本发明属于生物质炭化技术领域，特别是涉及一种两级立式农作物秸秆炭化烟气除尘除焦装置。
背景技术：
我国是一个农业大国，农作物秸秆产量大，但利用率不高，约35％的农作物秸秆成为名副其实的废弃物，出现大量秸秆在田间堆积、焚烧等现象，造成生物质资源的浪费，同时带来严重的空气污染。农作物秸秆热解生成生物炭，生物炭应用非常广泛，秸秆炭化是农作物秸秆资源化利用有效措施之一。秸秆炭化过程中产生大量烟气，烟气中含有焦油和粉尘，是生物质热解过程中必不可少的副产品，未经分离，影响烟气中可燃气体的提取和后续利用，间接的造成生物质能源的利用效率；同时焦油黏合在装置内壁，加剧装置的腐蚀，缩短寿命，严重时，堵塞装置，影响热解质量和效率。若直接排放，严重污染环境，威胁人类健康和环境安全，同时也造成生物质能的浪费。
专利申请号为201710658210.3的中国发明专利，公开了一种旋风式烟气除尘装置，包括壳体、灰斗、进风管、出风管，所述壳体内部构成烟气流动的腔室，其特征是，所述壳体内部还设置有风机，风机由下往上送气，所述进风管设置在风机下侧，所述出风管设置在风机上侧，在进风管上侧还设置有过滤网，烟气从下侧的进风管进入腔室，经过过滤网，在风机的作用下形成旋流向上流动，然后从出风管排出，烟气中的颗粒由于旋流产生的离心力被甩向腔壁，最后从灰斗下端的落灰口排出。其具有一定的除尘效果，然而生物炭化产生的烟气中还包含一些焦质产物，通过该发明结构，仅仅采用旋风分离，旋风产生的离心力只能分离大粒径的粉尘和焦油滴，对小粒径的则很难除出。采用过滤网过滤，焦油堵塞滤网严重,不能更好的达到除焦除尘目的。
技术实现要素：
针对上述存在的技术问题，本发明提供一种两级立式农作物秸秆炭化烟气除尘除焦装置，采用旋风分离与拨指离心分离相结合的两级除尘除焦；以提高秸秆炭化烟气的除尘除焦效率、分离率；同时解决过滤尘除焦的堵塞问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种两级立式农作物秸秆炭化烟气除尘除焦装置，包括：
支架，用于支撑外筒；
外筒，置于支架内，外筒底端设置收集装置，外筒筒壁一侧的顶端切向设置进气口；
内筒，一端连接二级分离装置的二级分离筒，另一端伸入外筒上部，内筒内设置烟气二级分离装置，所述烟气二级分离装置的转轴穿过二级分离筒连接电机及传动装置的联轴器；
二级分离筒，连接动力装置支架，其上部侧面设置出气口；
所述烟气经进气口进入，其中雾状焦油、粉尘在外筒内依靠旋风离心作用下进行一级分离，尚未分离的焦油、粉尘在二级分离筒内经过拨指碰撞、聚集，并在离心力的作用下进一步分离脱焦，经分离后的烟气通过出气口排出，烟焦粉尘经二级分离筒分离后经内筒落入外筒，与一级分离出来的烟焦粉尘一起由收集装置进行收集。
进一步地，所述烟气二级分离装置为拨指离心装置，包括二级分离筒、转轴、沿转轴圆周设置的多个拨指、支板、轴套及支承套，所述转轴置于二级分离筒的端部通过轴套及支承套安装支板，转轴另一端连接电机及传动装置的联轴器。
进一步地，所述拨指沿转轴表面螺旋安装，螺旋头数为偶数。
进一步地，所述拨指在圆周方向上的间距为3d～5d；在轴向上的间距h为1d～2d，d为拨指根部直径。
进一步地，所述拨指截面半径不同，根部直径大于末端直径，其锥度为1.5°～2.5°。
进一步地，所述外筒的直筒直径为d1，二级分离筒直径d2＝1/2*d1。
进一步地，所述拨指端部与二级分离筒的间隙δ＝10～20mm。
进一步地，所述二级分离筒内壁上沿轴向设置3～4层挡板，每层挡板沿圆周均匀设置3-4块挡板，相邻各层的挡板交错布置。
进一步地，所述挡板与拨指交叉长度为50～80mm。
