集成式碳化系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于炭化炉领域，尤其涉及一种集成式炭化炉，以解决现有技术中的生产效率低、操作者劳动强度较大的问题。包括炉壳、水循环装置、排风装置和粉磨装置；炉壳的底部炉腔内安装有冷却室壳体，冷却室壳体与炉壳围成水循环室；炉腔内设置有炉排，炉排与冷却室壳体围成冷却室，位于炉排上部的炉腔为炭化室；粉磨装置通过管道与冷却室连通，水循环装置通过管道与水循环室连通，排风装置通过管道与冷却室连通。有益效果在于：集成了炭化室、冷却室、水循环室、排风装置、粉磨装置和水循环装置，生产过程中只需把原料输入炭化室，通过炭化、冷却、粉磨最后接料包装即可，炭化过程自动且连续进行，提高了工作效率，减轻了操作者的劳动强度。
【专利说明】
集成式碳化系统
技术领域
[0001]本实用新型属于碳化炉领域，尤其涉及一种集成式碳化系统。
【背景技术】
[0002]炭化炉是一种将秸杆、木肩、淤泥等废料经过燃烧加热处理得到炭粉的装置。现有技术中的炭化炉采用低电压高电流的加热方式，能量损耗大，生产成本高，另外，设备内部温度均匀性单纯依靠发热体的热量辐射来实现，温度均匀性一般只能控制在±10°c左右，对炭制品的炭化质量产生不利影响。其冷却系统包括离子风机、换热器和循环风道。快冷阶段，将惰性气体作为冷却介质通入炉内，在离心风机的作用下，气体将炉内热量带出后进入散热器进行热量交换，再通过离心风机送入循环风道，实现循环快速冷却。在此过程中，冷却截止被通过炉体内部，直接与产品接触，惰性气体中残留的少量氧化物会造成产品氧化，影响产品的质量稳定性，另外，该系统结构复杂，操作繁琐，工人劳动强度大，换热器设置在炉体内部，安全性能低。
[0003]现有技术中的炭化炉存在的问题在于:生产效率低、操作者劳动强度较大。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种集成式炭化系统，以解决现有技术中的炭化炉生产效率低、操作者劳动强度较大的问题。
[0005]本实用新型公开了一种集成式炭化系统，包括炉壳、水循环装置、排风装置和粉磨装置；
[0006]所述炉壳的底部炉腔内安装有冷却室壳体，所述冷却室壳体外壁与所述炉壳围成水循环室;位于所述冷却室壳体上部的炉腔内设置有炉排，所述炉排与所述冷却室壳体围成冷却室，位于所述炉排上部的炉腔为炭化室;所述粉磨装置通过管道与所述冷却室连通，所述水循环装置通过管道与所述水循环室连通，所述排风装置通过管道与所述冷却室连通。
[0007]更进一步地，所述冷却室为锥斗状，其直径由上端至下端渐缩。
[0008]更进一步地，所述冷却室内部设置有多根水平设置的冷却管，多根所述冷却管两端与所述水循环室连通。
[0009]更进一步地，位于水循环室上部的炉壁上设有出水口，位于水循环室下部的炉壁上设有入水口，所述水循环装置分别通过管道与出水口和入水口连通。
[0010]更进一步地，所述排风装置包括洗涤塔和风机，所述洗涤塔的入口通过管道与所述冷却室连通，所述洗涤塔的出口通过管道与所述风机连通。
[0011]更进一步地，所述粉磨装置包括沿物料输出方向通过管道依次连通的雷蒙磨、旋风除尘机和炭料搅拌机。
[0012]更进一步地，所述粉磨装置通过螺旋输送装置与所述冷却室连通。
[0013]更进一步地，所述炉壳顶部开设有多个入料口，多个所述入料口在炉壳的上端面上均匀分布。
[0014]更进一步地，所述炉排包括多个平行设置的辊筒。
[0015]更进一步地，所述辊筒下方设置有链条。
