联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种使用农牧业废弃物等含碳材料联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统。本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，包括热解装置、除尘器、冷却分离塔和沉淀塔，所述沉淀塔竖直设置，沉淀塔包括壳体和内腔，内腔呈上大下小的圆锥形，壳体的顶部开设有与内腔连通的进料口，在所述壳体的中部开设有与内腔连通的生物醋出口，在壳体的下部开设有与内腔连通的生物焦油出口，在壳体的底部开设有与内腔连通的灰渣出口，所述热解装置的出气口与除尘器的进风口连通，除尘器的出风口与冷却分离塔的进气口连通，冷却分离塔的冷凝液出口与沉淀塔的进料口连通。本发明结构简单、成本低、操作简便，并且不会造成空气污染。
【专利说明】联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种农业废弃物的处理系统，特别是涉及一种使用农牧业废弃物等含碳材料联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统。
【背景技术】
[0002]我国的秸杆等农牧业剩余资源十分丰富，每年的秸杆等剩余生物质的产量约为6亿吨左右，这些剩余生物质资源的处理就显得由为重要，有一些农民为了保持土地的肥沃及处理方便，直接将这些剩余生物质在农田里燃烧，采用这种处理方式虽然简便易操作，但是这样不仅使生物资源利用率低下，而且会造成较大的空气污染。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低、操作简便的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，并且不会造成空气污染。
[0004]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，包括热解装置、除尘器、冷却分离塔和沉淀塔，所述沉淀塔竖直设置，沉淀塔包括壳体和内腔，内腔呈上大下小的圆锥形，壳体的顶部开设有与内腔连通的进料口，在所述壳体的中部开设有与内腔连通的生物醋出口，在壳体的下部开设有与内腔连通的生物焦油出口，在壳体的底部开设有与内腔连通的灰渣出口，所述热解装置的出气口与除尘器的进风口连通，除尘器的出风口与冷却分离塔的进气口连通，冷却分离塔的冷凝液出口与沉淀塔的进料口连通。
[0005]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述沉淀塔还包括圆柱形的容置腔，所述容置腔位于内腔的上部，容置腔与内腔连通，沉淀塔的进料口与容置腔连通，在壳体的顶部还开设有废气出口。
[0006]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述废气出口与活性炭净化装置连接。
[0007]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述热解装置包括加热炉和分离炉，所述加热炉包括炉壳和加热腔，加热腔上大下小，加热腔的上部为圆柱形、下部为圆锥形，加热炉的炉壳内设置有加热装置，加热炉的顶部开设有上进料口，在加热炉的下部开设有下进料口，加热炉的底部开设有进气口，在加热炉的顶部还开设有出气口，所述分离炉包括炉壳和内腔，在分离炉的顶部开设有进气口和出气口，在分离炉的底部开设有出料口，所述分离炉的出料口位于所述加热炉的下进料的上方，且所述分离炉的出料口与加热炉的下进料口连通，分离炉的进气口与加热炉的出气口连通，分离炉的出气口与除尘器的进风口连通。
[0008]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述加热炉的底部还开设有蒸汽入口。
[0009]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述热解装置包括炉壳和加热腔，所述炉壳的左端开设有燃料进口和进气口，在炉壳的前侧开设有至少一个出灰口，在加热腔内还安装有炉筒，所述炉筒可转动的固定在炉壳上，在炉筒的内壁上固定安装有呈螺旋分布且旋向向右的若干扬料板，在炉壳的左端还固定安装有蒸汽管和风管，风管的右端伸入炉筒内，蒸汽管的右端插入风管内，且蒸汽管的右端位于风管外，在炉壳的左端还固定安装有进料斗，所述进料斗的下端固定有进料管，所述进料管的上端与进料斗连通，进料管的下端伸入炉筒内且不与炉筒接触，所述炉筒右端的下部开设有出渣口，炉筒右端的上侧开设有出气口，所述炉筒的出气口与除尘器的进风口连通。
