一种碳化系统的余热利用汽水系统的制作方法

本实用新型属于生物质资源回收利用技术领域，具体涉及一种碳化系统的余热利用汽水系统。

背景技术：

稻壳是大米植物的形态学发展导致了一种保护性外皮的进化，这层外皮就称为稻壳。由于稻壳不能被人体消化吸收，只有去除这层外皮才能取得适合于食用的大米粒。稻壳作为粮食加工的副产物，主要被直接经粉碎或经膨化处理后作为饲料原料；部分用作锅炉或热风炉燃料，产生的蒸汽和热风可用于加热、干燥工序，蒸汽还可用于为浴室供应热水或为空调系统提供热能，还可驱动汽轮机发电。稻壳气化后产生的稻壳煤气可用于驱动燃气内燃机发电或烹饪。稻壳还用于制作砖、水泥、人造板等建筑材料；用于育种和蘑菇等农业栽培；用于生产活性炭、硅酸盐、高纯度硅等化工原料。稻壳具有来源广、成本低的有利因素。

碳化稻壳是稻壳经煅烧并没有发生过燃烧现象后得到的产物，这种处理称之为碳化。高品质的碳化稻壳中不含有其他杂质，其重量低，导热性低，具有优秀的保温绝热能力；稻壳碳化过程中产生的一氧化碳等气体含有大量余热，现有技术中缺乏对于余热的回收造成稻壳碳化过程中的热能浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种避免热能浪费的碳化系统的余热利用汽水系统。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种碳化系统的余热利用汽水系统，包括余热装置和汽水装置，所述余热装置包括碳化装置、风机和旋风除尘器；汽水装置包括余热锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、第一水泵、低压加热器、除氧器、第二水泵和高压加热器；

碳化装置的热风出口通过管道连接风机的进风口，风机的出风口连接旋风除尘器的进风管，旋风除尘器的出风管通过管道连接余热锅炉的进气口，余热锅炉的出气口连接排气管；

余热锅炉的蒸汽出口通过管道连接汽轮机的进气口，汽轮机的输出轴通过联轴器连接发电机的输入轴，汽轮机的出气口通过管道连接凝汽器的进气口，凝汽器的凝结水出口通过管道连接第一水泵的进水口，第一水泵的出水口通过管道连接低压加热器的进水口，低压加热器的出水口连接除氧器的进水口，除氧器的出水口通过第二水泵连接高压加热器的进水口，高压加热器的出水口通过管道连接余热锅炉的进水口。碳化装置产生的高温气体通过风机加速后进入旋风分离器，分离稻灰，分离后的洁净气体进入余热锅炉，通过余热锅炉吸收余热，而后排出进行处理回收，余热锅炉吸收余热对锅炉进水进行加热，产生过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机配合发电机进行发电，汽轮机排气进入凝汽器冷凝成水，而后通过加热后回到余热锅炉进行循环。

碳化装置包括回转炉、前炉管、前炉架、后炉架、螺旋进料装置和驱动装置，所述回转炉的前部通过法兰固定安装前炉管，前炉管设于前炉架上，回转炉的后部设于后炉架上，前炉管与前炉架之间、回转炉与后炉架之间均设有轴承；回转炉的后端设有出料仓，出料仓的底部设有出料口，该出料口上设有关风器；回转炉的顶部设有热风出口；

前炉管的一端连通回转炉，另一端连接螺旋进料装置，螺旋进料装置的出口端延伸到回转炉的前端；前炉管连接驱动装置，驱动装置包括第一电机，第一电机的输出轴上固定安装主动链轮，前炉管上固定安装从动链轮，主动链轮与从动链轮之间通过链条传动连接。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述除氧器的进水口还连接供水管道。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述凝汽器的冷却水进口连接冷却水供管，冷却水出口连接冷却水回管。通过冷却水供管供入冷却水。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述回转炉倾斜设置，前端高度大于后端高度。使回转时物料能够由于重力作用逐渐向后移动。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述出料仓与回转炉之间设有轴承，回转炉的后端设有与出料仓连通的出料口。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述风机为离心风机。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述螺旋进料装置包括进料筒，进料筒的前端顶部设有进口，后端底部设有出口，进料筒的中心设有输送轴，输送轴上设有螺旋叶片，输送轴的前端延伸到进料筒的前侧，并固定安装从动带轮，该从动带轮通过皮带连接第二电机的输出轴。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述炉管内部空间由前至后依次分为预热区、加热区、恒温区和冷却区，其中热风出口设于恒温区的顶部，预热区和加热区内均设有电加热单元。

作为本实用新型的进一步优化方案，所述余热锅炉的出气口的排气管连接另一个旋风除尘器的进风口。通过旋风除尘器再一次除尘，提高气体的洁净度。

本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型能够通过碳化装置对稻壳进行连续碳化；

2)本实用新型能够对碳化过程中产生的热气进行余热回收，通过汽水装置回收后进行发电，提高热能利用率，降低资源浪费。

附图说明

图1是实施例一中本实用新型的结构示意图；

图2是实施例一中本实用新型的碳化装置的结构示意图；

图3是实施例二中本实用新型的结构示意图。

图中：碳化装置1、风机2、旋风除尘器3、余热锅炉4、汽轮机5、发电机6、凝汽器7、第一水泵8、低压加热器9、除氧器10、第二水泵11和高压加热器12、回转炉13、前炉管14、前炉架15、后炉架16、螺旋进料装置17、第一电机18、出料仓19、热风出口20、预热区13-1、加热区13-2、恒温区13-3、冷却区13-4。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

