一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置的制作方法

本实用新型属于农村生物质能源化的技术领域，特别涉及一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置。

背景技术：

随着生活水平的提高与城镇化的发展，同时雾霾等环境污染的加重，环境标准的提高，而资源丰富的农村生物质由于缺乏合理的消纳途径，未能有效利用，已成为农民的处理负担，秸秆等农村生物质就地焚烧、随意堆积等现象日益严重，造成资源浪费与农村环境污染。近几年的能源结构调整，煤改气、煤改电等，导致气、电等能源紧张及农村的分散性特点，难以在农村实质性推广开展。作为农村生物质能源化的直燃发电，由于我国农村生物质为分散性且能量密度低，所需收集辐射半径大，运输距离远等，造成焚烧发电厂生物质的短缺而出现亏损现象。生物质的直燃发电与生物质热解气化相比，环境污染相对较大，能源化单一、品质较低，与城镇化发展不太适宜。

技术实现要素：

本实用新型为了解决上述存在的问题，为农村生物质高品质有效利用提供合理的消纳途径，提出了一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置，将破碎、干燥、压缩颗粒化、热解、炭棒压缩、蒸汽利用及烟气净化等集成一体，通过适宜村镇小型区域的以新型生物质内热式热解为核心的集成技术，可将含水率不一、大小不一的农作物秸秆、林业剩余物、农产品加工废弃物、畜禽粪便等农村生物质转化为高品质的生物质炭或炭棒与高压蒸汽或电，生物质炭可用于农田土壤改良，炭棒可替代煤作为生活、取暖、烧烤等的清洁燃料，高压蒸汽或电用于农村乡镇企业所需或农民冬季取暖等，为农村生物质出路与高质、高值利用提供了一条集成化的技术路线，也为生物质焚烧发电面临的物料供给问题与二次污染问题提供了可选择的替代路线，也为新型城镇化建设、农村经济发展提供一条新型产业。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置，包括进料斗、破碎机、干燥机、压缩颗粒机、均匀给料机、热解炉、调节槽、炭棒压缩机、炭棒干燥室、余热锅炉、尾气净化装置和烟囱；

农村生物质经进料斗输送至破碎机，破碎后进入干燥机干燥，干燥后含水率≤25％的干燥物料再输送至压缩颗粒机造粒，所形成的生物质压缩颗粒经均匀给料机封闭输送至热解炉；

所述生物质压缩颗粒经均匀给料机封闭输送至热解炉的热解室热解，热解能产生生物质炭粒和热解气，炭粒直接作为产品外售或制成炭棒外售，热解气先进入初燃室，再进入再燃室燃烧，产生的高温烟气一部分调节温度后进入前端的干燥机为破碎后的生物质干燥提供热量，其余进入余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽外售或供发电机发电，尾气经尾气净化装置净化后经由烟囱达标外排。

所述热解炉为固体热解与热解气燃烧一体式的内热式热解炉，热解室温度控制在350-550℃，初燃室温度控制在700-1000℃，再燃室温度控制在800-1100℃。

所述农村生物质包括农作物秸秆、林业剩余物、农产品加工废弃物和畜禽粪便中的一种。

所述生物质压缩颗粒粒径为2-8mm。

本实用新型的一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置与现有技术相比具有以下特点和有益效果：

本实用新型通过适宜村镇小型区域的以生物质内热式热解为核心的集成技术，将农村生物质转为生物质炭或炭棒与可燃气，再转为高压蒸汽或电等，为农村生物质的高质、高值利用提供了一条集成化的技术路线，也为生物质焚烧发电面临的物料供给问题与二次污染问题提供了可选择的替代路线，农村生物质产业向规模化和产业化方向发展的势头强劲，使得农村生物质产业的经济效益和环境效益显著提升，有力推动了新型城镇化建设。

附图说明

图1为本实用新型实施例的一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置示意图。

1进料斗；2破碎机；3干燥机；4压缩颗粒机；5均匀给料机；6热解炉；7调节槽；8炭棒压缩机；9炭棒干燥室；10余热锅炉；11烟气净化装置；12烟囱。

具体实施方式

本实用新型提供了一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的装置进行详细、完整的描述说明，所描述的具体实施方式仅是本实用新型的部分事例，而不是全部实例。本领域技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置，包括进料斗1、破碎机2、干燥机3、压缩颗粒机4、均匀给料机5、热解炉6、调节槽7、炭棒压缩机8、炭棒干燥室9、余热锅炉10、尾气净化装置11和烟囱12；

