一种生物质成炭燃烧机的制作方法

本实用新型涉及生物质成炭技术领域，具体涉及一种生物质成炭燃烧机。

背景技术：

生物质成炭是指将如木屑、秸秆等各种生物质材料在高温缺氧环境下形成多孔碳结构。生物质材料在炭化过程中会产生大量木煤气等各种高温烟气，高温烟气含有大量的生物质热能，如果直接排放至空中，不仅会对大气造成污染，还造成了生物质能源的浪费。

现有的生物质成炭设备存在生物质材料在炭化过程中会产生大量木煤气等各种高温烟气没有经过完全净化，存在净化效率低的缺点，因此仍没有彻底解决机制炭生产过程的污染问题。同时，现有的生物质成炭设备，如公开号为CN 102032553 A的专利文献公开了一种连续回转式生物质热解炭化和锅炉供热一体化的设备，该设备虽然能对炭化过程中产生的包括木煤气在内的高温烟气进行回收利用，但是该设备仍存在以下不足：（1）、木煤气等各种高温烟气在连续回转过程中容易凝结成木焦油，造成各种管道的堵塞；（2）、采用回转炭化炉存在耗能高、成炭率低以及造价昂贵等缺点。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种生物质成炭燃烧机，通过将炭化过程中产生的木煤气进行净化、提纯以及燃烧，既能避免木煤气排放造成大气污染，彻底解决机制炭生产过程的污染问题，也能将木煤气燃烧产生的热能对炭化炉进行供热，同时解决了木焦油造成各种管道的堵塞的技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供的一种生物质成炭燃烧机，包括有对称设置的第一炭化炉和第二炭化炉，第一炭化炉和第二炭化炉之间通过管道连通有净化器，第一炭化炉、第二炭化炉和净化器之间按如下两种方式之一安装：

（1）净化器内腔通过第一管道与第一炭化炉内腔上部连通并通过第八管道与第二炭化炉内腔上部连通，且通过第二管道连通有用于燃烧木煤气的第一燃烧室；第一燃烧室内上部依次通过第四管道和第九管道而与第二炭化炉内腔下部连通，以及依次通过第四管道和第六管道与第一炭化炉内腔下部连通；第一炭化炉内上部还通过第三管道连通有用于清除尾气灰尘和水分的第一除尘装置，该除尘装置还通过第十管道与第二炭化炉内腔上部连通；

（2）净化器内腔通过第一管道与第一炭化炉内腔上部连通并通过第八管道与第二炭化炉内腔上部连通，且通过第十一管道联通有用于清除尾气灰尘和水分的第二除尘装置；第一炭化炉和第二炭化炉之间设有用于燃烧木煤气的第二燃烧室，第一炭化炉下部和第二炭化炉下部均通过一调频进料装置与该第二燃烧室内下部连通，第二燃烧室上部出气口通过第十二管道与第一炭化炉内腔中下部连通并通过第十三管道与第二炭化炉内腔中下部连通。

进一步地，净化器内设置的第一隔板和第二隔板将其分隔成上水室、冷凝室和下水室，冷凝室分别与第一管道、第八管道连通，下水室连通第二管道或第十一管道；冷凝室内设置有多根冷凝管且冷凝管上端与上水室相连通而冷凝管下端与下水室相连通；净化器外还设置有水泵，水泵通过第六管道连通上水室和下水室。

其中，净化器直径大于或等于1米，冷凝器内的冷凝管直径大于或等于76毫米，冷凝管与冷凝管之间的排列间距大于或等于100毫米，净化器具有对木煤气等各种高温烟气中所包含的木焦油进行冷凝的作用以及防止木焦油堵塞，净化器开启时，冷却水由上往下流，而由第一引风机产生的冷却风处于上下流动或者由下至上流动，采用水冷和风冷相结合的方式，冷凝效果更佳；同时在一个成炭燃烧机内同时采用多个净化器，冷凝效果更佳。