[0010]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述炉筒从左到右向下倾斜，且炉筒的轴线与水平面的夹角为5°。
[0011]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述热解装置包括炉壳和加热腔，所述炉壳的底部设置有4个与加热腔连通的通气口，所述4个通气口从左到右沿炉壳的底端均匀排列，所述左侧的3个通气口通入热风，右侧的I个通气口通入高温蒸汽，所述加热腔内设置有传送链板，所述传送链板固定安装在炉壳上，所述传送链板的链板上均匀开设有多个透气孔，所述炉壳的左上端设置有进料斗，所述进料斗的出料口位于传送链板左端的正上方，所述炉壳的右下端开设有出渣口，所述出渣口位于传送链板右端的正下方，所述炉壳的右端上侧开设有出气口，所述炉壳上的出气口与除尘器的进风口连通。
[0012]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述热解装置还包括有热风炉，所述热风炉的热风出口通过管路与炉壳下端的左侧的三个通气口连通，热风炉的蒸汽出口与炉壳下端右侧的I个通气口连通。 [0013]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其中所述传送链板从左到右向下倾斜设置。
[0014]本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统与现有技术不同之处在于本发明通过设置热解装置、除尘装置、冷却分离塔和沉淀塔，通过热解装置将秸杆的农业剩余资源热解后，得到混合气体，混合气体经除尘装置除尘后，进入冷却分离塔中冷凝，冷凝后得到的冷凝液进入沉淀塔中静置沉淀，即可得到生物焦油和生物醋，生物炭由热解装置将生物质热解后得到。因此，本发明可以提高生物资源的利用率，避免造成空气污染。
[0015]下面结合附图对本发明的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的实施例1的结构示意图；
[0017]图2为本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的实施例2的结构示意图；
[0018]图3为本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的实施例3的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]生物质资源按照大小可分以三类:第一类是细小颗粒物，如谷壳等；第二类是秸杆等；第三类是细小树枝梢等；本发明的以下三个实施例分别用于高效的处理这三类生物质资源，得到生物炭、生物醋和生物焦油。
[0020]实施例1
[0021]本实施例用于处理谷壳等细小的颗粒物这类生物质资源。如图1所示，本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统包括热解装置10、除尘器11、冷却分离塔12和沉淀塔13。沉淀塔13竖直设置，沉淀塔13包括壳体和内腔14，内腔14呈上大下小的圆锥形，壳体的顶部开设有与内腔14连通的进料口 15，在壳体的中部开设有与内腔14连通的生物醋出口 17，在壳体的下部开设有与内腔14连通的生物焦油出口 19，在壳体的底部开设有与内腔14连通的灰渣出口 18。热解装置10的出气口与除尘器11的进风口连通，除尘器11的出风口 20与冷却分离塔12的进气口连通，冷却分离塔12的冷凝液出口与沉淀塔13的进料口 15连通。除尘器11可以采用旋风除尘器或布袋除尘器。
[0022]在本实施例中沉淀塔13还包括圆柱形的容置腔21，容置腔21位于内腔14的上部，容置腔21与内腔14连通，沉淀塔13的进料口 15与容置腔21连通，在壳体的顶部还开设有废气出口 22，废气出口 22与活性炭净化装置25连接。