农村生物质经进料斗1输送至破碎机2，破碎后进入干燥机3干燥，干燥机3所需烟气为热解炉6产生的热解气燃烧后产生的高温烟气，干燥后含水率≤25％的干燥物料(一般干燥后含水率能到15％以下)再输送至压缩颗粒机4造粒，所形成的生物质压缩颗粒作为产品外售或者经均匀给料机5封闭输送至热解炉6；

上述生物质压缩颗粒经均匀给料机5封闭输送至热解炉6的热解室a热解，热解产生生物质炭粒和热解气，炭粒可直接作为产品外售或制成炭棒外售，热解气首先进入初燃室b燃烧，燃烧产生的热量用于热解室a内所需热量自供，由初燃室b排出的烟气和未燃烧的热解气进入再燃室c充分燃烧，产生的高温烟气一部分调节温度后进入前端的干燥机3，为破碎后的生物质干燥提供热量，其余进入余热锅炉10；

所述炭粒用途广泛，作为土壤改良生物炭如炭基肥、污水吸附剂如活性炭等，所述炭棒可作为烧烤用炭或取暖用炭等多种用途；

上述制成炭棒具体操作如下：生物质炭粒进入调节槽7，并研磨破碎，接着按比例添加微量生物质粘合剂后进入炭棒压缩机8，制成的炭棒再送入炭棒干燥室9干燥成型并外售；

所述生物质粘合剂来源较为广，农业上的玉米棒干及其茎、甜菜碎片、向日葵茎、木质素、木糖等，还有淀粉、土豆、高粱面粉、薯类、不溶于水的碳水化合物等，生物质粘合剂不仅有较好的发热量，同时不增加炭棒的灰分。一般按照2％-4％的比例投加即可。

所述炭棒可以根据实际需求设计成不同大小、不同形状的炭棒，经测试，所述炭棒的灰分≤3％，低位热值≥6500kcal/kg等，与常规用炭相比，使用效果甚至更好，炭棒的大小、形状可以灵活设计。

余热锅炉10产生的蒸汽外售或供发电机发电，尾气经尾气净化装置11净化后经由烟囱12达标外排。

所述热解炉6为固体热解与热解气燃烧一体式的内热式热解炉，将热解室a内燃烧温度控制在350-550℃，初燃室b温度控制在700-1000℃，初燃室燃烧的热量主要用于给热解室提供热量，再燃室c温度控制在800-1100℃。由于不同的农村生物质物料含水率、大小等的不同，热解、燃烧温度有所浮动，一般情况下，热解室a内燃烧温度会控制在400-500℃，初燃室b温度控制在800-900℃，初燃室燃烧的热量主要用于给热解室提供热量，再燃室c温度控制在900-1000℃。

所述农村生物质包括农作物秸秆、林业剩余物、农产品加工废弃物、畜禽粪便等中的一种或多种。

农作物秸秆如玉米、棉花等的秸秆；林业剩余物如木材剩余物(如木屑、树枝等)、竹材剩余物(竹枝、竹屑等)和草本果树剩余物(如椰壳、果壳等)等；农产品加工废弃物(如玉米芯、稻壳)等。

所述生物质压缩颗粒粒径为2-8mm。

农村生物质资源丰富，但由于农村生物质的分散性、能量密度低，环境污染相对较大，由此造成的环境污染问题日益严重，成为广大农村城镇化道路上的“负担”。本实用新型提供的一种农村生物质热解产炭与热集成化的装置，为农村生物质高品质有效利用提供了合理的消纳途径，变废为宝，为农村生物质产业发展提供了新出路。

将破碎、干燥、压缩颗粒化、热解、炭棒压缩、蒸汽利用及烟气净化等集成一体，通过适宜村镇小型区域的以新型生物质内热式热解为核心的集成技术，可将含水率不一、大小不一的农作物秸秆、林业剩余物、农产品加工废弃物、畜禽粪便等农村生物质转化为高品质的生物质炭或炭棒与高压蒸汽或电；生物质炭可用于农田土壤改良；炭棒可替代煤作为生活、取暖、烧烤等的清洁燃料；高压蒸汽或电用于农村乡镇企业所需或农民冬季取暖等。为农村生物质的高质、高值利用提供了一条集成化的技术路线，也为生物质焚烧发电面临的物料供给问题与二次污染问题提供了可选择的替代路线，农村生物质产业向规模化和产业化方向发展的势头强劲，使得农村生物质产业的经济效益和环境效益显著提升，有力推动了新型城镇化建设。