进一步地，第一燃烧室内设置有二次燃烧管、与二次燃烧管一端连通的第一燃烧盘以及一次燃烧管，二次燃烧管另一端还与置入燃烧室内的第二管道一端连通，依次燃烧管的一端置入二次燃烧管另一端部内而另一端与设置在燃烧室外的辅助燃烧机的燃烧口连通。

第二燃烧室内设置有呈伞状的燃烧管、设置在燃烧管顶部的第二燃烧盘、设置在燃烧管内下方的双链排传送装置以及位于双链排传送装置下方的输送喷淋装置；双链排传送装置包括上下平行设置且位于同一平面内的上传送装置以及下传送装置，输送喷淋装置位于下传送装置一端部下方且与下传送装置垂直布置，输送喷淋装置一侧设置有的喷淋管道，靠近输送喷淋装置一端部的第二燃烧室侧壁上还设置有出料关风机。

调频进料装置一端置入第一炭化炉内部或第二炭化炉内部，另一端通过安装在第二燃烧室上的进料关风机而与第二燃烧室内部连通。

其中，调频进料装置用于对生物质燃料成型（一般为块状）以及将成型后的生物质燃料传送至双链排传送装置的外传送带上进行炭化，调频进料装置一端与进料关风机连通，进料关风机具有进料不进风的结构特性，靠近输送喷淋装置一端部的第二燃烧室侧壁上设置的出料关风机具有出料不出风的结构特性，因此能够使第二燃烧室内保持相对密封，避免燃烧和炭化产生的烟气（即木煤气和木焦油等）外泄。

进一步地，第一燃烧室外还设置有第一供氧管道、第二供氧管道、第三供氧管道、第四供氧管道和第二引风机，第一供氧管道一端置入第一燃烧盘内，第二供氧管道一端与第一炭化炉内腔下部连通，第三供氧管道与第二炭化炉内腔下部连通，第一供氧管道另一端、第二供氧管道另一端和第三供氧管道另一端均通过第二引风机与第四管道连通；第一供氧管道设置有第二阀门，第二供氧管道上设置有第四阀门，第三供氧管道上设置有第五阀门。

进一步地，第二燃烧室外设置有第五供氧管道、第六供氧管道、第七供氧管道以及第四引风机，第四供氧管道的一端置入燃烧管内，第五供氧管道的一端置于双链排传送装置的外传送带上，第四供氧管道另一端和第五供氧管道另一端均通过第四引风机与第七供氧管道连通；第五供氧管道上设置有第七阀门，第六供氧管道上设置有第十一阀门。

进一步地，第一管道上设置有第一阀门，第三管道上设置有第三阀门，第六管道上设置有第六阀门，第八管道上设置有第八阀门，第九管道上设置有第九阀门，第十管道上设置有第十阀门，第十二管道上设置有第十二阀门，第十三管道上设置有第十三阀门。

进一步地，净化器中下部呈圆筒型，其上部还设置有成圆锥状的风冷盖，风冷盖顶部的风冷口上设置有第一引风机。

进一步地，第四管道上设置有第三引风机和温控仪，温控仪的探头置于第四管道内，温控仪与第三引风机通信连接。其中，第三引风机为带有单向阀的鼓风机，由温控仪控制，当烟气温度高于设定的温度时，第三引风机启动，鼓入冷风降温，从而确保进行烘干时的烘干温度保持在生物质燃料的燃点之下，避免生物质燃料在第一炭化炉内或在第二炭化炉内燃烧。

本实用新型所述的成炭燃烧机，净化器以及所有的管道均采用耐高温耐腐蚀的不锈钢材质制作而成，回转炭化炉内胆采用耐火装叠砌，能够保证设备的经久耐用。

本实用新型的工作原理：

原理一：采用本实用新型的技术方案，将其中一个炭化炉内进行加热炭化，该炭化炉内炭化产生的木煤气通过第一管道进入净化器，由于净化器的风冷和水冷作用，木煤气中大部分木焦油颗粒经过冷凝管时便液化附着在冷凝管上并自动流动到冷凝室底部；然后，木煤气通过第二管道以及燃烧管道后进入燃烧室，经过燃烧管道时，由于辅助燃烧机的开启，木煤气经过一次燃烧，木煤气中包含的少量木焦油在高温下裂解燃烧，同时木煤气流经燃烧管道顶部并进入燃烧盘时，木煤气进行二次燃烧，由于燃烧盘与供氧管道连通，因此二次燃烧也是富氧燃烧，木煤气能得到充分氧化燃烧以及木煤气内少量的木焦油此时能完全裂解燃烧；经过富氧充分燃烧的木煤气能产生大量的热能，该热能通过第四管道和第六管道进入另一炭化炉下端部并对另一炭化炉的生物质材料进行烘干处理，最后烘干后的尾气经过除尘装置处理后排出。

