一种炭化炉余热再利用结构及控制方法与流程

本发明涉及一种炭化设备，特别涉及一种炭化炉余热再利用结构及控制方法。

技术背景

农作物秸秆是一种优良的生物质能源，而且每年都有很大的产量，以前由于对农作物秸秆的利用方式少，通常是堆叠在田地里直接焚烧，不仅浪费，而且污染环境。随着生物质能源的研究和开发，农作物秸秆作为优良的生物质能源，可以通过高温炭化，从而实现多种用途。目前的秸秆炭化设备一般是让秸秆处于高温环境下进行炭化，炭化过程中不仅需要外部提供热量，而且炭化物料本身在炭化过程中也会产生大量的热量，传统的炭化炉的热量通常是随着热风直接排放，余热的利用率低，造成能源的浪费。

中国专利局2012年7月4日公开的cn102533291a号专利，名称为一种自加热秸秆炭化炉，该装置包括炭化室，炭化室具有进料口和出料口，其特征在于：所述炭化室内部设有内燃烧室，炭化室外侧环绕有外燃烧室，炭化室与内燃烧室之间、炭化室与外燃烧室之间分别设有排烟孔，内燃烧室和外燃烧室均具有进风口和出风口，所述内燃烧室或者外燃烧室还连接有提供启动热量的启动加热器。该装置的炭化炉热风尾气作为物料输送气流对物料进行预热，然而该装置的物料在进料之前需要进行粉碎，才能随气流输送，而且尾气输送物料的方式物料与尾气的接触时间短，预热效果不理想，尾气在输送物料的同时会有一部分进入炭化室内部，影响炭化室的密封绝氧环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有炭化炉对尾气余热的利用率不高，利用尾气输送炭化物料需要对物料进行前置处理、而且影响炭化室环境的问题，提供一种炭化炉余热再利用结构及控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种炭化炉余热再利用结构，包括炭化室，炭化室的外侧环绕设置外加热室，炭化室与外加热室相互隔断，其特征在于：外加热室的一侧设有进风口，进风口处设有向外加热室输送热风的燃烧器，外加热室的顶部连接有出风管，外加热室外部的侧方设有碎料仓，出风管尾端连接碎料仓的底部，碎料仓的顶部连接有布袋除尘器，布袋除尘器的顶部通过排风管排风，排风管末端设置有调速引风机，碎料仓为竖直的管状，碎料仓的内部沿竖向设置有多层切割刀片，碎料仓在切割刀片下方的一侧设有进料口，进料口设有进料阀门，碎料仓在切割刀片上方的一侧设有出料口，出料口设置出料阀门。外加热室的外部设有隔热层进行保温，为了保证物料的炭化，外加热室的温度处于200-500℃之间，本装置的气流流向为：外加热室进风口，外加热室出风管、碎料仓、布袋除尘器、调速引风机。进料口和出料口分设在碎料仓相对的两侧面，便于进出料的操作。通过调速引风机对排风速度的控制，可以控制进风量和出风量的相对值，从而控制碎料仓内的压力，当碎料仓压力小于外界处于负压状态，则可以在进料口产生吸力进料，且物料会随气流上升被切碎，直至被布袋除尘器过滤；当碎料仓压力大于外界处于正压状态，气流从出料口留出将切碎的物料带出，只需要在出料口处设置麻袋，即可收集经过炭化室尾气余热进行干燥的、并被切碎的物料，经过干燥和切碎的物料可以添加到炭化室进行炭化。

作为优选，所述炭化室的顶部设有添加物料的加料斗，炭化室的底部设有出炭口，出炭口连接有密封的储炭罐。

作为优选，所述加料斗和所述出炭口均设有阀门。

作为优选，所述炭化室的内部中心设有内加热室，内加热室与炭化室隔断，内加热室和外加热室通过若干贯穿炭化室的通风管连通。

作为优选，所述炭化室还连接有输出裂解气的裂解气管，所述裂解气管穿过外加热室的外壁并连接至外加热室的进风口。

作为优选，所述裂解气管上设有送气阀，裂解气管在送气阀的前侧还设有连接焦油罐的支路。

作为优选，所述碎料仓进料口的进料阀门设置两道，分别为全封闭进料阀门和滤网型进料阀门。

作为优选，所述布袋除尘器的底部为上大下小的喇叭形，布袋除尘器的底端内径与碎料仓顶端内径适配。

作为优选，所述碎料仓设有气压表。

一种基于上述结构的炭化炉余热再利用控制方法，碎料仓对物料进行切碎和干燥，包括以下步骤：

步骤a、碎料仓进料，完全打开进料阀门，关闭出料阀门，提高调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力小于外界压力、处于负压状态，将物料填到进料口，进料口处对物料产生吸力将物料吸入，物料随气流上升通过切割刀片进行切碎；

步骤b、碎料仓出料，完全关闭进料阀门，打开出料阀门，降低调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力大于外界压力、处于正压状态，出料口处气流溢出将切碎的物料带出。

作为优选，步骤a和步骤b之间还包括步骤a1，具体如下：

步骤a1、碎料仓反复碎料，完全关闭进料阀门和出料阀门，波动控制调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力在外界压力基准上上下变化、处于正压、负压来回变化的状态，碎料仓内部正压状态时，气流流速低、物料从布袋除尘器底部落下至碎料仓底部；碎料仓内部负压状态时，气流流速高、物料随气流从碎料仓底部上升至布袋除尘器底部，物料反复通过切割刀片进行切碎。