[0016]结合以上技术方案，本实用新型提供的集成式炭化系统的有益效果在于:集成了炭化室、冷却室、水循环室、排风装置、粉磨装置和水循环装置，通过炭化、冷却、粉磨最后接料包装即可，炭化过程可以自动且连续进行，提高了工作效率，减轻了操作者的劳动强度。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型【具体实施方式】或现有技术中的技术方案，下面将对【具体实施方式】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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不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。
[0018]图1为本实用新型提供的集成式炭化系统的结构示意图；
[0019]图2为炉壳的俯视图。
[0020]附图标记
[0021]1-炉壳；2-水循环装置；3-排风装置；
[0022]4-粉磨装置；5-冷却室壳体；6-冷却管；
[0023]7-炉排；8-炭化室；9-冷却室；
[0024]10-水循环室；11-出水口；12-入水口；
[0025]13-入料口；31-风机；32-洗涤塔；
[0026]41-雷蒙磨；42-旋风除尘机；43-炭料搅拌机。
【具体实施方式】
[0027]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028]在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0030]如图1和图2所示，本实用新型公开了一种集成式炭化系统，包括炉壳1、水循环装置2、排风装置3和粉磨装置4。
[0031]炉壳I内部空腔为炉腔，炉腔内设置有冷却室壳体5和炉排7，冷却室壳体5设置于炉腔底部，炉排7设置于冷却室壳体5上部，冷却室壳体5外壁与炉壳I围成水循环室10;炉排7与冷却室壳体5围成冷却室9，位于炉排7上部的炉腔为炭化室8。
[0032]更进一步地，炉壳I外壁涂覆有硅酸盐保温材料层，硅酸盐保温材料层可阻挡炉壳I内部的热量向外部散失，也可阻挡外部的冷空气进入炉壳I内部，避免炉腔内的热量散失，提尚热能利用率。
[0033]更进一步地，硅酸盐保温材料层为泡沫硅酸盐保温材料层。
[0034]炉壳I顶部开设有多个入料口13，多个入料口 13在炉壳I的上端面上均匀分布。
[0035]更进一步地，作为一种具体的可实施方式，入料口13设置为矩形开口。
[0036]需要说明的是:入料口13不限于一个或多个，设置多个入料口 13的有益效果在于:可以在物料进入炉壳I内部时将物料分散，避免进入壳体内部的物料发生严重堆积的现象。
[0037]更进一步地，作为其中一种改进，炉壳I外部还设置有送料装置，送料装置通过管道与炉壳I顶部的入料口 13连通。
[0038]作为进一步地改进，送料装置为螺旋送料装置，螺旋送料装置内部设有由动力装置驱动的转轴以及安装在转轴上的螺旋叶片。物料通过多个螺旋排列的螺旋叶片从螺旋送料装置一端输送到入料口 13并由入料口 13进入炭化室8，并在炭化室8完成炭化过程。
[0039]炭化室8为炉排7上部的炉腔空间，物料通过设置于炉壳I上端面的入料口13进入炭化室8，炭化室8从上端到下端依次分布有干燥层、氧化层和木炭层，物料在干燥层完成物理干燥过程，物料自由水分离，干燥处理完成后，物料进入氧化层，物料在氧化层与氧气反应完成氧化反应，物料氧化成木炭并生成炭氧化合物气体，同时脱离物料的结合水。物料完成氧化之后进入木炭层并堆积于木炭层，木炭层的炭料具有相对较高的温度，可以对位于氧化层的炭料提供氧化反应需要的部分热量。