原理二：采用本实用新型的技术方案，将两个炭化炉（第一炭化炉和第二炭化炉）分别装入生物质燃料，其中一个炭化炉内的生物质燃料经过调频进料装置成型并传送至第二燃烧室内的双链排传送装置（上传送装置）上；此时处于上传送装置上的生物质燃料进行加热炭化，产生的木煤气以及木焦油经过第二燃烧盘时进行一次燃烧，一次燃烧属于富氧燃烧，大部分木焦油能够得到裂解充分燃烧，木焦油以及木煤气燃烧后产生的尾气、大量热能以及剩下少量的未完全燃烧的木焦油通过第十三管道进入另一个炭化炉，并对另一个炭化炉内的生物质燃料进行烘干；当燃烧尾气通过第八管道进入净化器内时，由于净化器内的风冷和水冷作用，尾气内的少量木焦油冷却以及附着在冷凝管上，并沉淀在冷凝室底部，此时尾气内的木焦油微乎其微，进一步地，燃烧尾气通过第十一管道进入第二除尘室并由除尘室排出；同时，上传送装置上的生物质燃料成炭后传送至下传送装置，并进一步地传送至输送喷淋装置的传送带上，由输送喷淋装置通过出料关风机传送至第二燃烧室外，期间，与输送喷淋装置的传送带平行设置的喷淋管道能对输送喷淋装置的传送带上传送的炭块进行喷淋灭火和降温。

本实用新型产生的有益效果：

1、本实用新型能将炭化过程中产生的木煤气经过燃烧，其尾气以干净热体进入另一炭化炉内并对另一炭化炉内的生物质燃料进行烘干处理，因此，不仅彻底解决机制炭生产过程的污染问题，提高了生物质成炭设备的热能利用效率，而且做到低碳排放，避免木煤气排出对大气产生污染，彻底解决机制炭生产过程的污染问题；

2、本实用新型能够通过净化器对炭化过程中产生的木煤气进行初步除焦，木煤气中大部分木焦油颗粒经过冷凝管时便液化附着在冷凝管上并自动流动到冷凝室底部，因此能防止大量木焦油进入第二管道等其他管道，造成管道堵塞的问题；

3、本实用新型能够通过尾气对准备炭化的生物质燃料进行烘干，这样能够保证生物质燃料脱焦过程中产生的水分以及木醋液更少，从而在炭化时产生更优质更纯的木焦油，便于木焦油的充分燃烧，同时也解决了现有技术中存在的木醋液难于收集而污染水体和木焦油的问题；

4、本实用新型中，第一炭化炉和第二炭化炉轮流炭化，以达到炭生产和供热的持续性，大大提高了炭化炉的工作效率；

5、本实用新型通过在第二燃烧室内进行炭化，避免在炭化炉内进行炭化，存在耗能低、成炭率高以及造价较低的优点，且易于推广。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例1所述的生物质成炭燃烧机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2所述的生物质成炭燃烧机的结构示意图；

图3是本实用新型实施例2中所述的第二燃烧室的右视图；

图4是本实用新型所述的净化器的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一

如附图1所示，一种生物质成炭燃烧机，包括有对称设置的第一炭化炉1-1和第二炭化炉1-2，净化器3内腔通过第一管道2-1与第一炭化炉1-1内腔上部连通并通过第八管道2-8与第二炭化炉内腔上部连通，且通过第二管道2-2连通有用于燃烧木煤气的第一燃烧室4-1；第一燃烧室4-1内上部依次通过第四管道2-4和第九管道2-9而与第二炭化炉1-2内腔下部连通，以及依次通过第四管道2-4和第六管道2-6与第一炭化炉1-1内腔下部连通；第一炭化炉1-1内上部还通过第三管道2-3连通有用于清除尾气灰尘和水分的第一除尘装置5-1，该第一除尘装置5-1还通过第十管道2-10与第二炭化炉1-2内腔上部连通。

