碳化无烟锅炉的制作方法

技术领域：

涉及碳化理论，就是干馏。干馏是固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应过程。干馏的结果是生成各种气体.蒸气以及固体残渣。气体与蒸气的混合物经冷却后被分解成气体和液体。干馏是人类很早就熟悉和采用的一种生产过程，如干馏木材制木炭，同时得到木精(甲醇)，木醋酸等。秸秆碳化原理是从木材干馏原理转化过来的。

干馏：干馏是一个复杂的化学工程，包括脱水.热解.脱氢.热缩合.焦化等反应。不同物质的干馏过程虽各有差别，但一般均可分为三个阶段：一，脱水分解：干馏操作初期，温度相对较低，有机物首先脱水，随着温度升高，逐渐分解产生低分子挥发物。

二，热解：随着干馏温度的继续升高，有机物中的大分子发生键的断裂，即发生热解，得到液体有机物(包括焦油)。这些干馏产物随干馏物质而异，如干馏糠壳可得糠醛，干馏油页岩可得页岩油和一些杂环化合物。

三，综合和碳化：当温度进一步提高时，随着水和有机物蒸气的析出，剩余物质受热缩合成胶体。同时，析出的挥发物逐渐减少，胶体逐渐固体和碳化。随着温度升高.加热时间延长，所生成的固体产物中的碳含量逐渐增多，氢.氧.氮和硫等元素含量逐渐减少。

碳化流程：秸秆(煤)原料在干馏釜中隔绝空气的状态下进行分解，并进一步加工其初级液体产品的化学工艺过程。秸秆(煤)的热解是一个重要组成部分。按加热方式可分为外热式和内热式两类。外热式干馏是从外部加热，热量通过釜壁传入釜内使木材(煤)升温热解，一般用于小型干馏设备，内热式干馏是将载热介质直接送入釜内加热秸秆(煤)，多用于半连接式和连续式设备。在此我们设计的是外加热连续式。干馏时的馏出物经冷凝后，可得到粗木醋液和不凝性的气体产物(煤气)，残留釜中的是炭。粗木醋液澄清时，上层为澄清木醋液，下层为沉淀木焦油。澄清木醋液中含酸类(主要是醋酸).醇酸(主要是甲醇).酯类.酮类.醛类.呋喃化合物和碳水化合物等，蒸馏时得到的釜残液即为溶解木焦油。原料中的乙酰基是醋酸的主要来源，而甲醇则来自甲氧基。应阔叶材由于比针叶材含有更多的乙酰基和甲氧基。因此常被用作生产醋酸和甲醇的主要原料。由此得到的醋酸用于制造醋酸纤维.醋酸酯等，甲醇用于制造甲醛等，溶剂用于油漆.纺织等工业部门。木焦油抗聚剂可用于合成橡胶工业。杂酚油经加工后可得木馏油和工业杂酚，用于医药和有机合成工业，轻油可作选矿用复选起泡剂。木沥青可用于制造铸造用型芯粘结剂和沥青漆等。煤气的主要成分是一氧化碳.二氧化碳.甲烷.乙烯和氢气等，可作燃料。

背景技术：
：从有人类那天起，燃烧物就是污染的源头，煤，是工农业的重要燃料，也是污染的重中之重的污染源，为了减少污染，好多人玩起了文字游戏，这个无烟，那个无烟的，特别是，有人说是无烟煤，其实，地球上，就没有无烟煤这一说，其指实质都是产生了烟尘，用不同的方法排放，比如，阶段排放，脱硫排放(二次污染)等等，为了热量，没有办法，只能燃烧；然而，近年来，农作物秸秆成为农村面临污染的新源头。每年夏收和秋冬之际，总有大量的小麦.稻草.玉米等秸秆在田间焚烧，产生了大量浓重的烟雾，不仅成为农村环境保护的瓶颈问题，甚至成为殃及城市环境的罪魁祸首。据有关统计，我国作为农业大国，每年可生成7亿多吨秸秆，成为“用处不大”但必须处理掉“废弃物”。在此情况下，完全由农民来处理，如果秸秆还田要会影响作物的生长：如果焚烧就向大气中排放大量的二氧化碳气体，并产生浓重的烟雾，影响交通造成重大事故。2015年11月25日，从国家发展改革委获悉，发展改革为.财政部.农业部.环境保护部联合发出通知，要求各地进一步加强秸秆综合利用与焚烧工作，力争到2020年全国秸秆综合利用率达到85％以上。对于秸秆禁烧，四部委要求各地强化卫星遥感.无人机等应用，提高秸秆焚烧火点监测的效率和水平：健全秸秆资源评估.综合利用和焚烧监测的统计.建立考核方法和奖惩机制。对此，我们精心设计并试制了无排放秸秆碳化锅炉装置。

技术实现要素：
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锅炉，顾名思义是由锅和炉二部分组成的，但是，碳化无烟锅炉是由三部分组成的，一部分是炉，在碳化无烟锅炉的最下面，是用耐火材料做成的，第二部分是碳化无烟锅炉的锅，在中间，是用钢板焊接成的，第三部分是碳化无烟锅炉的烟道分配器，在最上面，也是用钢板焊接成的，

焦化厂的炼焦炉是由燃烧室和碳化室二部分组成的，但是燃烧室永远是燃烧室，碳化室永远是碳化室，二则是不能互换的。我就是利用了焦化厂的炼焦炉做为碳化无烟锅炉里的炉，并且燃烧室和碳化室是可以互换的，也就是说，碳化无烟锅炉里面的炉，是由燃烧室和碳化室二部分组成的，由二个独立的烟道，各走各的烟道，烟道是绝对不能向通的，如果是碳化室的时候，也是绝对密封的个体。

