一种生物质材料炭化活化一体炉的制作方法

本实用新型涉及生物质材料加工装置技术领域，尤其涉及一种生物质材料炭化活化一体炉。

背景技术：

当前提倡使用生物质能源，秸秆、树枝、果壳、废木料、锯末等制成生物质颗粒燃料进行直接燃烧时，没有充分发挥生物质燃料应有价值。1吨生物质颗粒燃料先进行制气，能得到热值为5mj/m³的燃气2000m³/t，同时能得到5％焦油(50kg)和约15％木醋(150kg)及约30％生物质炭(300kg)，使用价值明显提高。若能将生物质炭活化制成活性炭，用途将更广泛，经济价值进一步提升。生物质炭还有一个特点，就是颗粒均匀，活化过程工艺稳定。

目前，用于制备生物质材料活性炭的装置还存在如下缺陷：(1)用于制备生物质材料活性炭的装置采用高温耐火混凝土材料制作，传热效果差，蒸汽发生炉在旁侧，过热方式也在炉侧，存在炉内蒸汽过热度不高的问题，使得炉内的温度无法达到预设温度，可燃气体燃烧不够充分；(2)用于制备生物质材料活性炭的装置未对生物质材料产生的大量可燃气体进行回收利用。

技术实现要素：

本实用新型的其中一个目的是提出一种生物质材料炭化活化一体炉，解决了现有技术中用于制备生物质材料活性炭的装置因传热效果差，导致炉内温度无法达到预设温度，可燃气体不能充分燃烧的技术问题。本实用新型优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型的生物质材料炭化活化一体炉包括炉体、位于所述炉体侧面的燃烧室和热量发生装置，其中，所述热量发生装置用于向所述炉体内供热，所述燃烧室与所述炉体和所述热量发生装置连通，以使所述炉体内的可燃气体能够进入所述燃烧室燃烧后，用于加热所述热量发生装置，并使所述热量发生装置产生的热量再次进入所述炉体内。

根据一个优选实施方式，所述燃烧室包括位于所述炉体两侧的第一燃烧室和第二燃烧室。

根据一个优选实施方式，所述炉体包括从上至下依次设置的料仓、预热段、第一炭化段、第二炭化段、活化段和火道。

根据一个优选实施方式，所述预热段与所述第一炭化段之间通过第一隔板分隔，所述第一炭化段与所述第二炭化段之间通过第二隔板分隔，并且所述第一隔板和所述第二隔板的至少一端与所述炉体的壁面不接触，以使所述预热段产生的可燃气体能够依次进入所述第一炭化段和所述第二炭化段。

根据一个优选实施方式，所述第一隔板和所述第二隔板的一端与所述炉体的壁面连接，所述第一隔板和所述第二隔板的一端与所述炉体的壁面不接触，并且所述第一隔板和所述第二隔板与所述炉体壁面不接触的一端分别位于所述炉体中心轴的两侧。

根据一个优选实施方式，所述第一燃烧室位于所述第二炭化段和所述活化段的侧面，并且所述第一燃烧室与所述第二炭化段和所述活化段连通。

根据一个优选实施方式，所述第二燃烧室位于所述活化段和所述火道的侧面，并且所述第二燃烧室与所述活化段和所述火道连通。

根据一个优选实施方式，所述火道还与所述热量发生装置连通，以利用通过所述火道的可燃气体对所述热量发生装置进行加热。

根据一个优选实施方式，所述炉体还包括冷却段和冷却出料循环水箱系统，并且所述冷却段和所述冷却出料循环水箱系统位于所述炉体下方。

根据一个优选实施方式，所述的生物质材料炭化活化一体炉还包括支架，并且所述炉体、所述燃烧室和所述热量发生装置设置于所述支架上。

本实用新型提供的生物质材料炭化活化一体炉至少具有如下有益技术效果：本实用新型的生物质材料炭化活化一体炉，由于在炉体的侧面增加了燃烧室，一方面可通过燃烧室对生物质材料产生的可燃气体进行充分燃烧，以提高可燃气体的温度，同时由于燃烧室与炉体是连通的，燃烧室的高温可辐射至炉体内，以使炉体的温度保持预设温度；另一方面，燃烧室还与热量发生装置连通，可利用燃烧室的高温可燃气体对热量发生装置进行加热，以充分回收利用生物质材料产生的大量可燃气体。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。