本发明的有益效果为：
1.本发明在旋风分离器基础上，在内筒中增设了拨指式离心分离装置，构成旋风分离与拨指离心分离相结合的两级除尘除焦装置。利用机械和物理的方法，使雾状焦油在除焦器内经过碰撞、聚集，在离心力的作用下分离，以提高秸秆炭化烟气的除尘除焦效率、分离率。
2.本发明分离装置利用拨指增加雾状气体的碰撞、聚集、脱焦，尤其指状结构有利脱焦，以解决目前过滤等方法堵塞问题；拨指截面半径不同，根部粗末端细，利于在离心力下焦油脱粒；拨指采取螺旋安装，有利保证拨指均匀分布、平衡，以及气体排出。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的i部放大示意图图。
图中：1.收集装置，2.轴套，3.支承套，4.外筒，5.进气口，6.内筒，7.内筒法兰，8.二级分离筒法兰i，9.二级分离筒，10.二级分离筒法兰ii，11.动力装置支架，12.电机及传动装置，13.联轴器，14.密封盖，15.轴承，16.轴承座，17.密封圈，18.出气口，19.拨指，20.转轴，21.支板，22.支架，23.法兰盘，24.挡板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
实施例1：如图1所示，本发明一种两级立式农作物秸秆炭化烟气除尘除焦装置，包括：
支架22，用于支撑外筒4；
外筒4，置于支架22内，外筒4底端设置收集装置1，外筒4筒壁一侧的顶端设置进气口5；
内筒6，一端连接二级分离装置的二级分离筒9，另一端伸入外筒4上部，并连接外筒4的进气口5，内筒6内设置烟气分离装置，所述烟气分离装置的转轴20穿过二级分离筒9连接电机及传动装置12的联轴器13；
二级分离筒9，连接动力装置支架11，其与外筒4的进气口5相对侧设置出气口18；
所述烟气经进气口5进入，其中雾状焦油、粉尘在外筒4内依靠旋风离心作用下进行一级分离，尚未分离的焦油、粉尘在二级分离筒9内经过拨指碰撞、聚集，并在离心力的作用下进一步分离脱焦，经分离后的烟气通过出气口18排出，烟焦粉尘经二级分离筒9分离后经内筒6落入外筒4，与一级分离出来的烟焦粉尘一起由收集装置进行收集。
如图1、图2所示，所述烟气分离装置为拨指离心装置，包括二级分离筒9、转轴20、沿转轴20圆周设置的多个拨指19、支板21、轴套2及支承套3，所述转轴20置于二级分离筒9的端部通过轴套2及支承套3安装支板21，转轴20另一端连接电机及传动装置12的联轴器13，通过电机及传动装置12驱动转轴20旋转，带动转轴20上的拨指19转动，分离烟焦粉尘。所述拨指19沿转轴20表面螺旋安装，螺旋头数为偶数，以利于平衡。
如图2所示，所述拨指19在圆周方向上的间距为3d～5d；在轴向上的间距h为1d～2d，d为拨指根部直径。所述拨指19的截面半径不同，根粗末端细，其锥度为1.5°～2.5°，利于在离心力下焦油脱粒。
所述外筒4由上下两部分构成，上部分为直筒型，其一侧的顶端设置进气口5，下部分为倒锥形。所述外筒4的直筒直径为d1，二级分离筒9直径d2＝1/2d1。
如图1、图2所示，所述拨指19端部与二级分离筒9的间隙δ＝10～20mm。
本发明的工作原理：
本发明在工作时，高速秸秆烟气经进气口5进入外筒4中，其中的雾状焦油、粉尘在外筒内依靠旋风离心作用进行一级分离，其中较大粒径的焦油、粉尘被甩向四周，粘到外筒4内壁，靠自重沿筒壁下流。经一级分离后的烟气由二级分离筒9下端口进入，尚未分离的较小粒径的焦油、粉尘在二级分离筒9内经过拨指19碰撞、聚集，并在离心力的作用下沿拨指19向外运动，与拨指分离脱焦，焦油、粉尘被抛向二级分离筒9内壁，靠自重下流落入外筒4，与一级分离出来的烟焦粉尘一起由收集装置1进行收集。经分离后的烟气通过出气口18排出。