[0023]本实施例中热解装置10包括加热炉23和分离炉24。加热炉23包括炉壳和加热腔，加热腔上大下小，加热腔的上部为圆柱形、下部为圆锥形，加热炉23的炉壳内设置有加热装置，加热装置可以使用电加热或燃气加热或高温蒸汽加热装置。加热炉23的顶部开设有上进料口，在加热炉23的下部开设有下进料口，加热炉23的底部开设有进气口，在进气口处通过管路连接有鼓风机27。在加热炉23的顶部还开设有出气口。分离炉24包括炉壳和内腔，在分离炉24的顶部开设有进气口和出气口，在分离炉24的底部开设有出料口，分离炉24的出料口位于加热炉23的下进料口的上方，且分离炉24的出料口与加热炉23的下进料口连通，分离炉24的进气口与加热炉23的出气口连通，分离炉24的出气口与除尘器11的进风口连通。加热炉23的底部还开设有蒸汽入口。
[0024]本装置在使用时，首先将谷壳从加热炉23的顶部开设的上进料口内送入加热腔内，同时通过鼓风机27向加热炉23的底部的进气口通入空气，加热炉23的加热装置提供高温环境使谷壳热解，热解后的谷壳被从加热炉23底部进入的空气吹起后由加热炉23顶部的出气口进入分离炉24，在分离炉24内，未完全碳化的颗粒在分离炉24中下沉，有分离炉24底部的出料口进 入加热炉23的下进料口被再次热解。谷壳被热解后的形成的气体进入除尘器11中，除尘器11将其中的生物炭分离出来，除尘后的气体进入冷却分离塔12被冷凝成液体，冷凝后得到的冷凝液进入沉淀塔13中静置沉淀，生物醋从沉淀塔13壳体的中部开设生物醋出口 17得到，生物焦油从沉淀塔13壳体的下部开设的生物焦油出口 19得到。
[0025]由于加热炉的下部为圆锥形，且分离炉24的出料口位于加热炉23的下进料口的上方，使二者的连接管路与加热炉23的夹角(即连接管路的轴线与连接管路与加热炉相连接处的母线的夹角)小于45°，从而避免了有分离炉24的出料口进入加热炉的未完全碳化的颗粒被鼓风机通入的空气吹回。
[0026]本实施例中加热炉23的进气口内还可以通入蒸汽，从而可以得到具有微孔的生物炭。
[0027]实施例2
[0028]本实施例用于处理秸杆等这类生物质资源。如图2所示，本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统包括热解装置10、除尘器11、冷却分离塔12和沉淀塔13。沉淀塔13竖直设置，沉淀塔13包括壳体和内腔14，内腔14呈上大下小的圆锥形，壳体的顶部开设有与内腔14连通的进料口 40，在壳体的中部开设有与内腔14连通的生物醋出口 44，在壳体的下部开设有与内腔14连通的生物焦油出口 42，在壳体的底部开设有与内腔14连通的灰渣出口 43。热解装置10的出气口与除尘器11的进风口连通，除尘器11的出风口 45与冷却分离塔12的进气口连通，冷却分离塔12的冷凝液出口与沉淀塔13的进料口 40连通。除尘器11可以采用旋风除尘器或布袋除尘器。
[0029]在本实施例中沉淀塔13还包括圆柱形的容置腔46，容置腔46位于内腔14的上部，容置腔46与内腔14连通，沉淀塔13的进料口 40与容置腔46连通，在壳体的顶部还开设有废气出口(图中未示出)，废气出口与活性炭净化装置(图中未示出)连接。
[0030]本实施例中热解装置10包括炉壳和加热腔48，炉壳的左端开设有燃料进口 49和进气口 50，在炉壳的前侧开设有至少一个出灰口 51，本实施例中出灰口有3个。在加热腔48内还安装有炉筒52。炉筒52可转动的固定在炉壳上，即炉筒52的两端通过轴承座固定在炉壳上。在炉筒52的内壁上固定安装有呈螺旋分布且旋向向右的若干扬料板(图中未示出)，当炉筒52旋转时，可以是炉筒52内的物料从左向右移动。在炉壳的左端还固定安装有蒸汽管(图中未示出)和风管55，风管55的右端伸入炉筒52内，蒸汽管的右端插入风管55内，且蒸汽管的右端位于风管55外。在炉壳的左端还固定安装有进料斗56，进料斗56的下端固定有进料管57，进料管57的上端与进料斗56连通，进料管57的下端伸入炉筒52内且不与炉筒52接触，即进料管57的下端倾斜伸入炉筒52的左端开口中。炉筒52右端的下部开设有出渣口 58，炉筒52右端的上侧开设有出气口 59，炉筒52的出气口与除尘器11的进风口连通。本实施例中炉筒52从左到右向下倾斜，且炉筒52的轴线与水平面的夹角为5°。
[0031]本装置在使用时，首先需要将秸杆进行前处理。秸杆的前处理工艺按照以下步骤进行:1、、将秸杆进行人工或机械打捆；2、将打捆后的秸杆进行除杂处理，去除秸杆中的杂物；3、将除杂后的秸杆粉碎；4、将粉碎后的秸杆压块；5、将压块后的秸杆进行炭化/活化处理。