图1是本实用新型生物质材料炭化活化一体炉的示意图。

图中1-炉体；2-热量发生装置；3-第一燃烧室；4-第二燃烧室；5-料仓；6-预热段；7-第一炭化段；8-第二炭化段；9-活化段；10-火道；11-第一隔板；12-第二隔板；13-冷却段；14-冷却出料循环水箱系统；15-支架。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

下面结合图1对本实施例的生物质材料炭化活化一体炉进行详细说明。

本实施例的生物质材料炭化活化一体炉包括炉体1、位于炉体1侧面的燃烧室和热量发生装置2，如图1所示。其中，炉体1用于将生物质材料制备成活性炭。燃烧室用于对生物质材料产生的可燃气体进行充分燃烧。热量发生装置2用于产生高温蒸汽，以通过蒸汽对生物质材料进行加热。优选的，热量发生装置2用于向炉体1内供热。燃烧室与炉体1和热量发生装置2连通，以使炉体1内的可燃气体能够进入燃烧室燃烧后，用于加热热量发生装置2，并使热量发生装置2产生的热量再次进入炉体1内。

本实施例的生物质材料炭化活化一体炉，由于在炉体1的侧面增加了燃烧室，一方面可通过燃烧室对生物质材料产生的可燃气体进行充分燃烧，以提高可燃气体的温度，同时由于燃烧室与炉体是连通的，燃烧室的高温可辐射至炉体1内，以使炉体的温度保持预设温度；另一方面，燃烧室还与热量发生装置2连通，可利用燃烧室的高温可燃气体对热量发生装置2进行加热，以充分回收利用生物质材料产生的大量可燃气体。

再次参见图1，燃烧室包括位于炉体1两侧的第一燃烧室3和第二燃烧室4。本实施例优选技术方案的燃烧室包括位于炉体1两侧的第一燃烧室3和第二燃烧室4，第一燃烧室3和第二燃烧室4产生的高温可燃气体均可辐射至炉体1内，从而有助于使炉体1内各处的温度保持平衡。

继续参见图1，炉体1包括从上至下依次设置的料仓5、预热段6、第一炭化段7、第二炭化段8、活化段9和火道10。本实施例优选技术方案的炉体1包括两段炭化段，可使生物质材料的炭化更彻底。其中，料仓5、预热段6、第一炭化段7、第二炭化段8、活化段9的结构与现有技术相同，在此不再赘述。

继续参见图1，预热段6与第一炭化段7之间通过第一隔板11分隔，第一炭化段7与第二炭化段8之间通过第二隔板12分隔。优选的，第一隔板11和第二隔板12的至少一端与炉体1的壁面不接触，以使预热段6产生的可燃气体能够依次进入第一炭化段7和第二炭化段8。本实施例优选技术方案的第一隔板11和第二隔板12可以是由导热板制成，也可以是由耐火砖砌成的。

本实施例优选技术方案的第一隔板11和第二隔板12的至少一端与炉体1的壁面不接触，以使预热段6产生的可燃气体能够通过第一隔板11与炉体1壁面之间的通道、以及第二隔板12与炉体1壁面之间的通道依次进入第一炭化段7和第二炭化段8，避免预热段6与第一炭化段7之间、以及第一炭化段7与第二炭化段8之间通过第一隔板11和第二隔板12传热导致传热效率低的问题。

根据一个优选实施方式，第一隔板11和第二隔板12的一端与炉体1的壁面连接，第一隔板11和第二隔板12的一端与炉体1的壁面不接触，并且第一隔板11和第二隔板12与炉体1壁面不接触的一端分别位于炉体1中心轴的两侧，如图1所示。

