一种两段式生物质连续热解装置及其方法与流程

本发明属于生物质能热转化利用技术领域，具体涉及一种两段式生物质连续热解装置及其方法。

背景技术：

随着世界经济的高速发展，能源消耗不断增加，传统化石能源日益枯竭，可再生能源的开发受到国内外的重视，成为世界各国的重要研究方向。生物质因其是唯一可再生的含碳资源并可以通过热化学或生物化学手段转化为高品质燃料和化学品而受到了广泛关注。

生物质常用的炭化方法为低温热解炭化和高温热解炭化，低温热解炭化也称烘焙，是指在低温、缺氧（或无氧）和较低加热速率的条件下对生物质进行热化学处理，从而获得含水率低、热值与能量密度高、便于运输，贮存和加工的高品质燃料；高温热解炭化可以将生物质通过环境友好、成本低廉的方式转化为生物炭、生物油和生物气，然而无论使用低温热解炭化或高温热解炭化方法，现有技术与设备都需要对生物质进行干燥、成型等预处理，其工艺繁琐，因此现有技术需要进一步的改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使用方便、节能环保、原料适应性强的两段式生物质连续热解装置及其方法。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种两段式生物质连续热解装置，包括热解装置，该热解装置包括滚筒、进料口和出料口，所述的滚筒内壁均匀铺设保温层，滚筒分为低温段和高温段，低温段的保温层内套设第一圆筒，高温段的保温层内设生物质通道，生物质通道是由数个烟气小管围合成的圆形通道，烟气小管的一端由固定板固定，固定板与保温层的内侧壁连接，固定板上设有供烟气小管通入高温烟气的高温烟气进口，第一圆筒的一端伸入生物质通道内，第一圆筒的另一端与进料口连通，生物质通道连通出料口，滚筒两端分别通过回转窑密封板与进料口和出料口连接，滚筒中部还套设齿圈，齿圈下设有与其配合使用的齿轮，齿轮的转轴连接电机；

进一步的，所述的进料口连通第一管道，第一管道内设进料绞龙，第一管道上还连通进料漏斗，第一圆筒通过第二管道连通除尘装置，出料口连通第三管道，第三管道通过第四管道连通生物质炭存储装置，第四管道上设有冷凝器，第三管道通过第五管道连通燃气热风炉，第三管道外还套设第六管道，第六管道一端连通烟气小管的高温烟气进口，第六管道的另一端通过第七管道连通燃气热风炉，第七管道通过第八管道与第二管道连通。

进一步的，所述的第一圆筒内设有第一热电偶，第一热电偶与高温段相邻，第七管道上设有第二热电偶，第二热电偶与高温烟气进口相邻。

进一步的，所述的第二管道上设有第一引风机，第五管道上设有第二引风机，第七管道上设有第三引风机，第一引风机的吸风量大于第二引风机的吸风量，第三引风机的吸风量大于第一引风机的吸风量，所述的生物质通道内设有无线温度传感器，无线温度传感器与第一圆筒相邻。

进一步的，所述的滚筒两侧分别套设辊圈，辊圈下设有配合其使用的托辊。

进一步的，所述的第一圆筒内均匀铺设抄板。

进一步的，所述的滚筒倾斜设置，进料口与地面的高度大于出料口与地面的高度。

一种使用所述的两段式生物质连续热解装置的方法，其特征在于，由以下步骤组成：

（1）打开电机，滚筒开始转动，将生物质放入进料漏斗并通过进料绞龙进入第一圆筒中，燃气热风炉将高温烟气自第七管道通入烟气小管中；

（2）低温段：烟气小管中的高温烟气通入第一圆筒，第一圆筒内生物质被高温烟气烘干，烘干后的生物质进入生物质通道；

（3）高温段：烟气小管被高温烟气加热，烘干后的生物质与烟气小管接触发生热解反应并产生生物质炭和生物质气；

（4）低温段中第一圆筒内的高温烟气由第一引风机抽入除尘装置，高温段中生物质通道内的生物质气由第二引风机抽入燃气热风炉燃烧，无线温度传感器检测到温度大于160℃时，减小第二引风机吸风量；

（5）开启第一热电偶和第二热电偶，第一热电偶和第二热电偶检测低温段和高温段内烟气温度过高时，降低燃气热风炉通入烟气小管的高温烟气温度，第一热电偶和第二热电偶检测低温段和高温段内烟气温度过低时，增大燃气热风炉通入烟气小管的高温烟气温度，同时进入第二管道的混合烟气一部分通过第八管道与第七管道中的高温烟气混合进入烟气小管内。

