一种带供气功能的生物质热解送炭装置的制作方法

本发明属于一种生物质热解装置，适用于生物质热解反应，属于农林废弃物资源化利用及生物质热化学转换技术领域。

背景技术：

生物质热解是指生物质受热后分子裂解生成生物炭、可冷凝液体和可燃气体的过程。生物炭热值高、易储存、易运输，广泛应用于能源、冶金、化工、医药、环保等领域；可冷凝液体能分离出木醋液和木焦油两种天然的农用化学品替代物，广泛应用于现代生态农业中；可燃气体主要包含co、h2、ch4及co2等组分，是一种清洁的可再生能源，可用于农村地区的集中供气、供暖或发电等。因此，生物质热解技术具有极好的经济性和社会效益。

传统生物质热解生产生物炭的工艺中存在两个主要问题，一是生物质热解效率低，为了克服这个问题，可以向热解反应器内通入少量空气，从而发生生物质限氧热解反应，实现炭、气、液的联产。但目前生产中，通入空气的方式多从热解反应器的外壁进入，所以，只有通入空气的一层区域会形成燃烧层，其热量逐渐向其他区域传导辐射，多数热解反应炉体均比较高，燃烧层的热量从底层向高层的传导效率就会很低（见图1）。二是生物炭容易堵塞在热解反应器中，造成出炭困难，降低了生产效率。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种合理的技术解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种带供气功能的生物质热解送炭装置,在热解反应器中心位置安装一根搅拌杆,搅拌杆上安装倾斜式螺旋叶片。出炭时,电机带动搅拌杆转动,搅拌叶片对生物炭产生向下的推力,从而实现顺利出炭的目的。同时，该搅拌杆中空且有多个出气孔，空气自搅拌杆底部通入，以搅拌杆为圆心形成一个圆柱形燃烧层，在热解反应器中由内及外传递辐射热量，从而极大提高热解效率。本发明可以同时解决热解效率低和出炭易堵塞两个难题，能显著提高生物质热解制炭生产效率。

本发明的技术原理：

一种带供气功能的生物质热解送炭装置，主要由电机、搅拌杆、搅拌叶片、出气孔、轴承、固定支架、进气管、炉膛气出口阀门和风机组成。当生物质受热时，少量空气从搅拌杆的出气孔进入热解反应器内，热的生物质与氧气接触发生限氧热解反应，在反应器的中心处形成燃烧层，其外一层是热解层，最外层是干燥层（见图2）；同时，炉膛内的燃烧器也在燃烧供热，其热量由反应器外壁向内部传递。在这两种供热方式下，生物质可以被快速的升温，从而提高热解效率。生物炭生成后会收缩并轻微变形，部分焦油也会吸附在生物炭上，造成生物炭的粘连，从而堵塞在热解反应器内，无法依靠自重沉降到储炭料斗内。倾斜式的搅拌叶片转动时，可以对生物炭产生向下的推力，从而将生物炭从热解反应器内推送出去。

本发明的技术方案：

一种带供气功能的生物质热解送炭装置，电机(1)固定在储料斗(4)的顶部,电机的转轴与搅拌杆(9)上端联接,搅拌杆内部中空并均匀分布多个出气孔(11)和多个搅拌叶片(10),其下端固定在轴承(14)内。所述轴承安装在固定支架(13)上,固定支架与热解反应器（8）内壁相连接。风机（18）通过进气管（17）与搅拌杆内部连通，炉膛气出口阀门（19）将炉膛（7）和风机（18）连通。

所述热解反应器在炉膛（7）中心，上端与储料斗（4）相连，下端与储炭料斗（15）相连。

所述储料斗一侧通过进料阀门（3）与进料口（2）相连通，可燃气出口（21）固定在储料斗（4）的另一侧。

所述储炭料斗底部安装有出炭阀门（16）。

所述炉膛（7）的底部安装有环形燃烧器（12），环形燃烧器与燃气进口（20）相连接。炉膛的外层分别是耐火层（6）和保温层（5）。

本发明所具有的有益效果：

本发明通过在送炭装置的搅拌杆中通入空气，使得该装置既具有将生物炭输送出热解反应器的功能，同时具有向热解反应器中心处供气供能，实现由内及外的热量传导方式，提高了生物质热解效率。

附图说明

图1是传统热解反应器热传导图。

图2是本发明的反应器热传导俯视图。

图3是本发明的装置主视图。

图4是本发明的装置a-a向视图。

图中：1-电机、2-进料口、3-进料阀门、4-储料斗、5-保温层、6-耐火层、7-炉膛、8-热解反应器、9-搅拌杆、10-搅拌叶片、11-出气孔、12-环形燃烧器、13-固定支架、14-轴承、15-储炭料斗、16-出炭阀门、17-进气管、18-风机、19-炉膛气出口阀门、20-燃气进口、21-可燃气出口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

实施例一：

如图3和图4所示，本发明提供了一种带供气功能的生物质热解送炭装置。生物质热解反应前，首先关闭出炭阀门（16），打开进料阀门（3），生物质原料从进料口（2）进入储料斗（4）后落进热解反应器（8）内，装满生物质原料后关闭进料阀门（3）。将燃气通入燃气进口（20），在环形燃烧器（12）处燃烧，从而对热解反应器外壁进行加热，热量由外及内在生物质原料内传递；打开炉膛气出口阀门(19)和风机(18),炉膛内的热风通过进气管(17)后进入搅拌杆(9)的中空腔内，从出气孔（11）溢出至热解反应器（8）内，生物质原料在反应器的中心处形成燃烧层，由内及外传递热量。热解反应过程中，生物质原料产生的烟气从可燃气出口（21）排出，经冷却、分离、净化后可作为清洁燃气供燃烧使用。热解反应结束后，生物质原料转化生成生物炭，打开出炭阀门（16），启动电机（1），电机带动搅拌杆（9）缓慢转动，倾斜的搅拌叶片向下推动生物炭，使其顺利被输送出热解反应器。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
一种带供气功能的生物质热解送炭装置，属于农林废弃物资源化利用及生物质热化学转换技术领域，主要由电机、搅拌杆、搅拌叶片、出气孔、轴承、固定支架、进气管、炉膛气出口阀门和风机组成。本发明提供的生物质热解送炭装置,其在热解反应器中心位置安装一根搅拌杆,搅拌杆上安装倾斜式螺旋叶片，出炭时,电机带动搅拌杆转动,搅拌叶片对生物炭产生向下的推力,从而实现顺利出炭的目的。同时，该搅拌杆中空且有多个出气孔，空气自搅拌杆底部通入，以搅拌杆为圆心形成一个圆柱形燃烧层，在热解反应器中由内及外传递辐射热量，从而极大提高热解效率。本发明可以同时解决热解效率低和出炭易堵塞两个难题，能显著提高生物质热解制炭生产效率。

技术研发人员：杨选民;邱凌;朱琳
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：2019.03.29
技术公布日：2019.05.21