[0032]将经过上述工艺处理后得到的块状秸杆加入进料斗56，块状秸杆由进料管57进入炉筒52内，随着炉筒52的转动，缓慢的由左向右移动，在移动过程中，加热腔48内加入的燃料产生高温，使秸杆热解，秸杆热解后得到的气体随着风管55中通入的风被送入除尘器11中，除尘器11将其中的生物炭分离出来，除尘后的气体进入冷却分离塔12被冷凝成液体，冷凝后得到的冷凝液进入沉淀塔13中静置沉淀，生物醋从沉淀塔13壳体的中部开设生物醋出口 44得到，生物焦油从沉淀塔13壳体的下部开设的生物焦油出口 42得到。同时由炉筒52的最右端的出渣口 58排出的也是生物炭。
[0033]实施例3
[0034]本实施例适用于处理细小树枝梢等这类生物质资源。如图3所示，本发明联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统包括热解装置10、除尘器11、冷却分离塔12和沉淀塔13。沉淀塔13竖直设置，沉淀塔13包括壳体和内腔14，内腔14呈上大下小的圆锥形，壳体的顶部开设有与内腔14连通的进料口 70，在壳体的中部开设有与内腔14连通的生物醋出口72，在壳体的下部开设有与内腔14连通的生物焦油出口 74，在壳体的底部开设有与内腔14连通的灰渣出口 73。热解装置10的出气口与除尘器11的进风口连通，除尘器11的出风口45与冷却分离塔12的进气口连通，冷却分离塔12的冷凝液出口与沉淀塔13的进料口 70连通。除尘器11可以采用旋风除尘器或布袋除尘器。
[0035] 在本实施例中冷却分离塔12的下端侧壁上开设有废气出口 75，废气出口 75通过管路与活性炭净化装置(图中未示出)连接。活性炭净化装置用于除去废气中的硫氧化物、氮氧化物等污染物，避免废气污染空气。
[0036]本实施例中的废气处理方式也可以采用实施例1中提供的处理方式。即沉淀塔还包括圆柱形的容置腔，容置腔位于内腔的上部，容置腔与内腔连通，冷却分离塔的进料口与容置腔连通，在壳体的顶部还开设有废气出口，废气出口与活性炭净化装置连接。
[0037]本实施例中热解装置10包括炉壳和加热腔。炉壳的底部设置有4个与加热腔连通的通气口，4个通气口从左到右沿炉壳的底端均匀排列，左侧的3个通气口 78通入热风，右侧的I个通气口 79通入高温蒸汽。加热腔内设置有传送链板，传送链板固定安装在炉壳上。传送链板包括主动轴、从动轴和链板，主动轴和从动轴均通过轴承固定安装在炉壳上，主动轴和从动轴平行设置，且主动轴和从动轴上均固定安装有链轮，链板呈环形，且安装在链轮上，链板上均匀开设有多个透气孔。传送链板的链板从左到右向下倾斜设置。主动轴通过减速电机驱动，驱动链板转动，从而实现链板上物料的输送。炉壳的左上端设置有进料斗81，进料斗81的出料口位于传送链板左端的正上方，炉壳的右下端开设有出渣口 82，出渣口 82位于传送链板右端的正下方。炉壳的右端上侧开设有出气口，炉壳上的出气口与除尘器11的进风口连通。
[0038]本实施例中的热解装置 10还包括有热风炉83，热风炉83由炉壳、炉腔和换热管(图中未示出)组成，换热管在炉腔内的部分以盘管的形式存在，以增加换热面积。炉壳的下部还开设有燃料进口 86和进气口(图中未示出)，其中进气口与鼓风机(图中未示出)连接。炉壳的底部开设出灰口 88。炉壳的顶部开设有热风出口 89，换热管85位于炉壳外的两端分别进水口 90和蒸汽出口 91。水由换热管85的进水口进入后，在炉腔84内形成高温蒸汽，再有蒸汽出口 91排出。该热风炉83的热风出口通过管路与炉壳下端的左侧的三个通气口 78连通，热风炉83的蒸汽出口与炉壳下端右侧的I个通气口 79连通。
[0039]本装置在使用时首先将细小树枝梢这类生物质资源加入进料斗81，细小树枝梢从进料斗81内落下，落在传送链板上，随着传送链板的转动，缓慢的由左向右移动，在移动过程中，左侧的3个通气口 78通入热风，右侧的I个通气口 79通入蒸汽，使细小树枝梢热解，细小树枝梢热解后得到的气体从炉壳的右端上侧开设的出气口被送入除尘器11中，除尘器11将其中的生物炭分离出来，除尘后的气体进入冷却分离塔12被冷凝成液体，冷凝后得到的冷凝液进入沉淀塔13中静置沉淀，生物醋从沉淀塔13壳体的中部开设生物醋出口 72得到，生物焦油从沉淀塔13壳体的下部开设的生物焦油出口 74得到。同时由炉壳的右下端开设的出渣口 82排出的也是生物炭。