实施例一

如图1-2所示，一种碳化系统的余热利用汽水系统，包括余热装置和汽水装置，所述余热装置包括碳化装置1、风机2和旋风除尘器3；汽水装置包括余热锅炉4、汽轮机5、发电机6、凝汽器7、第一水泵8、低压加热器9、除氧器10、第二水泵11和高压加热器12；

碳化装置1的热风出口20通过管道连接风机2的进风口，风机2的出风口连接旋风除尘器3的进风管，旋风除尘器3的出风管通过管道连接余热锅炉4的进气口，余热锅炉4的出气口连接排气管；

余热锅炉4的蒸汽出口通过管道连接汽轮机5的进气口，汽轮机5的输出轴通过联轴器连接发电机6的输入轴，汽轮机5的出气口通过管道连接凝汽器7的进气口，凝汽器7的凝结水出口通过管道连接第一水泵8的进水口，第一水泵8的出水口通过管道连接低压加热器9的进水口，低压加热器9的出水口连接除氧器10的进水口，除氧器10的出水口通过第二水泵11连接高压加热器12的进水口，高压加热器12的出水口通过管道连接余热锅炉4的进水口。碳化装置1产生的高温气体通过风机2加速后进入旋风分离器，分离稻灰，分离后的洁净气体进入余热锅炉4，通过余热锅炉4吸收余热，而后排出进行处理回收，余热锅炉4吸收余热对锅炉进水进行加热，产生过热蒸汽，过热蒸汽进入汽轮机5配合发电机6进行发电，汽轮机5排气进入凝汽器7冷凝成水，而后通过加热后回到余热锅炉4进行循环。

碳化装置1包括回转炉13、前炉管14、前炉架15、后炉架16、螺旋进料装置17和驱动装置，所述回转炉13的前部通过法兰固定安装前炉管14，前炉管14设于前炉架15上，回转炉13的后部设于后炉架16上，前炉管14与前炉架15之间、回转炉13与后炉架16之间均设有轴承；回转炉13的后端设有出料仓19，出料仓19的底部设有出料口，该出料口上设有关风器；回转炉13的顶部设有热风出口20；

前炉管14的一端连通回转炉13，另一端连接螺旋进料装置17，螺旋进料装置17的出口端延伸到回转炉13的前端；前炉管14连接驱动装置，驱动装置包括第一电机18，第一电机18的输出轴上固定安装主动链轮，前炉管14上固定安装从动链轮，主动链轮与从动链轮之间通过链条传动连接。

通过螺旋进料装置17进行进料，进料进入回转炉13内，第一电机18通过链传动带动回转炉13转动，回转炉13回转带动物料向后移动，经过加热后碳化，产生稻灰和一氧化碳等气体，热量较高的气体通过热风出口20进入余热锅炉4回收余热，剩余的稻灰从出料仓19排出。

上述，除氧器10的进水口还连接供水管道。

上述，凝汽器7的冷却水进口连接冷却水供管，冷却水出口连接冷却水回管。通过冷却水供管供入冷却水。

上述，回转炉13倾斜设置，前端高度大于后端高度。使回转时物料能够由于重力作用逐渐向后移动。

上述，前炉架15和后炉架16上的轴承为转盘轴承。

上述，出料仓19与回转炉13之间设有轴承，回转炉13的后端设有与出料仓19连通的出料口。

上述，风机2为离心风机2，优选为高温离心风机2。

上述，螺旋进料装置17包括进料筒，进料筒的前端顶部设有进口，后端底部设有出口，进料筒的中心设有输送轴，输送轴上设有螺旋叶片，输送轴的前端延伸到进料筒的前侧，并固定安装从动带轮，该从动带轮通过皮带连接第二电机的输出轴。第二电机带动输送轴和螺旋叶片转动，对输送筒内部物料进行输送。

炉管2内部空间由前至后依次分为预热区13-1、加热区13-2、恒温区13-3和冷却区13-4，其中热风出口20设于恒温区13-3的顶部，预热区13-1和加热区13-2内均设有电加热单元，电加热单元可固定安装于螺旋进料装置17的后端，电加热单元可采用石英加热管。

上述，前炉管14的前端设有回转座，回转座与前炉管14之间通过轴承连接，且回转座与前炉管14之间设有旋转式动密封圈，螺旋进料装置17的进料筒穿过回转座，并与其固连。

上述，前炉架15、后炉架16、出料仓19均固定安装于机架上，螺旋进料装置17通过支架安装于机架上。

上述，第一电机18和第二电机分别通过开关连接电源。

本实用新型的结构特点及其工作原理：稻壳首先在碳化装置1内进行碳化，产生的热风进入汽水装置进行预热回收利用，避免热能浪费，提高资源利用率。

实施例二

如图3所示，在实施例一的基础上，在余热锅炉4的出气口的排气管连接另一个旋风除尘器3的进风口。通过旋风除尘器3再一次除尘，提高气体的洁净度。

上述，排气管上可设置风机2。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。