示意图。

图3为本发明整体结构示意图。

具体实施方式

实施例一

如图1、图2、图3所示，本发明包括：原料预处理装置301、送料装置302、热解炭化装置303、尾料分类收集装置、热解炭化收集电气控制系统310；所述原料预处理装置301、送料装置302、热解炭化装置303、尾料分类收集装置依次连接；所述热解炭化收集电气控制系统310包括：PLC控制系统、温度传感器、气压传感器、电气控制柜，所述温度传感器、气压传感器装于所述热解炭化装置303、尾料分类收集装置内，用于检测此两种装置内的温度和气压信息，并连接所述PLC控制系统的输入端，作为反馈，所述PLC控制系统的输出端与所述电气控制柜连接，所述电气控制柜还与所述送料装置302、热解炭化装置303、尾料分类收集装置连接；所述热解炭化装置303包括回转窑、加热装置、加氮装置、振打装置；所述尾料分类收集装置包括依次连接的密封连接装置305、炭黑分离冷却装置304、除尘装置306、焦油分离收集装置307、木醋液分离收集装置308、燃气压缩收集装置309，所述燃气压缩收集装置309与所述加热装置连接；所述炭黑分离冷却装置304包括沉降室、炭黑螺旋冷却机、炭黑收集器具，所述炭黑螺旋冷却机包括螺旋冷却机体107、循环冷却水系统，所述螺旋冷却机体107有外筒、螺旋传动轴，所述螺旋传动轴的转轴205、螺旋叶片206均有空腔，且两者的空腔连通，所述外筒有夹层，所述转轴205、螺旋叶片206的空腔以及所述外筒的夹层内都通有冷却液；所述密封连接装置305一端连接所述回转窑，另一端连接所述沉降室，所述密封连接装置305装有波纹补偿器。

作为更具体的实施方案，所述密封连接装置305的密封方式为摩擦密封而非机械密封，所述波纹补偿器两端均装有所述气压传感器。

作为更具体的实施方案，所述炭黑螺旋冷却机的结构包括：螺旋冷却机体107、循环冷却水系统；所述螺旋冷却机体包括外筒、螺旋传动轴、支架210、进水口203、出水口204、进料口201、出料口202、传动动力单元；所述外筒包括外筒体207、内筒体208，两者中间有空心夹层，所述进水口与203所述外筒体207一端的下部连通，所述出水口204与所述外筒体207远进水口203一端上部连通，所述进料口201与所述内筒体208近进水口203一端的上部连通，所述出料口201与所述内筒体208近出水口204一端的下部连通；所述支架210活动固定于所述外筒两端的下部，可在一定范围内调节所述外筒的坡度，并且所述进水口203一端高度较低，所述出水口204一端高度较高；所述螺旋传动轴包括转轴205、螺旋叶片206，所述转轴205和螺旋叶片206均有空腔，且所述转轴205和螺旋叶片206的空腔连通，所述螺旋传动轴由齿轮电机带动其转动，并且有相应的连接结构209；所述循环冷却水系统包括两个冷却塔101、水泵104、输水管102、回水管103、水路切换开关105、止回阀108；所述两个冷却塔101分别连接有输水管102和回水管103，所述两个冷却塔101所连接的两个输水管102有交汇点，所述两个冷却塔所连接的两个回水管10也有交汇点，所述水路切换开关105装于该两个交汇点处，它具有两个控制状态，在控制其中一个输水管102/回水管103通路同时另一个输水管102/回水管103关闭，达到切换循环水路的效果，所述输水管102还和所述进水口203和所述螺旋传动轴的近进水口203一端连通，所述出水口204和所述螺旋传动轴近出水口204一端与所述止回阀108的进水端连通，所述止回阀108的出水端与所述回水管103连接；所述冷却塔101顶部有聚四氟乙烯膜；所述电气控制柜控制所述螺旋传动轴的转速。

作为更具体的实施方案，所述螺旋叶片206、所述内筒体208的内壁表面均有大量凸起结构，所述凸起结构呈螺旋状排列；所述水路切换开关105是电动蝶阀，其两片蝶板的夹角不为一般蝶板的180°，而是90°；所述交汇点处还装有异径直通106；所述水路切换开关105的切换间隔时间为15-30分钟，由PLC控制系统设置后通过电气控制柜执行，同时所述输水管102上的水路切换开关105和所述回水管103上的水路切换开关为105同步切换，并保证回水管103的回水流向正在输水的冷却塔；所述出料口202的出料温度＜50℃；所述内筒体208的外径是所述外筒体207内径的50%-60%。

作为更具体的实施方案，所述回转窑与地面有5°-10°的坡度，所述回转窑有进料口和出料口，且所述进料口离地面的高度高于所述出料口；所述加热装置包括燃气室、混合燃烧器，所述回转窑内由进料口向出料口分为干燥区、预热解区、主热解区、煅烧区、降温区5个加热区，每个加热区之间有耐高温隔热材料层，且每个加热区都有一个或若干个所述混合燃烧器进行加热，同时每个加热区均设置有所述温度传感器；所述PLC控制系统对每个加热区的温度控制设置为：干燥区（120℃-200℃）、预热解区（200℃-400℃）、主热解区（400℃-500℃）、煅烧区（500℃-600℃）、降温区（＜400℃）；所述电气控制柜控制所述回转窑的转速及所述混合燃烧器的火力。

作为更具体的实施方案，所述尾料分类收集装置中的除尘装置306包括旋风除尘器、高温除尘器、粉尘收集箱，所述焦油分离收集装置307包括冷凝器、焦油池，所述木醋液分离收集装置308包括喷淋器、木醋液池，所述燃气压缩收集装置309包括引风机、空气压缩机、干燥器、储气罐；所述电气控制柜控制所述旋风除尘器、引风机的转速，所述冷凝器温度，所述喷淋器的喷淋量。

作为更具体的实施方案，所述加热装置包括燃气室、混合燃烧器；所述燃气压缩收集装置309包括引风机、空气压缩机、干燥器、储气罐；所述储气罐的出气端与所述燃气室连通，其出气量受所述电气控制柜控制。

作为更具体的实施方案，所述电气控制柜有自动、手动两种控制模式，所述PLC控制系统还连接声光报警器。

作为更具体的实施方案，所述炭黑螺旋冷却机包括冷却塔101、螺旋冷却机体107，所述尾料分类收集装置包括冷凝器，所述冷却塔101与所述螺旋冷却机体107、所述冷凝器连通，为所述螺旋冷却机体、冷凝器提供循环冷却水。

以上仅为本发明较佳的实施例，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明说明书内容所作的等效变化与装饰，皆应属于本发明覆盖的范围内。