一种秸秆炭化装置的制作方法

本发明涉及一种秸秆处理设备，具体的说，涉及是一种多层控温高效低温秸秆炭化装置。

背景技术

我国是一个农业大国，农作物产量大，每年农作物秸秆等剩余物为60-70万亿吨，其利用率不足40％，大部分作为垃圾焚烧处理，既浪费又污染环境。我国工业用木炭需求日益增大，充分利用农作物秸秆迫在眉睫，同时农作物秸秆作为一种优良的生物质能源，应该充分利用，减少木材烧炭，保护森林资源。目前的秸秆炭化设备一般让秸秆直接在高温下炭化，炭化时间长，效率低，木炭品质差。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种秸秆炭化装置，解决现有秸秆炭化处理设备效率低，周期长，产品品质低的问题。

本发明解决上述问题的技术方案为：提供一种秸秆炭化装置，包括炭化炉、冷凝回收热解烟气产品的产品收集单元，其中，所述炭化炉的炉体内部具有装填秸秆的炉膛，所述炉体内部竖直方向设置多点测温电偶，所述产品收集单元通过引风管、引风总管与所述炭化炉连通，所述引风管水平分层分布在所述炉膛中，每层引风管末端安装电磁阀，各层引风管汇集至所述引风总管。

在本发明的秸秆炭化装置中，所述引风管的分层数至少为3层，所述多点测温电偶在竖直方向的测量点数量至少为3个。

在本发明的秸秆炭化装置中，所述引风管的分层数与所述多点测温电偶在竖直方向的测量点数量一致，且所述引风管的分层分布位置与所述多点测温电偶在竖直方向的测量点位置一一对应；所述多点测温电偶与安装在每层引风管末端的所述电磁阀信号连接。

在本发明的秸秆炭化装置中，所述炉膛中设置至少2组引风管，每组引风管至少设置3层水平分布在所述炉膛中；各组引风管之间沿水平方向平行并排设置。

在本发明的秸秆炭化装置中，所述引风管和所述引风总管之间通过金属软连接的方式连接。

在本发明的秸秆炭化装置中，所述产品收集单元包括依次连接的引风管、引风总管、旋风分离器、冷凝器、分离器、风机、除焦器、气柜，所述冷凝器和所述分离器分别与产品池连接。

在本发明的秸秆炭化装置中，还包括烟气除尘除焦单元，所述烟气除尘除焦单元通过排气管与所述炉膛的底部连通。

在本发明的秸秆炭化装置中，所述炉膛顶部设置冷却喷头，所述排气管上设置烟气温度仪，所述烟气温度仪与所述冷却喷头信号连接。

在本发明的秸秆炭化装置中，所述烟气除尘除焦单元包括依次连接的烟气风机、旋风分离器、水洗塔、水分离器、除焦器、气柜。

在本发明的秸秆炭化装置中，所述烟气除尘除焦单元还包括废液池，所述废液池分别与所述旋风分离器、水洗塔、水分离器连接。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)本发明创造性的将秸秆炭化炉炭化温度进行分层调节控制，有效减少炭化时间，提高效率。

(2)本发明在炭化过程中调节引风量大小来控制炭化速度，保证炭化充分均匀，提高产品品质。

(3)炭化过程中产生的焦油，烟气及粉尘进行净化处理后收集起来，无污染，达到资源再利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明秸秆炭化装置一个较佳实施例的结构示意图；

图2是炭化炉体的结构示意图。

图中：1-炭化炉，11-炭化炉体，12-炭化炉盖，13-炉底篦子，14-排污管，15-冷却喷头，16-多点测温电偶，17-进气孔，18-进出料口，19-烟气温度仪；2-烟气除尘除焦单元，21-烟气风机，22-旋风分离器，23-水洗塔，24-水分离器，25-除焦器，26-气柜，27-废液池，28-排气管；3-产品收集单元，30-引风管，31-旋风分离器，32-冷凝器，33-分离器，34-风机，35-除焦器，36-气柜，37-产品池，38-引风总管。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明内容做具体说明。

本发明的目的针对现有秸秆炭化处理设备效率低，周期长，产品品质低的问题，设计一种结构合理、节能环保、提高秸秆炭化的生产效率及品质的多层控温高效低温秸秆炭化装置。

图1是本发明秸秆炭化装置一个较佳实施例的结构示意图，如图1所示，该秸秆炭化装置包括炭化炉1、冷凝回收热解烟气产品的产品收集单元3。炭化炉1的炉体11内部具有装填秸秆的炉膛，炉体11内部竖直方向设置多点测温电偶16，监测秸秆层不同深度的反应温度，产品收集单元3通过引风管30、引风总管38与炭化炉1连通。引风管30水平分层分布在炉膛中，引风管30上分散分布有引风口，炉膛内装填秸秆后引风管30水平分层插入秸秆层中，碳化过程中每个碳化层的烟气通过引风管30的引风口收集。每层引风管30末端安装电磁阀，各层引风管30汇集至引风总管38，通过引风管30的各层引风管上电磁阀开度控制碳化层不同位置的烟气引风量，达到控制不同层面温度的目的。

本实施例中，炉膛内装填秸秆后点火开始炭化，受加热方式的限制，各层秸秆很难均匀受热，分层分布的引风管30通过电磁阀开度控制烟气引风量，温度高则引风量大，局部碳化层的温度下降较快，温度低则引风量小，局部碳化层的温度下降较慢，实现不同层面温度均一的目的。

