一种改进的高效高温环保炭化、气化炉的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种改进的高效高温环保炭化、气化炉，属于炭化炉技术和生物质资源能源化建设领域。本发明通过在原有高效高温环保炭化炉的基础上，增加了外烟井、密封槽、冷却加热进气管、烟气联通管、液体联通管、冷却加热出气管、烟气排出管等结构，改进了内罩和炉台的结构。本发明有如下益处：实现了对炭化过程中产生的可燃气、焦油、生物质萃取原液、热能的回收和综合利用；炉台部分采用集装箱模块化可移动式设计，能适应木炭原材料分布分散的问题，有利于实现农林生物质资源的集约化使用和工业化生产，将炭化产生的热能、和燃气发电，减少了能源消耗，提高了炭化和燃气生产效率；提供了多种加热和冷却的方法，有利于能量的综合利用。
【专利说明】
一种改进的高效高温环保炭化、气化炉
技术领域
[0001]本发明属炭化、气化炉技术和生物质资源能源化建设领域，具体的说是涉及一种改进的高效高温环保炭化、气化炉。
【背景技术】
[0002]烧炭是一种古老的木炭生产方法，因设备简单，操作简易，对于原材料分散，交通不便的山林地区都可以组织生产。专利号为201320144807.3的实用新型专利“一种高效高温环保炭化炉”提供了一种高效高温环保炭化炉，其主要解决了木炭制造时间长，制作过程中的废气回收利用的问题。但是在炭化过程中会产生可燃气、焦油及生物萃取液、和热能，在“一种高效高温环保炭化炉”中，没有对可燃气、焦油及生物萃取液、热能进行回收利用，造成了极大的浪费。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是针对现有炭化炉不能对炭化过程中产生的可燃气、焦油及生物萃取液、热能进行回收利用的问题，提供一种能收集炭化过程中产生的可燃气、焦油及生物萃取液、热能，并能对回收物进行综合利用的改进的高效环保炭化、气化炉。
[0004]本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉通过如下技术方案完成:所述的炭化、气化炉由炉罩(1)、内罩(2)、料框(3)、炉台(4)、密封盖(5)、定位杆(6)、温控装置、控制装置、热电偶、冷却罩组成，其中，炉台(4)由电缆槽(401)、定位杆安装基础(402)、密封槽(403)、冷却加热进气管(404)、内烟井(405)、烟气联通管(406)、外烟井(407)、烟气排出管(408)、冷却加热出气管(409)、热电偶安装槽(410)、液体联通管(411)组成，电缆槽(401)、定位杆安装基础(402)、密封槽(403)、内烟井(405)、外烟井(407)、热电偶安装槽(410)位于炉台(4)的表面，冷却加热进气管(404)、烟气联通管(406)、烟气排出管(408)、冷却加热出气管(409)、液体联通管(411)嵌入到炉台(4)的内部，炉罩(I)、内罩(2)、料框(3)放置到炉台⑷上，料框(3)位于内罩⑵的内部，内罩⑵位于炉罩(I)的内部，密封盖(5)安装在外烟井(407)上。
[0005]所述的内罩(2)的表面由凹凸面(201)构成，内罩(2)的底部设有内罩裙面(202)，内罩裙面(202)放置在密封槽(404)，内罩裙面(202)与密封槽(404)之间的空隙用细沙填充，炉罩(I)放置在内罩(2)的裙面(202)上，炉罩(I)的重量施加到内罩群面(202)上，提高内罩群面(2)底面与炉台(4)的接触质量，内罩裙面(202)与密封槽(404)之间的空隙用细沙填充能阻止内罩(2)内的气体外逸，凹凸面(201)有利于内罩(2)的受热和冷却。
[0006]所述的炉台(4)设有内烟井(405)和外烟井(407)，内烟井(405)和外烟井(407)的上部通过烟气联通管(406)相互联通，内烟井(405)和外烟井(407)的底部通过液体联通管(411)相互联通，外烟井(407)通过烟气排出管(408)与外部管道连接，烟气联通管(406)能使内烟井(405)中的烟气进入到外烟井(407)中，再通过烟气排出管(408)进入外部管道；内烟井(405)中的液体能通过液体联通管(411)进入到外烟井(407)中，当需要取出炭化过程产生的液体时，只需打开密封盖(5)即可，不需要打开炉罩(I)，不需要中断炭化过程，极大的提尚了炭化质量。
[0007]所述的炉台(4)设有冷却加热进气管(404)和冷却加热出气管(409)，二者有利于对内罩(2)内温度的控制，也解决了炭化过程中热量回收和完成炭化后的冷却的问题。
[0008]所述的炉台(4)为集装箱模块化可移动式的，有利于解决木炭原材料分布分散的问题，有利于实现农林生物质资源的集约化利用。
