一种多通道高效热解装置的制作方法

本发明涉及一种多通道同时反应的高效热传导装置，适用于生物质热解反应，具体涉及一种多通道高效热解装置。

背景技术：

生物质热解是指在无氧或低氧环境下，生物质被加热升温引起分子裂解生成生物炭、可冷凝液体和可燃气体的过程。生物炭广泛应用于冶金、化工、国防、农业及环境保护等方面；可冷凝液体包括木醋液和木焦油，木醋液是一种天然的植物生长调节剂，具有促进植物生长、杀菌、防虫、防腐、脱臭、改良土壤环境等多种功效；木焦油是生产防水、防腐的优质化工原料，国内主要用于橡胶生产中的抗氧剂和阻聚剂；可燃气体主要包括CO、H2和CH4等组分，单立方的热值可以达到5000千卡，作为一种清洁能源，可以为农村地区进行集中供气。

在生产中应用最为广泛的生物质热解方法多为外热式加热，即物料与热源分开，对反应釜外壁进行加热，通过釜壁与物料以及物料内部间的热传导，实现生物质受热分解。但由于生物质热传导效率低，导致反应时间长，热解能耗升高，且靠近反应釜中心的物料不能有效受热常有夹生现象，产品质量不易保证。另外，刚生成的生物炭由于具有较高温度，无法直接卸除收集，生产中常采用自然冷却方法，因此需要极长的冷却滞留时间，部分技术采用在出炭绞龙外层加循环水的形式冷却，但由于生物炭的热导效率较低，整体冷却效果很差，严重影响生产效率。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的缺陷与不足，本发明目的在于提供一种多通道高效热解装置，该装置将多通道热解管与多通道冷却管集成，形成一种热解区传热效率高，反应周期短，冷却区降温速度快，生产效率高的新型热解装置。

实现上述发明目的所采用的技术方案是：一种多通道高效热解装置，包括进料系统、热解系统、隔热系统、冷却系统和出炭系统。

所述的进料系统由上料斗、一号闸阀、原料沉降室和烟气出口组成，其中上料斗和原料沉降室间由一号闸阀连接，原料沉降室固定在热解室上板上，并且与热解管相通，烟气出口焊接在原料沉降室上。

所述的热解系统由炉体外壁、保温层、炉体内壁、耐火砖、热解管、环形燃烧器、热解室上板、热解室下板、鼓风机、燃气进口、混气室和炉膛组成，炉体外壁与热解室上板、热解室下板焊接，炉体内壁与热解室上板、热解室下板焊接，炉体外壁与炉体内壁之间为保温层，炉体内壁的内侧砌耐火砖，热解管与热解室上板、热解室下板焊接，热解管的外壁与耐火砖的内壁形成的腔体为炉膛，环形燃烧器安装在炉膛内，并将热解管均匀环于其内，环形燃烧器通过管道与混气室相连，混气室上安装鼓风机和燃气进口。

所述的隔热系统由隔热耐火水泥构成，隔热耐火水泥被炉体外壁包于其中，隔热耐火水泥中分布多个圆形孔道，其直径和位置与热解管一致。

所述的冷却系统由循环冷却水、冷却管、循环水进口、冷却室下板、冷却室上板和循环水出口、循环泵和水箱组成，冷却室下板和冷却室上板焊接在炉体外壁上，冷却管分别于冷却室下板和冷却室上板焊接，冷却管的直径、长度和位置与热解管一致，冷却管的外壁与炉体外壁组成的腔体用于盛放循环冷却水，循环水进口一头连接炉体外壁，另一头连接循环泵，循环泵通过管道与水箱相连，循环水出口一头与炉体外壁连接，另一头与水箱连接。

所述的出炭系统由出炭斗、二号闸阀和出炭装置组成，出炭斗固定在冷却室下板上，并且与冷却管相通，出炭斗和出炭装置通过二号闸阀相连接；所述的热解管为多通道热解反应管；所述的冷却管为多通道冷却管。

该装置将热解区常见的单一热解反应釜体改为多通道细长型热解管，生物质材料也被分成多个细长状形态，由此提高釜壁受热面积及受热效率，降低生物质热传导路程，提高生物质热解效率；将冷却区常见的绞龙外层冷却装置改为多通道细长型冷却管，从而提高热的生物炭与冷的循环水之间热交换效率；冷却区与热解区通过隔热层隔离，降低热量损失。