[0040]作为其中一种改进，炭化室8内布设有加热装置，加热装置对位于炭化室8腔体内的物料进行加热氧化处理。
[0041]作为进一步地改进，加热装置为耐热电阻丝。
[0042]作为进一步地改进，加热装置为石墨发热体。
[0043]作为进一步地改进，炭化室8内设置有温控装置，炭化室8的炉壁在竖直方向和水平方向上布设有多个温度传感器，多个温度传感器与温控装置连通，多个温度传感器将检测到的温度数值传递给温控装置，并由温控装置进行处理、计算和分析，比对炭化室8的标准温升曲线，对偏离预设范围的温度区域进行加温或者降温处理。
[0044]作为进一步地改进，对偏离预设范围的温度区域进行加温或者降温处理的方式不限于调整氧气浓度、调整入料速度和调整物料下降速度等。
[0045]作为进一步地改进，炭化室8内设置有卸压阀，在壳体外部设置有压力监控表，当炭化室8内的压力超过预设值的范围时，通过调节卸压阀调整炭化室8内的压力。
[0046]作为进一步地改进，炭化室8内设置有旋风装置，旋风装置产生的气流可对炭化室8内的物料进行均化处理，保证物料炭化反应的均一性。
[0047]冷却室9由炉排7与冷却室壳体5围成。冷却室9上部靠近炉排7的部分为排烟层，物料在炭化室8完成炭化的过程中会产生炭氧化合物气体，炭氧化合物气体在外部排风装置3的风机31作用下向下运动到冷却室9的排烟层，冷却室9与外部排风装置3之间通过排烟通道连通，进入到冷却室9排烟层的炭氧化合物气体通过排烟通道输送到外部的排风装置3，并由外部的排风装置3处理后排出集成式炭化系统外。
[0048]冷却室9设置为锥斗状，其直径由上端至下端渐缩。冷却室9内部设置有多根水平设置的冷却管6，多根冷却管6两端与水循环室10连通。
[0049]作为其中一种改进，冷却管6设置为环形。冷却管6与冷却室壳体5固定连接。
[0050]作为进一步地改进，冷却管6设置为金属冷却管6，金属冷却管6内填充循环冷却液。
[0051 ]优选地，冷却室9烟道出口处设置有温控装置，温控装置可监控冷却室9内的烟气温度，当烟气温度在预设值范围之内时，炭化反应正常进行，当烟气温度过低或者过高时，通过调整炭化室8内的加热温度以及水循环室10的水体温度以使烟气排放温度在预设值范围之内。
[0052]水循环室10由冷却室壳体5外壁与炉壳I围成。位于水循环室10上部的炉壁上设有出水口 11，位于水循环室10下部的炉壁上设有入水口 12。水体通过入水口 12进入水循环室1，水体通过出水口 11排出水循环室1 ο水循环室1内部盛装水体。
[0053]由于冷却室壳体5设置为锥斗状，水循环室10内的水体可以围绕冷却室壳体5循环运动，水体流动顺畅。
[0054]作为其中一种改进，水循环室10内可填充冷却液，冷却液冷却效果佳。
[0055]作为进一步地改进，冷却液包含丙二醇。
[0056]需要说明的是:冷却室9从顶部到底部温度逐渐降低，到冷却室壳体5底部，炭化产物完全冷却，为了保证到达冷却室壳体5底部的炭化产物冷却完全，需要保证冷却室壳体5底部的温度最低，因而入水口 12设置在出水口 11下方，进入水循环室1的水体首先接触到的是冷却室壳体5底部。
[0057]水循环室10的工作原理如下:
[0058]物料在炭化室8完成高温炭化后，物料通过炉排7进入冷却室9，冷却室9内的温度高于水循环室10内的温度，冷却室9内的高温热量通过冷却室壳体5向水循环室10辐射以使冷却室9内的物料温度降低。
[0059]物料在炉壳I内部的反应过程详细说明如下:
[0060]物料通过设置于炉壳I上端面的入料口13进入炭化室8，炭化室8从上端到下端依次分布有干燥层、氧化层和木炭层，物料在干燥层完成物理干燥过程，分离物料的自由水，干燥处理完成后，物料进入氧化层，并在氧化层与空气中的氧气反应完成氧化反应，物料氧化成木炭并生成炭氧化合物气体，同时脱离物料的结合水。物料完成氧化之后进入木炭层并在木炭层发生堆积，木炭层的炭料具有相对较高的温度，可以对位于氧化层的炭料提供氧化反应需要的部分热量。木炭层的炭料通过炉排7的间隙掉落到冷却室9并在冷却室9进行冷却处理。冷却室9上部设置为排烟层，炉壳I壁上设置有与排烟层连通的排烟口，排风装置3通过风机31对位于排烟层的烟气进行排烟处理，烟气通过排烟口排出，同时，炉腔内的压强降低，外界空气可通过入料口 13进入炉腔，给位于炭化室8内的炭料提供氧化反应需要的氧气。
[0061]粉磨装置4通过管道与冷却室9连通，粉磨装置4包括沿物料输出方向通过管道依次连通的雷蒙磨41、旋风除尘机42和炭料搅拌机43。粉磨装置4通过螺旋输送装置与冷却室9连通。
[0062]粉磨装置4的工作原理说明如下:
[0063]雷蒙磨41主要基于两个系统的磨细加工设备，这两个系统是物理研磨系统和风力选分系统，工作时，毛物料先进入颚式破碎机破碎后，达到进入磨机的粒度后，由提升机提升进入料仓，然后进入磨机的研磨室，随气流进入磨辊和磨环组成的研磨区域，磨辊随着主轴作公转运动，自身也作自转运动，在离心力的作用下，磨棍会紧压固定在机壳上的磨环，物料在压力和摩擦力的作用下被磨碎，后又随着气流上浮，进入分析系统，合格的料可通过分析机，进入磨机上部的管道中，后由选粉机选出，不合格的落灰研磨室重新研磨，选分过后的剩余气体会经过旋风除尘机42除尘后排入大气。经选粉机筛选合格后的粉料进入炭料搅拌机43进行最后的均化处理。
[0064]需要说明的是:雷蒙磨41、旋风除尘机42和炭料搅拌机43均未在说明书附图中示出，所属技术领域技术人员应当理解，雷蒙磨41、旋风除尘机42和炭料搅拌机43为粉体破碎和输送领域常用的机械设备，同时，本实用新型提供的粉磨装置4不局限于上述形式。
[0065]水循环装置2通过管道与水循环室10连通，水循环装置2与水循环室10的入水口12通过管道连通，水循环装置2与水循环室10的入出水口 11通过入水管道连通，水循环装置2的出水口 11通过出水管道连通。水循环装置2通过入水管道和出水管道与冷却室9形成回路。水循环装置2内的水体通过入水管道进入水循环室10，水循环室10内的水体通过出水管道回流到水循环装置2。
[0066]更进一步地，水循环装置2包括栗送系统和电机等，电机给栗送系统提供栗送动力，栗送系统将水体输送到水循环室10。
[0067]排风装置3通过管道与冷却室9连通。排风装置3包括洗涤塔32和风机31，洗涤塔32的入口通过管道与冷却室9连通，洗涤塔32的出口通过管道与风机31连通。
[0068]洗涤塔32工作原理:
[0069]洗涤塔32由塔体，塔板，再沸器，冷凝器组成。当混合气从洗涤塔32中部通入洗涤塔32，由于塔板间存在产物组分液体，产物组分气体液化的同时蒸发部分，而杂质由于不能被液化或凝固，当通过有液体存在的塔板时将会被产物组分液体固定下来，产生洗涤作用。
[0070]作为其中一种改进，排风装置3通过管道与送料装置连通，送料装置设置为螺旋送料装置，螺旋送料装置内部设置有由动力装置驱动的转轴以及安装在转轴上的螺旋叶片，转轴中部设置有中空的转轴腔，螺旋叶片内部设置有与转轴腔连通的叶片腔，排风装置3通过管道与转轴腔和叶片腔连通，炭化炉产生的烟气通过烟气出口排出的部分烟气可对物料进行预热，利用烟气余热对物料进行预热，螺旋叶片和转轴的中空结构便于烟气通入，使物料均匀受热，减少了能源消耗和物料在炭化炉中的停留时间，缩短了炭化时间，提高了工作效率。