[0009]所述的内罩(2)与炉台(4)接触的位置是密封的，内罩(2)的内部气体不能与大气接触。木炭原料放置在料框(3)中，料框(3)放置在内罩(2)中，木炭原料能在内罩(2)中进行充分的炭化而不发生氧化现象，同时分解出甲烷等可燃气;通过冷却加热进气管(404)和冷却加热出气管(409)，可以将燃气发电机排出的高温二氧化碳气体，吹入待炭化单元，预热后排出；可以通过余热锅炉热交换后的低温气体吹入后排出，对已完成炭化的单位进行冷却，对热能进行了高效的综合利用。
[0010]本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉与现有技术相比有如下有益效果:
[0011]1、本发明在保持了高效制作木炭的基础上，实现了对炭化过程中产生的可燃气、焦油、生物质萃取原液、热能的回收和综合利用。
[0012]2、本发明的炉台部分采用集装箱模块化可移动式设计，能适应木炭原材料分布分散的问题，有利于实现农林生物质资源的集约化使用。
[0013]3、本发明将炭化产生的燃气发电，将燃气发电机产生的废气和经过热交换后的废气直接用于其他炭化炉的预热和冷却过程，减少了能源消耗，提高了炭化效率及冷却的工作效率。
[0014]4、本发明提供了多种加热和冷却的方法，有利于能量的综合利用。
【附图说明】
[0015]图1是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉的结构立体爆炸示意图。
[0016]图2是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉的结构平面爆炸示意图。
[0017]图3是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉的结构立体示意图。
[0018]图4是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉的俯视示意图。
[0019]图5是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉炉台的俯视示意图。
[0020]图6是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉炉台的A-A剖面示意图。
[0021]图7是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉炉台的B-B剖面示意图。
[0022]图8是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉炉台的C-C剖面示意图。
[0023]图9是本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉的D-D剖面示意图。
[0024]图中，卜炉罩、2-内罩、3-料框、4-炉台、5-密封盖、6_定位杆、401-电缆槽、402-定位杆安装基础、403-密封槽、404-冷却加热进气管、405-内烟井、406-烟气联通管、407-外烟井、408-烟气排出管、409-冷却加热出气管、410-热电偶安装槽、411-液体联通管、201-凹凸面、202-内罩裙面;A-A:A截面剖视图、B-B:B截面剖视图、C-C:C截面剖视图、D-D:D截面剖视图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和工作过程对本发明一种改进的高效高温环保炭化、气化炉技术方案做进一步的描述。
[0026]实施例:如图1到图9所示，所述的炭化炉由炉罩1、内罩2、料框3、炉台4、密封盖5、定位杆6、温控装置、控制装置、热电偶、冷却罩组成，其中，炉台4由电缆槽401、定位杆安装基础402、密封槽403、冷却加热进气管404、内烟井405、烟气联通管406、外烟井407、烟气排出管408、冷却加热出气管409、热电偶安装槽410、液体联通管411组成，电缆槽401、定位杆安装基础402、密封槽403、内烟井405、外烟井407、热电偶安装槽410位于炉台4的表面，冷却加热进气管404、烟气联通管406、烟气排出管408、冷却加热出气管409、液体联通管411嵌入至IJ炉台4的内部，炉罩1、内罩2、料框3放置到炉台4上，料框3位于内罩2的内部，内罩2位于炉罩I的内部，密封盖5安装在外烟井407上。
[0027]所述的内罩2的表面由凹凸面201构成，内罩2的底部设有内罩裙面202，内罩裙面202放置在密封槽404，内罩裙面202与密封槽404之间的空隙用细沙填充，炉罩I放置在内罩2的裙面202上，炉罩I的重量施加到内罩群面202上，提高内罩群面2底面与炉台4的接触质量，内罩裙面202与密封槽404之间的空隙用细沙填充能阻止内罩2内的气体外逸，凹凸面201有利于内罩2的受热和冷却。