附图说明

图1是本发明多通道高效热解装置的主视截面图。

图2是本发明多通道高效热解装置A-A的截面图。

图3是本发明多通道高效热解装置C-C的截面图。

图中：1.上料斗2.一号闸阀3.原料沉降室 4.炉体外壁 5.保温层 6.炉体内壁 7.耐火砖 8.多通道热解管 9.环形燃烧器 10.隔热耐火水泥 11.循环冷却水 12.多通道冷却管 13.循环水进口 14.出炭斗 15.二号闸阀 16.出炭装置 17.冷却室下板 18.冷却室上板 19.循环水出口 20.热解室下板 21.鼓风机 22.燃气进口 23.混气室 24.炉膛 25.热解室上板 26.烟气出口 27.生物炭 28.循环泵 29.水箱。

具体实施方式

下面参照附图和发明人给出的具体实施方式，对本发明一种多通道高效热解装置作进一步描述：

图1给出了本发明一种多通道高效热解装置的主视截面图，包括进料系统、热解系统、隔热系统、冷却系统和出炭系统；

所述的进料系统由上料斗1、一号闸阀2、原料沉降室3和烟气出口26组成，其中上料斗1和原料沉降室3间由一号闸阀2连接，原料沉降室3固定在热解室上板25上，并且与热解管8相通，烟气出口26焊接在原料沉降室3上；

所述的热解系统由炉体外壁4、保温层5、炉体内壁6、耐火砖7、热解管8、环形燃烧器9、热解室上板25、热解室下板20、鼓风机21、燃气进口22、混气室23和炉膛24组成，炉体外壁4与热解室上板25、热解室下板20焊接，炉体内壁6与热解室上板25、热解室下板20焊接，炉体外壁4与炉体内壁6之间为保温层5，炉体内壁6的内侧砌耐火砖7，热解管8与热解室上板25、热解室下板20焊接，热解管8的外壁与耐火砖7的内壁形成的腔体为炉膛24，环形燃烧器9安装在炉膛24内，并将热解管8均匀环于其内，环形燃烧器9通过管道与混气室23相连，混气室23上安装鼓风机21和燃气进口22；

所述的隔热系统由隔热耐火水泥10构成，隔热耐火水泥10被炉体外壁4包于其中，隔热耐火水泥10中分布多个圆形孔道，其直径和位置与热解管8一致；

所述的冷却系统由循环冷却水11、冷却管12、循环水进口13、冷却室下板17、冷却室上板18和循环水出口19、循环泵28和水箱29组成，冷却室下板17和冷却室上板18焊接在炉体外壁4上，冷却管12分别于冷却室下板17和冷却室上板18焊接，冷却管12的直径、长度和位置与热解管8一致，冷却管12的外壁与炉体外壁4组成的腔体用于盛放循环冷却水11，循环水进口13一头连接炉体外壁4，另一头连接循环泵28，循环泵28通过管道与水箱29相连，循环水出口19一头与炉体外壁4连接，另一头与水箱29连接；

所述的出炭系统由出炭斗14、二号闸阀15和出炭装置16组成，出炭斗14固定在冷却室下板17上，并且与冷却管12相通，出炭斗14和出炭装置16通过二号闸阀15相连接；

所述的热解管8为多通道热解反应管；所述的冷却管12为多通道冷却管。

生物质物料通过上料斗1，经一号闸阀2后落入原料沉降室3和多通道热解管8内，在热解过程中，关闭一号闸阀2和二号闸阀15，使得多通道热解管8与外部空气隔绝，生物质物料热解炭化后生成生物炭27，形成的烟气从烟气出口26排出，经冷凝净化后形成可燃气，可燃气经燃气进口22进入混气室23，与鼓风机21吹入的空气混合后，在环形燃烧器9处燃烧，从而对多通道热解管8进行加热，见图2。,隔热耐火水泥10将多通道热解管8与多通道冷却管12隔离，减少热量传递造成无谓的热损。生物炭27在多通道冷却管12处，与循环冷却水11进行热交换，从而将生成的生物炭温度降低至常温，循环冷却水11由循环水进口13处进入，从循环水出口19处流出，经管道流入水箱29，通过循环泵28，可以连续的将水从水箱29中抽出，送入循环水进口13处，从而形成连续的水路循环，见图3。生物炭27在多通道冷却管12处降温后，打开二号闸阀15和出炭装置16进行出炭，出炭量为多通道冷却管12内的生物炭存储量，这时，多通道热解管8内热解好的生物炭27落入多通道冷却管12内进行降温，然后，打开一号闸阀2进行进料，进料后关闭一号闸阀2，由此，形成多通道热解管8处高效热解，多通道冷却管12处快速降温同时进行的生产方式。

本发明采用多通道热解方式，增加受热面积和受热效率，减少生物质热传导路程，从而显著提高生物质热解效率，降低生产能耗；采用多通道冷却方式，提升生物炭与循环水之间热交换效率，减少生物炭冷却时间，从而提高出炭效率；采用多通道热解与多通道冷却集成方式，形成高效热解与快速冷却同时进行的生物质热解高效生产方式。

本发明通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明专利进行各种变换及等同替代，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。