实施例一所述的第一炭化炉和第二炭化炉均为回转炭化炉，回转炭化炉内结构为现有技术。装载生物质燃料时，一般将生物质燃料装入铁篮后用行车吊入第一炭化炉和第二炭化炉内。

净化器3内设置的第一隔板3-1和第二隔板3-2将其分隔成上水室3-3、冷凝室3-4和下水室3-5，冷凝室3-4分别与第一管道2-1、第八管道2-8连通，下水室3-5通过第二管道2-2连通第一燃烧室4-1；冷凝室3-4内设置有多根冷凝管3-6且冷凝管3-6上端与上水室3-3相连通而冷凝管3-6下端与下水室3-5相连通；净化器外还设置有水泵3-7，水泵3-7通过第七管道2-7连通上水室3-3和下水室3-5。

第一燃烧室4-1内设置有二次燃烧管7、与二次燃烧管7一端连通的第一燃烧盘8-1以及一次燃烧管2-5，二次燃烧管7另一端还与置入燃烧室内的第二管道2-2一端连通，一次燃烧管2-5的一端置入二次燃烧管7另一端部内而另一端与设置在第一燃烧室4-1外的辅助燃烧机9的燃烧口连通。

第一燃烧室4-1外还设置有第一供氧管道10-1、第二供氧管道10-2、第三供氧管道10-3、第四供氧管道和第二引风机11-2，第一供氧管道10-1一端置入第一燃烧盘8-1内，第二供氧管道10-2一端与第一炭化炉1-1内腔下部连通，第三供氧管道10-3与第二炭化炉1-2内腔下部连通，第一供氧管道10-1另一端、第二供氧管道10-2另一端和第三供氧管道10-3另一端均通过第二引风机11-2与第四管道连通，第四管道连通供氧源；第一供氧管道10-1设置有第二阀门6-2，第二供氧管道10-2上设置有第四阀门6-4，第三供氧管道10-3上设置有第五阀门6-5。

第一管道2-1上设置有第一阀门6-1，第三管道2-3上设置有第三阀门6-3，第六管道2-6上设置有第六阀门6-6，第八管道2-8上设置有第八阀门6-8，第九管道2-9上设置有第九阀门6-9，第十管道2-10上设置有第十阀门6-10，第十二管道2-12上设置有第十二阀门6-12，第十三管道2-13上设置有第十三阀门6-13。

参照图4，净化器3中下部呈圆筒型，其上部还设置有成圆锥状的风冷盖3-8，风冷盖顶部的风冷口上设置有第一引风机11-1。

第四管道2-4上设置有第三引风机11-3和温控仪12，温控仪12的探头置于第四管道2-4内，温控仪与第三引风机通信连接。

本实施例所述的成炭燃烧机的工作过程：

S1.炭化：将生物质材料装入第一炭化炉1-1和第二炭化炉1-2，首先，第一炭化炉1-1进行炭化；炭化时，关闭第一炭化炉1-1内的烘干阀门，由上点火下行气，不需要外加热；生物质燃料炭化时，靠自身炭化时产生300度至500度高温，由上往下逐层炭化；

S2.关闭第三阀门6-3、第六阀门6-6、第五阀门6-5和第八阀门6-8，其余阀门处于开启状态；

S3.一次除焦：第一炭化炉1-1进行炭化产生的木煤气通过第一管道6-1进入净化器3，由于净化器3的风冷和水冷作用，木煤气中大部分木焦油颗粒经过冷凝管3-6时便液化附着在冷凝管3-6上并自动流动到冷凝室3-3底部；