作为另外的优选方案，步骤a和步骤b之间还包括步骤a1，具体如下：

步骤a1、碎料仓反复碎料，打开全封闭进料阀门、关闭滤网型进料阀门、关闭出料阀门，波动控制调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力在外界压力基准上上下变化、处于正压、负压来回变化的状态，碎料仓内部正压状态时，气流从滤网型进料阀门溢出、物料从布袋除尘器底部向碎料仓底部及进料口处运动并被滤网型进料阀门阻挡；碎料仓内部负压状态时，物料随气流从碎料仓底部及进料口处上升至布袋除尘器底部，物料反复通过切割刀片进行切碎。

本发明将炭化炉的尾气导入碎料仓，通过碎料仓排气端的调速引风机控制排气速度，对碎料仓内的气压进行控制，可以实现物料在碎料仓的进料和出料，将物料切碎，并在切碎过程中利用炭化炉尾气余热进行干燥。

附图说明

图1是本发明一种结构示意图。

图2是本发明图1中a处的另一种结构放大图。

图中：1、燃烧器，2、内加热室，3、外加热室，4、炭化室，5、裂解气管，6、焦油罐，7、送气阀，8、通风管，9、隔热层，10、加料斗，11、出风管，12、碎料仓，13、切割刀片，14、进料口，15进料阀门，16、出料口，17、出料阀门，18、布袋除尘器，19、调速引风机，20、气压表，21、全封闭进料阀门，22、滤网型进料阀门。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。

实施例1：一种炭化炉余热再利用结构，如图1所示。本装置包括炭化室4，炭化室4的顶部设有添加物料的加料斗10，炭化室的底部设有出炭口，出炭口连接有密封的储炭罐，加料斗和所述出炭口均设有阀门。炭化室4的外侧环绕设置外加热室3，炭化室与外加热室相互隔断。炭化室4的内部中心设有内加热室2，内加热室与炭化室隔断，内加热室和外加热室通过若干贯穿炭化室的通风管8连通。外加热室4的一侧设有进风口，进风口处设有向外加热室输送热风的燃烧器1。炭化室4还连接有输出裂解气的裂解气管5，所述裂解气管穿过外加热室的外壁并连接至外加热室的进风口，裂解气管上设有送气阀7，裂解气管在送气阀的前侧还设有连接焦油罐6的支路。

外加热室的顶部连接有出风管11，外加热室外部的侧方设有碎料仓12，出风管11尾端连接碎料仓12的底部，碎料仓的顶部连接有布袋除尘器18，布袋除尘器的顶部通过排风管排风，排风管末端设置有调速引风机19。碎料仓为竖直的管状，碎料仓的内部沿竖向设置有多层切割刀片13，碎料仓在切割刀片下方的一侧设有进料口14，进料口设有进料阀门15，碎料仓在切割刀片上方的一侧设有出料口16，出料口设置出料阀门17。进料口和出料口分设在碎料仓相对的两侧面。碎料仓的侧壁上还设有气压表20。布袋除尘器的底部为上大下小的喇叭形，布袋除尘器的底端内径与碎料仓顶端内径适配.

本实施例炭化炉余热再利用控制方法，碎料仓对物料进行切碎和干燥，包括以下步骤：

步骤a、碎料仓进料，完全打开进料阀门，关闭出料阀门，提高调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力小于外界压力、处于负压状态，将物料填到进料口，进料口处对物料产生吸力将物料吸入，物料随气流上升通过切割刀片进行切碎；

步骤a1、碎料仓反复碎料，完全关闭进料阀门和出料阀门，波动控制调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力在外界压力基准上上下变化、处于正压、负压来回变化的状态，碎料仓内部正压状态时，气流流速低、物料从布袋除尘器底部落下至碎料仓底部；碎料仓内部负压状态时，气流流速高、物料随气流从碎料仓底部上升至布袋除尘器底部，物料反复通过切割刀片进行切碎；

步骤b、碎料仓出料，完全关闭进料阀门，打开出料阀门，降低调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力大于外界压力、处于正压状态，出料口处气流溢出将切碎的物料带出。

实施例2：一种炭化炉余热再利用结构，如图1、2所示。本装置碎料仓进料口的进料阀门15设置两道，分别为全封闭进料阀门21和滤网型进料阀门22。其余结构与实施例相同。

本实施例炭化炉余热再利用控制方法，碎料仓对物料进行切碎和干燥，包括以下步骤：

步骤a、碎料仓进料，完全打开进料阀门，关闭出料阀门，提高调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力小于外界压力、处于负压状态，将物料填到进料口，进料口处对物料产生吸力将物料吸入，物料随气流上升通过切割刀片进行切碎；

步骤a1、碎料仓反复碎料，打开全封闭进料阀门、关闭滤网型进料阀门、关闭出料阀门，波动控制调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力在外界压力基准上上下变化、处于正压、负压来回变化的状态，碎料仓内部正压状态时，气流从滤网型进料阀门溢出、物料从布袋除尘器底部向碎料仓底部及进料口处运动并被滤网型进料阀门阻挡；碎料仓内部负压状态时，物料随气流从碎料仓底部及进料口处上升至布袋除尘器底部，物料反复通过切割刀片进行切碎；

步骤b、碎料仓出料，完全关闭进料阀门，打开出料阀门，降低调速引风机的排风风速，使碎料仓内部压力大于外界压力、处于正压状态，出料口处气流溢出将切碎的物料带出。