[0040]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:包括热解装置、除尘器、冷却分离塔和沉淀塔，所述沉淀塔竖直设置，沉淀塔包括壳体和内腔，内腔呈上大下小的圆锥形，壳体的顶部开设有与内腔连通的进料口，在所述壳体的中部开设有与内腔连通的生物醋出口，在壳体的下部开设有与内腔连通的生物焦油出口，在壳体的底部开设有与内腔连通的灰渣出口，所述热解装置的出气口与除尘器的进风口连通，除尘器的出风口与冷却分离塔的进气口连通，冷却分离塔的冷凝液出口与沉淀塔的进料口连通。
2.根据权利要求1所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述沉淀塔还包括圆柱形的容置腔，所述容置腔位于内腔的上部，容置腔与内腔连通，沉淀塔的进料口与容置腔连通，在壳体的顶部还开设有废气出口。
3.根据权利要求2所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述废气出口与活性炭净化装置连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述热解装置包括加热炉和分离炉，所述加热炉包括炉壳和加热腔，加热腔上大下小，加热腔的上部为圆柱形、下部为圆锥形，加热炉的炉壳内设置有加热装置，加热炉的顶部开设有上进料口，在加热炉的下部开设有下进料口，加热炉的底部开设有进气口，在加热炉的顶部还开设有出气口，所述分离炉包括炉壳和内腔，在分离炉的顶部开设有进气口和出气口，在分离炉的底部开设有出料口，所述分离炉的出料口位于所述加热炉的下进料口的上方，且所述分离炉的出料口与加热炉的下进料口连通，分离炉的进气口与加热炉的出气口连通，分离炉的出气口与除尘器的进风口连通。
5.根据权利要 求4所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述加热炉的底部还开设有蒸汽入口。
6.根据权利要求1或2或3所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述热解装置包括炉壳和加热腔，所述炉壳的左端开设有燃料进口和进气口，在炉壳的前侧开设有至少一个出灰口，在加热腔内还安装有炉筒，所述炉筒可转动的固定在炉壳上，在炉筒的内壁上固定安装有呈螺旋分布且旋向向右的若干扬料板，在炉壳的左端还固定安装有蒸汽管和风管，风管的右端伸入炉筒内，蒸汽管的右端插入风管内，且蒸汽管的右端位于风管外，在炉壳的左端还固定安装有进料斗，所述进料斗的下端固定有进料管，所述进料管的上端与进料斗连通，进料管的下端伸入炉筒内且不与炉筒接触，所述炉筒右端的下部开设有出渣口，炉筒右端的上侧开设有出气口，所述炉筒的出气口与除尘器的进风口连通。
7.根据权利要求6所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述炉筒从左到右向下倾斜，且炉筒的轴线与水平面的夹角为5°。
8.根据权利要求1或2或3所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述热解装置包括炉壳和加热腔，所述炉壳的底部设置有4个与加热腔连通的通气口，所述4个通气口从左到右沿炉壳的底端均匀排列，所述左侧的3个通气口通入热风，右侧的I个通气口通入高温蒸汽，所述加热腔内设置有传送链板，所述传送链板固定安装在炉壳上，所述传送链板的链板上均匀开设有多个透气孔，所述炉壳的左上端设置有进料斗，所述进料斗的出料口位于传送链板左端的正上方，所述炉壳的右下端开设有出渣口，所述出渣口位于传送链板右端的正下方，所述炉壳的右端上侧开设有出气口，所述炉壳上的出气口与除尘器的进风口连通。
9.根据权利要求8所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述热解装置还包括有热风炉，所述热风炉的热风出口通过管路与炉壳下端的左侧的三个通气口连通，热风炉的蒸汽出口与炉壳下端右侧的I个通气口连通。
10.根据权利要求9所述的联产生物炭、生物醋和生物焦油的系统，其特征在于:所述传送链板从左到右向下倾斜设置。
【文档编号】C10B53/02GK103980922SQ201410246575
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】邹炎 申请人:邹炎