S4.二次除焦：经过除焦后的木煤气去除了大部分的木焦油颗粒，而当经过一次除焦后的木煤气再通过第二管道2-2到达二次燃烧管道7时，开启辅助燃烧机9，此时经过一次除焦后的木煤气在一次燃烧管道的端口上进行一次燃烧，木煤气中包含的少量木焦油在高温下裂解燃烧；

S5.三次除焦：当经过二次除焦后的木煤气流经二次燃烧管道7顶部并进入第一燃烧盘8-1时，木煤气再次在入第一燃烧盘8-1进行二次燃烧，由于第一燃烧盘8-1与第一供氧管道10-1连通，因此二次燃烧也是富氧燃烧，木煤气能得到充分氧化燃烧以及木煤气内混合的少量的木焦油此时能完全裂解燃烧；木煤气经过富氧充分燃烧后产生尾气以及携带的大量热能，该尾气通过第四管道2-4和第九管道2-9进入第二炭化炉1-2内部并对第二炭化炉1-2的生物质材料进行烘干处理，最后烘干后的尾气经过第一除尘装置5-1除尘后排出。

S5. 第一炭化炉1-1内炭化完毕后，重新装入生物质材料，同时开启第二炭化炉1-2进行炭化。

实施例二

如附图2所示， 一种生物质成炭燃烧机，包括有对称设置的第一炭化炉1-1和第二炭化炉1-2， 净化器3内腔通过第一管道2-1与第一炭化炉1-1内腔上部连通并通过第八管道2-8与第二炭化炉1-2内腔上部连通，且通过第十一管道2-11联通有用于清除尾气灰尘和水分的第二除尘装置5-2；第一炭化炉1-1和第二炭化炉1-2之间设有用于燃烧木煤气的第二燃烧室4-2，第一炭化炉1-1下部和第二炭化炉1-2下部均通过一调频进料装置13-5与该第二燃烧室4-2内下部连通，第二燃烧室4-2上部出气口通过第十二管道2-12与第一炭化炉1-2内腔中下部连通并通过第十三管道2-13与第二炭化炉1-2内腔中下部连通，该第二燃烧室4-2上部出气口处还设有第五引风机11-5。

净化器3内设置的第一隔板3-1和第二隔板3-2将其分隔成上水室3-3、冷凝室3-4和下水室3-5，冷凝室3-4分别与第一管道2-1、第八管道2-8连通，下水室连通通过第十一管道2-11与第二除尘装置5-2连通；冷凝室3-4内设置有多根冷凝管3-6且冷凝管3-6上端与上水室3-3相连通而冷凝管3-4下端与下水室3-5相连通；净化器3外还设置有水泵3-7，水泵3-7通过第七管道2-7连通上水室3-3和下水室3-4。

第二燃烧室4-2内设置有呈伞状的燃烧管13、设置在燃烧管13顶部的第二燃烧盘8-2、设置在燃烧管8-2内下方的双链排传送装置13-1以及位于双链排传送装置13-1下方的输送喷淋装置13-2；双链排传送装置13-1包括上下平行设置且位于同一平面内的上传送装置13-1-1以及下传送装置13-1-2，输送喷淋装置13-2位于下传送装置13-1-2一端部下方且与下传送装置13-1-2垂直布置，输送喷淋装置13-2一侧设置有的喷淋管道，靠近输送喷淋装置13-2一端部的第二燃烧室4-2侧壁上还设置有出料关风机13-3。

调频进料装置13-5一端置入第一炭化炉1-1内部和第二炭化炉1-2内部，另一端通过安装在第二燃烧室4-2上的进料关风机13-4而与第二燃烧室4-2内部连通。

第二燃烧室4-2外设置有第五供氧管道10-5、第六供氧管道10-6、第七供氧管道以及第四引风机11-4，第五供氧管道10-5的一端置入燃烧管下方并位于双链排传送装置13-1上方，第六供氧管道10-6的一端置于双链排传送装置13-1的外传送带上，第五供氧管道10-5另一端和第六供氧管道10-6另一端均通过第四引风机11-4与第七供氧管道连通，第七供氧管道连通供氧源；第五供氧管道10-5上设置有第七阀门6-7，第六供氧管道10-6上设置有第十一阀门6-11。