优选的，引风管30的分层数至少为3层，即炉膛内的秸秆至少分为上中下3个不同的碳化层，多点测温电偶16在竖直方向的测量点数量至少为3个，分别测量不同位置碳化层的温度情况，通过调节每层引风管30的引风量，准确控制不同位置碳化层的温度，保证炭化充分均匀，提高产品品质。

应该特别说明的是，引风管30的分层数可以为4层、5层甚至更多，特别适用于大型生产设备，当炉膛体积较大时，炉膛内不同碳化层之间的温度差异会更大，更多层数的引风管30可以更加准确的控制炉内受热情况，在炭化过程中调节引风量大小来控制不同位置碳化层的炭化速度，提高保证受热均匀。

优选的，引风管30的分层数与多点测温电偶16在竖直方向的测量点数量一致，且引风管30的分层分布位置与多点测温电偶16在竖直方向的测量点位置一一对应；多点测温电偶16与安装在每层引风管30末端的电磁阀信号连接，由于引风管30与多点测温电偶16的温度测量点之间一一对应的关系，可以理解为每个碳化层具设置一个温度传感器，通过引风管30的不同位置引风管上阀门开度控制碳化层不同位置的烟气引风量，达到控制不同碳化层温度的目的，同时通过控制风机21的烟气总引风量来控制炭化反应速度。

图2是炭化炉体的结构示意图，如图2所示，炉膛中设置至少2组引风管30，各组引风管30之间沿水平方向平行并排设置，与前述实施例中设置多层引风管30类似，大型生产设备的炉膛体积较大，设置多层引风管30可以在竖直方向上实现温度均一，水平方向平行并排设置的多组引风管30可以保证水平方向上的温度均一，使得炉膛整体上都实现受热均匀。优选的，引风管30和引风总管38之间通过金属软连接的方式连接，各层引风管30分别与引风总管38金属软连接，各组引风管30也分别与引风总管38金属软连接，实现炉膛内各处烟气的汇集，最后集中引入产品收集单元3进行冷凝回收。

在本发明的另一较佳实施例中，产品收集单元3包括依次连接的引风管30、引风总管38、旋风分离器31、冷凝器32、分离器33、风机34、除焦器35、气柜36，冷凝器32和分离器33分别与产品池37连接。烟气经过引风管30进入旋风分离器31分离，然后进入冷凝器32冷却分离，分离后的不凝气体进入分离器33分离夹带的部分液体产品，然后经过风机34增压，通过除焦器35脱出焦油，得到的燃气存储在气柜36。冷凝及分离的液体产品排至产品池37中储存。通过合理优化的调节手段，最终实现产品收集及烟气净化。应该特别说明的是，本实施例的产品收集单元3结构只是示例性的说明，其它具有冷凝回收功能的产品收集单元3同样适用与本发明的秸秆炭化装置。

在本发明的另一较佳实施例中，秸秆炭化装置还包括烟气除尘除焦单元2，烟气除尘除焦单元2通过排气管28与炉膛的底部连通。点火开始炭化，炭化过程中生成的烟气通过烟气除尘除焦单元2与产品收集单元3，通过调节烟气除尘除焦单元2与产品收集单元3的烟气进气量，控制炭化炉反应程度与时间，实现产品收集及烟气净化。

优选的，炉膛顶部设置冷却喷头15，排气管28上设置烟气温度仪19，烟气温度仪19与冷却喷头15信号连接。冷却喷头15用于控制炭化温度，烟气温度仪19感测到烟气温度高于限值开启喷淋降温。烟气温度仪19监测炉底烟气温度，控制调节烟气机21风量。

本实施例中，炭化炉1包括炭化炉体11、炭化炉盖12、炉底篦子13、排污管14、冷却喷头15、多点测温电偶16、进气孔17、进出料口18、烟气温度仪19；秸秆通过进出料口18平整装填在炉底篦子13上，进出料口18位于炭化炉1左侧炉体，采用滑动平移门结构，便于进出料。多点测温电偶16垂直插入秸秆层中，监测秸秆层不同深度的反应温度，长方形炭化炉盖12上设有进气孔17和冷却喷头15，进气孔17保证炭化过程中炭化炉内氧含量，冷却喷头15用于控制炭化温度，烟气温度高于限值开启喷淋降温。烟气温度仪19监测炉底烟气温度，控制调节烟气机21风量。排污管14在炉膛底部，用于炉膛清理。

在本发明的另一较佳实施例中，烟气除尘除焦单元2包括依次连接的烟气风机21、旋风分离器22、水洗塔23、水分离器24、除焦器25、气柜26。优选的，烟气除尘除焦单元2还包括废液池27，废液池27分别与旋风分离器22、水洗塔23、水分离器24连接。炭化过程中的一部分烟气由烟气风机21在炉膛底部引出，经过旋风分离器22分离烟气中的粉尘，再经过水洗塔23水冲洗，进一步除去粉尘及污染气体co2、so2等，然后由水分离器24分离水后，进入除焦器25静电除焦，除焦后气体储存在气柜26中，作为生活或工业燃料使用。生产过程中的废水、粉尘统一排至废液池27中，处理后达标排放。

以上实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。