[0071]炉排7设置在炉腔内的冷却室壳体5上部，炉排7包括多个平行设置的辊筒。辊筒下方设置有链条。
[0072]具体地，物料经过炭化之后会堆积在辊筒上，并通过辊筒之间的间隙掉落到冷却室9内。炉排7的结构为:包括若干间隔设置的辊筒，各辊筒的两端分别通过轴承座支撑于壳体上。多个辊筒下方设置有链条，多个辊筒通过链条实现同步传动，链条通过电机驱动。在实际使用过程中，辊筒的数量可根据原料的体积大小设定，辊筒的设置原则在于:炭化之后的原料可以通过各辊筒之间的间隙顺畅、均匀掉落。
[0073]作为其中一种改进，辊筒设置为耐高温辊筒，辊筒外圆周面上涂覆有耐高温层。
[0074]结合以上技术方案，本实用新型提供的集成式炭化系统的有益效果在于:集成了炭化室8、冷却室9、水循环室10、排风装置3、粉磨装置4和水循环装置2，使炭化过程可以自动且连续进行，提高了工作效率，减轻了操作者的劳动强度。
[0075]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种集成式炭化系统，其特征在于，包括炉壳(I)、水循环装置(2)、排风装置(3)和粉磨装置(4); 所述炉壳(I)的底部炉腔内安装有冷却室壳体(5)，所述冷却室壳体(5)外壁与所述炉壳(I)围成水循环室(10);位于所述冷却室壳体(5)上部的炉腔内设置有炉排(7)，所述炉排(7)与所述冷却室壳体(5)围成冷却室(9)，位于所述炉排(7)上部的炉腔为炭化室(8);所述粉磨装置(4)通过管道与所述冷却室(9)连通，所述水循环装置(2)通过管道与所述水循环室(10)连通，所述排风装置(3)通过管道与所述冷却室(9)连通。2.根据权利要求1所述的集成式炭化系统，其特征在于，所述冷却室(9)为锥斗状，其直径由上端至下端渐缩。3.根据权利要求2所述的集成式炭化系统，其特征在于，所述冷却室(9)内部设置有多根水平设置的冷却管(6)，多根所述冷却管(6)两端与所述水循环室(10)连通。4.根据权利要求1所述的集成式炭化系统，其特征在于，位于水循环室(10)上部的炉壁上设有出水口( 11 )，位于水循环室(1)下部的炉壁上设有入水口( 12)，所述水循环装置(2)分别通过管道与出水口(11)和入水口(12)连通。5.根据权利要求1所述的集成式炭化系统，其特征在于，所述排风装置(3)包括洗涤塔(32)和风机(31)，所述洗涤塔(32)的入口通过管道与所述冷却室(9)连通，所述洗涤塔(32)的出口通过管道与所述风机(31)连通。6.根据权利要求1所述的集成式炭化系统，其特征在于，所述粉磨装置(4)包括沿物料输出方向通过管道依次连通的雷蒙磨(41)、旋风除尘机(42)和炭料搅拌机(43)。7.根据权利要求1所述的集成式炭化系统，其特征在于，所述粉磨装置(4)通过螺旋输送装置与所述冷却室(9)连通。8.根据权利要求1所述的集成式炭化系统，其特征在于，所述炉壳(I)顶部开设有多个入料口( 13)，多个所述入料口( 13)在炉壳(I)的上端面上均匀分布。9.根据权利要求1所述的集成式炭化系统，其特征在于，所述炉排(7)包括多个平行设置的辊筒。10.根据权利要求9所述的集成式炭化系统，其特征在于，所述辊筒下方设置有链条。
【文档编号】C10B1/00GK205590615SQ201620416484
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】李三政
【申请人】李三政