这样一来，装进去的是煤(秸秆颗粒)，经过碳化以后，在直接燃烧，由于碳化以后的煤或者秸秆，就是纯碳了，并且是1000多度的红碳，此时燃烧，产生的二氧化碳，也是纯洁的二氧化碳，可以制成干冰，用做工业，农业生产上，经过碳化的煤，或者秸秆，可以产生焦油，木醋液一氧化碳等可燃气体更是工业农业的好的化工原理

附图说明

图1是碳化无烟锅炉总体结构图

图2是碳化无烟锅炉里面炉的主视图

图3是碳化无烟锅炉里面炉的俯视图

图4是碳化无烟锅炉里面锅的主视图

图5是碳化无烟锅炉里面锅的俯视图

图6是碳化无烟锅炉里面烟道分配器的主视图

图7是碳化无烟锅炉里面烟道分配器的俯视图

图8是碳化无烟锅炉里面烟道分配器里面的主要零部件的主视图

图9是碳化无烟锅炉里面烟道分配器里面的主要零部件的俯视图

图中：1是炉，2是锅，3是烟道分配器，4是炉门，5是冷却区，6是碳化室和燃烧室(此图有8个室，分别是(1)(3)(5)(7)(2)(4)(6)(8))7是耐火材料(可以是钢板)8是烟道，9是锅里面的水，10是单数排慌煤气口，11是单数排慌煤气口的开关，12是单数排二氧化碳开关，13是单数排二氧化碳口，14是双数排二氧化碳开关，15是双数排二氧化碳口，16是双数排慌煤气口，17是双数排慌煤气开关，18是单数烟道，19是双数烟道

具体实施方式：

首先，碳化无烟锅炉设计有8个室(可以设计更多的室，但是，必须是双数，炉与炉之间的最大距离不能超过500毫米，超过500毫米，不利于碳化)把所有的室命名为单数室和双数室，分别有(1)，(3)，(5)，(7)......室；(2)，(4)，(6)，(8)......室。

第一次循环：

首先选定单数室是碳化室，将(1)，(3)，(5)，(7)的上炉门打开，将燃料全部装进去，碳化室装满燃料，然后，将上下炉门全部关闭，密封状态，上面排二氧化碳阀门也关闭，打开排慌煤气口，使排慌煤气口与冷凝式气水分离器链接；因为是首次点火，将(2)，(4)，(6)，(8)的上炉门打开，将任意燃料装进去，然后关闭上炉门，打开下炉门，上面排二氧化碳口打开，排慌煤气口关闭，从(2)，(4)，(6)，(8)的下炉门点燃燃料，因为是首次点火，上面排的二氧化碳口是直接排到大气中的，是有烟尘的，经过数小时的燃烧，(1)，(3)，(5)，(7)的碳化室里面的燃料，已经碳化好了，锅里的水也加热了。

第二次循环：

将双数的炉门打开，快速的清理灰渣(实际很少)迅速将燃料装进去，并且是装满燃料，然后，将上下炉门全部关闭，密封状态，上面排二氧化碳阀门也关闭，打开排慌煤气口，使排慌煤气口与冷凝式气水分离器链接；将(1)，(3)，(5)，(7)的下炉门打开，上面排二氧化碳口打开，排二氧化碳口直接和干冰机链接，排慌煤气口关闭，此时，(1)，(3)，(5)，(7)的室里的燃料，是已经碳化好的纯碳，并且是1000多度的红碳，在下炉门打开以后，氧气就进去了，就可以迅速燃烧，燃烧产生的二氧化碳是纯洁的，所以可以直接与干冰机链接，制成干冰。

因为相邻的碳化室的的燃料，被加热到600------1000度，是在密封缺氧的环境中，完全碳化高温情况下产生的，所有的烟气都是还原成各种可燃气体，木醋液，木焦油，煤焦油被回收起来，所以，单数室，在二次供氧燃烧的情况下，是没有任何排放的，如此往复循环，完全实现了燃料无公害处理的可行性研究的目的。

下面，就以秸秆做燃料，做一下可行性研究：

多少年来，人类就开始了对替代能源的开发和研究工作。另外，世界在工业文明发展的同时，也带来了严峻的环境问题。为了解决这些问题，我经过28年的潜心研究，利用无氧全过程封闭的碳化新工艺很好地解决了植物秸秆的碳化问题。即解决了秸秆的开发利用，也解决了空气的污染。并在辽宁省，铁岭市进行了试验。秸秆碳化项目投资小、见效快、价值高，零污染非常便于推广。

植物秸秆碳化的工艺及产品用途广泛。秸秆碳化的原料很多，如植物果实的皮和核、锯末、树枝、稻壳、竹屑、花生皮、葵花籽壳、糠醛渣、酒渣、甘蔗渣、玉米芯、椰子壳、咖啡渣以及南、北方农作物秸秆粉碎后，经成型机高温、高压、塑化成型为机制碳半成品原料。木材的边角料、树木的根、枝条、竹子和竹产品生产的下脚料、回收产品等都可以进行碳化的工艺流程：

秸秆碳化是采用催化剂的方法，在无氧条件下全过程封闭的碳化新工艺，这种工艺时间短，只需要10小时，能耗低，零污染，高效。其基本工艺流程具有十分广阔的发展前景和巨大的经济效益和社会效益。