实施例2：本例与实施例1不同的是：本例中所述二级分离筒9内壁上沿轴向设置3层挡板24，每层挡板24沿圆周均匀设置4块挡板24，相邻各层的挡板24交错布置。所述挡板24与拨指19交叉长度为50mm。设置挡板，一方面使烟气在二级分离筒9内迂回流动，避免焦油、粉尘只随烟气沿二级分离筒9内壁与拨指19之间向上运动，而造成不能与拨指碰撞，另一方面，破坏二级分离筒9内壁与拨指19之间烟气环流层，增加拨指与烟气间的相对运动，利于碰撞、聚集除焦除尘。
所述拨指19在圆周方向上的间距为3d；在轴向上的间距h为2d，d为拨指根部直径。所述拨指19d截面半径不同，根粗末端细，其锥度为1.5°，利于在离心力下焦油脱粒。所述外筒4的直筒直径为d1，二级分离筒9直径
d2＝1/2*d1。所述拨指19的端部与二级分离筒9的间隙δ＝10mm。
实施例3：本例与实施例2不同的是：本例中所述二级分离筒9内壁上沿轴向设置4层挡板24，每层挡板24沿圆周均匀设置3块挡板24，相邻各层的挡板24交错布置。所述挡板24与拨指19交叉长度为80mm。设置挡板，一方面使烟气在二级分离筒9内迂回流动，避免焦油、粉尘只随烟气沿二级分离筒9内壁与拨指19之间向上运动，而造成不能与拨指碰撞，另一方面，破坏二级分离筒9内壁与拨指19之间烟气环流层，增加拨指与烟气间的相对运动，利于碰撞、聚集除焦除尘。
所述拨指19在圆周方向上的间距为5d；在轴向上的间距h为1d，d为拨指根部直径。所述拨指19的截面半径不同，根粗末端细，其锥度为2.5°，利于在离心力下焦油脱粒。所述拨指19端部与二级分离筒9的间隙δ＝20mm。
实施例4：本例与实施例2不同的是：本例中所述二级分离筒9内壁上沿轴向设置4层挡板24，每层挡板24沿圆周均匀设置4块挡板24，相邻各层的挡板24交错布置。所述挡板24与拨指19交叉长度为60mm。设置挡板，一方面使烟气在二级分离筒9内迂回流动，另一方面，破坏二级分离筒9内壁与拨指19之间烟气环流层，利于碰撞、聚集除焦除尘。
所述拨指19在圆周方向上的间距为4d；在轴向上的间距h为1.5d，d为拨指根部直径。所述拨指19的截面半径不同，根粗末端细，其锥度为2°，利于在离心力下焦油脱粒。所述拨指19端部与二级分离筒9的间隙δ＝15mm。
实施例5：本例与实施例2不同的是：本例中所述二级分离筒9内壁上沿轴向设置3层挡板24，每层挡板24沿圆周均匀设置3块挡板24，相邻各层的挡板24交错布置。所述挡板24与拨指19交叉长度为80mm。设置挡板，一方面使烟气在二级分离筒9内迂回流动，另一方面，破坏二级分离筒9内壁与拨指19之间烟气环流层，利于碰撞、聚集除焦除尘。
所述拨指19在圆周方向上的间距为3d～5d；在轴向上的间距h为1.8d，d为拨指根部直径。所述拨指19的截面半径不同，根粗末端细，其锥度为
2.2°，利于在离心力下焦油脱粒。所述拨指19端部与二级分离筒9的间隙δ＝18mm。
实施例6：本例与实施例2不同的是：本例中所述二级分离筒9内壁上沿轴向设置4层挡板24，每层挡板24沿圆周均匀设置4块挡板24，相邻各层的挡板24交错布置。所述挡板24与拨指19交叉长度为70mm。设置挡板，一方面使烟气在二级分离筒9内迂回流动，另一方面，破坏二级分离筒9内壁与拨指19之间烟气环流层，利于碰撞、聚集除焦除尘。
所述拨指19在圆周方向上的间距为3.5d；在轴向上的间距h为1.2d，d为拨指根部直径。所述拨指19的截面半径不同，根粗末端细，其锥度为2.2°，利于在离心力下焦油脱粒。所述拨指19端部与二级分离筒9的间隙δ＝12mm。