本发明可以充分利用燃料燃烧产生的高温烟气的热量，节省能源。在低温段中，从烟气小管中出来的高温烟气进入第一圆筒中可以直接与第一圆筒中的生物质进行热质交换，第一圆筒中的生物质的水分蒸发，进入第二管道中排出，完成低温段中生物质的干燥，已经被烘干的生物质进入高温段中，由于高温段采用旋转列管技术，燃气热风炉中出来的高温烟气通过烟气小管，烟气小管与高温段内的生物质接触发生热解反应，在高温段中的生物质发生热解反应，实现生物质气、炭的联产，在高温段热解后的生物质气可进入燃气热风炉的炉膛作为燃料使用，实现了能源的循环利用，该发明低温段和高温段均为可旋转部分，可使各阶段换热均匀，采用间接换热的形式，温度易于控制，防止因局部温度过高而发生燃烧现象，并且，高温段中生物质的热解过程，生物质不与高温烟气直接接触，可以使高温烟气的热量被充分利用，还使用除尘装置，可以使最终排放的高温烟气无毒无害，而且高温段的热解温度不会过高，提高了保证生物质炭的品质。

附图说明

图1本发明的结构示意图；

图2为图1中a的局部放大图；

图3为第一热电偶与第一圆筒的位置关系图；

图4为高温段中第一圆筒与生物质通道的位置关系图；

图5为低温段中第一圆筒与抄板的位置关系图。

具体实施方式

如图1-5所示的一种两段式生物质连续热解装置，包括热解装置，该热解装置包括滚筒1、进料口2和出料口3，所述的滚筒1内壁均匀铺设保温层4，保温层4由复合硅酸盐保温涂料制作而成，滚筒1分为低温段101和高温段102，低温段101的保温层4内套设第一圆筒5，高温段102的保温层4内设生物质通道6，生物质通道6是由数个烟气小管601围合成的圆形通道，烟气小管601的一端由固定板602固定，固定板602与保温层4的内侧壁连接，固定板602上设有供烟气小管601通入高温烟气的高温烟气进口6011，第一圆筒5的一端伸入生物质通道6内，第一圆筒5的另一端与进料口2连通，生物质通道6连通出料口3，滚筒1两端分别通过回转窑密封板与进料口2和出料口3连接，滚筒1中部还套设齿圈7，齿圈7下设有与其配合使用的齿轮，齿轮的转轴连接电机8；

所述的进料口2连通第一管道9，第一管道9内设进料绞龙10，第一管道9上还连通进料漏斗11，第一圆筒5通过第二管道12连通除尘装置13，所述的除尘装置13为除尘器，出料口3连通第三管道14，第三管道14通过第四管道15连通生物质炭存储装置16，第四管道15上设有冷凝器17，第三管道14通过第五管道18连通燃气热风炉19，第三管道14外还套设第六管道20，第六管道20一端连通烟气小管601的高温烟气进口6011，第六管道20的另一端通过第七管道21连通燃气热风炉19，第七管道21通过第八管道22与第二管道12连通，所述的第一圆筒5内设有第一热电偶23，第一热电偶23与高温段102相邻，第七管道21上设有第二热电偶24，第二热电偶24与高温烟气进口6011相邻，所述的第二管道12上设有第一引风机25，第五管道18上设有第二引风机26，第七管道21上设有第三引风机27，第一引风机25的吸风量大于第二引风机26的吸风量，第三引风机27的吸风量大于第一引风机25的吸风量，所述的生物质通道6内设有无线温度传感器28，无线温度传感器28与第一圆筒5一侧相邻，所述的滚筒1两侧分别套设辊圈29，辊圈29下设有配合其使用的托辊30，所述的第一圆筒5内均匀铺设抄板31，所述的滚筒1倾斜设置，进料口2与地面的高度大于出料口3与地面的高度。

使用所述的两段式生物质连续热解装置的方法，由以下步骤组成：

（1）打开电机，滚筒1开始转动，将生物质放入进料漏斗11并通过进料绞龙10进入第一圆筒中，燃气热风炉19将高温烟气自第七管道21通入烟气小管601中；

（2）低温段101：烟气小管601中的高温烟气通入第一圆筒5，第一圆筒5内生物质被高温烟气烘干，烘干后的生物质进入生物质通道6；

（3）高温段102：烟气小管601被高温烟气加热，烘干后的生物质与烟气小管601接触发生热解反应并产生生物质炭和生物质气；；

（4）低温段101中第一圆筒5内的高温烟气由第一引风机25抽入除尘装置13，高温段102中生物质通道6内的生物质气由第二引风机26抽入燃气热风炉19燃烧，无线温度传感器28检测到温度大于160℃时，减小第二引风机26吸风量；

（5）开启第一热电偶23和第二热电偶24，第一热电偶23和第二热电偶24检测低温段101和高温段102内烟气温度过高时，降低燃气热风炉19通入烟气小管601的高温烟气温度，第一热电偶23和第二热电偶24检测低温段101和高温段102内烟气温度过低时，增大燃气热风炉19通入烟气小管601的高温烟气温度，同时进入第二管道12的混合烟气一部分通过第八管道22与第七管道21中的高温烟气混合进入烟气小管601内。