[0028]所述的炉台4设有内烟井405和外烟井407，内烟井405和外烟井407的上部通过烟气联通管406相互联通，内烟井405和外烟井407的底部通过液体联通管411相互联通，外烟井407通过烟气排出管408与外部管道连接，烟气联通管406能使内烟井405中的烟气进入到外烟井407中，再通过烟气排出管408进入外部管道；内烟井405中的液体能通过液体联通管411进入到外烟井407中，当需要取出炭化过程产生的液体时，只需打开密封盖5即可，不需要打开炉罩I，不需要中断炭化过程，极大的提高了炭化质量。
[0029]所述的炉台4设有冷却加热进气管404和冷却加热出气管409，二者有利于对内罩2内温度的控制，也解决了炭化过程中热量回收和完成炭化后的冷却的问题。
[0030]所述的炉台4为集装箱模块化可移动式的，有利于解决木炭原材料分布分散的问题，有利于实现农林生物质资源的集约化利用。
[0031]所述的内罩2与炉台4接触的位置是通过密封槽中的细沙密封的，内罩2的内部气体不能与大气接触，木炭原料放置在料框3中，料框3放置在内罩2中，木炭原料放置在内罩2中进行充分的炭化而不发生氧化现象;通过冷却加热进气管404和冷却加热出气管409将炭化产生的气体输出并进行综合利用，装料密度在1.lg/cm3、容积3.6m3的单台炭化炉，燃气可供两台500千瓦/小时的发电机组连续运行。
[0032]本发明的工作过程如下:将多个炉台4串联在一起，将原料放入料框3中，本发明使用外网电力或者柴油发电机提供动力启动，使炉罩I通电加热，使用红外辐射原理将温度为600°C的热量传导至内罩2，再由内罩2将吸收到的热量传导至料框3中的生物质物料使其受热分解。在从常温状态逐步升温到120°C时，料框3中的生物质材料主要分解的成分是水蒸汽；150°C?450°C时材料从炭化到裂解，烟气主要成分为水蒸汽、焦油、甲烷及其他可燃性气体，同时大量析出生物质萃取液和部分焦油流入内烟井405和外烟井407中；450 °C?600°(:时，烟气主要成分为甲烷、氢气等各种可燃气体，烟气经净化去水和焦油后便能进入燃气发电机做功发电，燃气发电机产生的废气通过冷却加热进气管404吹入下一工作循环的炉台4，进行物料预热，或经过换热后，对已经完成炭化的工作单位吹入进行冷却;燃气发电机产生的电能启动下一工作循环装置。
[0033]实际应用表明:在单台炭化炉正常工作的情况下，能为单台500千瓦/小时发电机的连续运转提供能量。
[0034]本发明的炉罩1、内罩2、料框3能做成圆柱形，也能做成长方体形。
【主权项】
1.一种改进的高效高温环保炭化、气化炉，其特征在于该炭化炉由炉罩(I)、内罩(2)、料框(3)、炉台(4)、密封盖(5)、定位杆(6)、温控装置、控制装置、热电偶、冷却罩组成，其中，炉台(4)由电缆槽(401)、定位杆安装基础(402)、密封槽(403)、冷却加热进气管(404)、内烟井(405)、烟气联通管(406)、外烟井(407)、烟气排出管(408)、冷却加热出气管(409)、热电偶安装槽(410)、液体联通管(411)组成，电缆槽(401)、定位杆安装基础(402)、密封槽(403)、内烟井(405)、外烟井(407)、热电偶安装槽(410)位于炉台(4)的表面，冷却加热进气管(404)、烟气联通管(406)、烟气排出管(408)、冷却加热出气管(409)、液体联通管(411)嵌入到炉台(4)的内部，炉罩(1)、内罩(2)、料框(3)放置到炉台(4)上，料框(3)位于内罩(2)的内部，内罩(2)位于炉罩(I)的内部，密封盖(5)安装在外烟井(407)上。2.根据权利要求书I所述的一种改进的高效高温环保炭化、气化炉，其特征在于内罩(2)的表面由凹凸面(201)构成，内罩(2)的底部设有内罩裙面(202)，内罩裙面(202)放置在密封槽(404)内，内罩裙面(202)与密封槽(404)之间的空隙用细沙填充，炉罩(I)放置在内罩(2)的裙面(202)上。3.根据权利要求书I所述的一种改进的高效高温环保炭化气化炉，其特征在于炉台(4)设有内烟井(405)和外烟井(407)，内烟井(405)和外烟井(407)的上部通过烟气联通管(406)相互联通，内烟井(405)和外烟井(407)的底部通过液体联通管(411)相互联通，外烟井(407)通过烟气排出管(408)与外部管道连接。4.根据权利要求书I所述的一种改进的高效高温环保炭化、气化炉，其特征在于炉台(4)设有冷却加热进气管(404)和冷却加热出气管(409)。5.根据权利要求书I所述的一种改进的高效高温环保炭化、气化炉，其特征在于炉台(4)为集装箱模块化可移动式的。6.根据权利要求书I和2所述的一种改进的高效高温环保炭化、气化炉，其特征在于内罩(2)与炉台(4)接触的位置是密封的，内罩(2)的内部气体不能与大气接触。
【文档编号】C10J3/00GK105838390SQ201610348396
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】徐学冬
【申请人】徐学冬