本实施例优选技术方案第一隔板11和第二隔板12与炉体1壁面不接触的一端分别位于炉体1中心轴的两侧，即燃气通道分别位于炉体1中心轴的两侧，生物质材料产生的可燃烟气至预热段6进入第二炭化段8需要通过弯折的行走路线，即可燃烟气需要横向经过第一炭化段7和第二炭化段8，从而使得可燃烟气可以在第一炭化段7和第二炭化段8进行充分的燃烧和炭化。

根据一个优选实施方式，第一隔板11和第二隔板12上设置有蒸汽管道，每个蒸汽管道上设置有喷蒸汽的小孔，相邻小孔之间的距离为12.5cm。本实施例优选技术方案在第一隔板11和第二隔板12上设置有蒸汽管道，通过蒸汽管道向第一炭化段7和第二炭化段8内加入蒸汽，可使第一炭化段7和第二炭化段8内达到预设温度，有助于将生物质材料加工成活性炭。

继续参见图1，第一燃烧室3位于第二炭化段8和活化段9的侧面，并且第一燃烧室3与第二炭化段8和活化段9连通。第二燃烧室4位于活化段9和火道10的侧面，并且第二燃烧室4与活化段9和火道10连通。优选的，第一燃烧室3位于第二隔板12与炉体1壁面形成的通道相对的一端，第二燃烧室4位于与第一燃烧室3相对的一侧，使得生物质材料产生的可燃烟气至第二炭化段8进入活化段9需要通过弯折的行走路线，即可燃烟气需要横向经过活化段9，从而使高温的可燃烟气可以在活化段9进行充分的活化。

根据一个优选实施方式，第二炭化段8与第一燃烧室3接触的一侧设有燃气出口，以使经过第二炭化段8的可燃烟气可进入第一燃烧室3进行充分燃烧。可燃烟气经第一燃烧室3充分燃烧后，烟气的温度可达800～900℃。

根据一个优选实施方式，活化段9与第一燃烧室3接触的一侧设有燃气进口，与第二燃烧室4接触的一侧设有燃气出口，以使经过第一燃烧室3进行第一次充分燃烧后的可燃烟气可再次进入第二燃烧室4进行第二次充分燃烧。可燃烟气经第二燃烧室4充分燃烧后，烟气的温度可达1000℃以上。

根据一个优选实施方式，炉体1外部设置有与燃气出口连通的引风机，以通过引风机的作用，增大了对炉体1内可燃烟气的吸力，提高了炉内可燃气体的排出效率。

根据一个优选实施方式，火道10还与热量发生装置2连通，以通过火道10的可燃气体对热量发生装置2进行加热。优选的，热量发生装置2为锅炉。本实施例优选技术方案通过1000℃的高温可燃烟气对锅炉进行加热，并将锅炉产生的蒸汽引入料仓5或预热段6，从而实现对生物质材料产生的大量可燃气体进行回收利用。

继续参见图1，炉体1还包括冷却段13和冷却出料循环水箱系统14，并且冷却段13和冷却出料循环水箱系统14位于炉体1下方。本实施例优选技术方案的冷却段13和冷却出料循环水箱系统14与现有活化炉的结构相同。优选的，冷却出料循环水箱系统14将冷却水注入到冷却水梁中，冷却水梁在冷却段13中对在炉体1内氧化后的原料进行冷却，降温效果好，不易复燃，同时产生大量热水，产生的热水从出水口排出作为生活生产利用，节能效果好。

根据一个优选实施方式，生物质材料炭化活化一体炉还包括支架15，并且炉体1、燃烧室和热量发生装置2设置于支架15上，如图1所示。

根据一个优选实施方式，本实施例优选技术方案的炉体1还包括设置在炉体1顶部的水密封炉盖和进气口。其中，水密封炉盖用于放置炉体1内产生的可燃烟气溢出炉体1，进气口为蒸汽进入炉体1内的通道。

根据一个优选实施方式，本实施例优选技术方案的炉体1还包括设置于炉体1底部的贮炭仓，炉体1内腔的底部设有与贮炭仓连通的卸料口。卸料口处设有卸料器。

本实施例的生物质材料炭化活化一体炉既能综合利用生物质，例如果壳、生物质颗粒、木材、秸秆等原料制备成活性炭，又能产生大量可燃气体。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。