第一管道2-1上设置有第一阀门6-1，第三管道2-3上设置有第三阀门6-3，第六管道2-6上设置有第六阀门6-6，第八管道2-8上设置有第八阀门6-8，第九管道2-9上设置有第九阀门6-9，第十管道2-10上设置有第十阀门6-10，第十二管道2-12上设置有第十二阀门6-12，第十三管道2-13上设置有第十三阀门6-13。

参照图4，净化器3中下部呈圆筒型，其上部还设置有成圆锥状的风冷盖3-8，风冷盖顶部的风冷口上设置有第一引风机11-1。

相对于实施例一，本实施例中，第二燃烧室内对生物质燃料进行炭化，避免了实施例一中的回转炭化炉炭化的方式。对于密度较大的成型压缩的生物质燃料，由于其炭化时间较长，则采用轮流烘干、取炭的工作方式，而对于诸如边角料粉末木块、秸秆粗粉碎料等密度小的生物质燃料，则采用一侧内烘干、另一侧连续炭化的工作方式，因此相对于实施例一所述的生物质成炭燃烧机，本实施例所述的生物质成炭燃烧机对生物质燃料具有广泛适用性的优点。

本实施例所述的成炭燃烧机的工作过程：

S1.将生物质材料装入第一炭化炉1-1和第二炭化炉1-2，并关闭第三阀门6-1和第十二阀门6-12，其余阀门处于开启状态；

S2.炭化：储存在第一炭化炉内且呈颗粒状的生物质燃料进入调频进料装置13-2内，并由调频进料装置13-2将颗粒状的生物质燃料成型为呈块状或其它形状的生物质燃料以及将生物质燃料传送至双链排传送装置13-1上，此时，处于双链排传送装置13-1上的生物质燃料进行炭化，一次炭化过程中，由于第五供氧管道10-5与燃烧室内连通，因此开启或关闭第七阀门，可以有效控制第二燃烧室内的生物质燃料的炭化程度，同时，调频电机能够控制往复式的双链排传送装置13-1上的生物质燃料的炭化程度，炭化好的炭块由上传送装置13-1-1传送至下传送装置13-1-2，并进一步地传送至送出至输送喷淋装置13-2上，输送喷淋装置13-2上的喷淋管喷水熄灭木炭，并通过出料关风机13-3排出第二燃烧室4-2；

S3.一次燃烧：炭化过程中产生的木煤气以及不完全燃烧的木焦油等其他物质经过第二燃烧盘8-2时，进行一次燃烧，由于第二燃烧盘8-2与第六供氧管道10-6连通，来自于第六供氧管道10-6的氧气促使一次燃烧为富氧燃烧，燃烧后会产生尾气以及大量的热能，并进入第二炭化炉；

S4.烘干：经过一次燃烧后产生的尾气以及大量的热能进入第二炭化炉后，能够对第二炭化炉内的生物质燃料进行炭化前的烘干，减少或去除生物质燃料中的水分以及能够保证生物质燃料脱焦过程中产生的水分以及木醋液更少，从而在炭化时产生更优质更纯的木焦油，便于木焦油的充分燃烧，同时也解决了现有技术中存在的木醋液难于收集而污染水体和木焦油的问题，尾气经过第二炭化炉内腔上部的第八管道2-8；

S5.净化去焦：木煤气一次燃烧后，其内包含的木焦油绝大部分会进行裂解燃烧，剩余的少量的木焦油以及尾气进入第二炭化炉并通过第八管道2-8进入净化器3内，由于净化器3的风冷和水冷作用，少量木焦油颗粒经过冷凝管3-6时便液化附着在冷凝管3-6上并自动流动到冷凝室3-3底部，此时尾气中含有木焦油颗粒微乎其微；

S6.经过净化器3净化后的一次燃烧尾气便进入第十一管道2-11，由第十一管道2-11进入第二除尘器5-2，此时尾气已经达到国家安全排放标准，由第二除尘器通过管道排出；

S7.第一炭化炉1-1内炭化完毕后，重新装入生物质材料，同时开启第二炭化炉1-2进行炭化。