一种生物质热解处理系统的制作方法

1.本发明涉及生物质处理技术领域，具体涉及一种生物质热解处理系统。


背景技术：

2.生物质(如秸秆等)分布广泛，目前处理收集和利用方式相对单一，特别是其含有的纤维素很难直接进行粉碎，而秸秆的直接填埋又不能充分发挥其减碳降碳的作用，燃料功能不能充分发挥。在农村，很多直接焚烧带来了环境污染问题，特别是秸秆的氯、钠和钾含量较高，直接送到锅炉掺烧容易引起结焦、腐蚀等。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了实现对生物质进行高效利用，提供一种生物质热解处理系统。在该生物质热解处理系统种，可以利用90-120℃的锅炉缺氧烟气的废热预干燥生物质物料，破坏其纤维素结构，然后将其破碎并送入热解室内进行热解，产生的生物质热解气送入储气装置用于锅炉等燃烧设备，热解产生的固体产物(如固体碳、灰等)含有丰富的钠、钾等元素，可以作为肥料回填到农田中改善土壤。
4.为了实现上述目的，本发明提供了一种生物质热解处理系统，包括粗粉碎装置、干燥室、螺旋输料器、锁气给料器、热解室和储气装置，其中，所述粗粉碎装置用于对生物质物料进行粗粉碎，并将粉碎后的物料输送到所述干燥室中进行干燥；所述干燥室包括烟气入口、烟气出口以及位于所述干燥室内的链条输送结构，锅炉烟气通过所述烟气入口进入所述干燥室，对经过所述粗粉碎装置粉碎后的物料进行加热并干燥，然后通过烟气出口排出；经过所述干燥室干燥后的物料依次进入所述螺旋输料器和所述锁气给料器，并随后输送到所述热解室中进行热解，热解产生的生物质热解气进入所述储气装置。
5.优选地，用于将所述粗粉碎装置中的粉碎后的物料输送到所述干燥室的输送通道上设置有第一挡板门和第二挡板门，所述第一挡板门和所述第二挡板门构成的封闭空间与氮气封闭风系统连接。
6.优选地，所述干燥室的干燥物料输出口设置有第三挡门板和第四挡门板，所述第三挡门板和所述第四挡门板构成的封闭空间与氮气封闭风系统连接。
7.优选地，用于将来自所述锁气给料器的物料输送到所述热解室的输送通道上设置有第五挡板门和第六挡板门，所述第五挡板门和所述第六挡板门构成的封闭空间与氮气封闭风系统连接。
8.优选地，用于将所述热解室中热解后的固体产物排出的管道上设置有第七挡板门和第八挡板门，所述第七挡板门和所述第八挡板门构成的封闭空间与氮气封闭风系统连接。
9.优选地，所述热解室的上部设置有聚光部件。
10.优选地，所述聚光部件为透镜聚光装置。
11.优选地，所述热解室内设置有螺旋搅拌器。
12.优选地，在所述干燥室中，靠近所述烟气出口处设置有过滤层。
13.优选地，所述过滤层对应设置有用于清理所述过滤层的反吹结构。
14.在本发明所述的生物质热解处理系统中，采用锅炉烟气对生物质物料进行加热并干燥，锅炉烟气中氧含量较低，可以避免干燥室内发生燃烧；并且采用锅炉烟气进行干燥，可以利用锅炉烟气中的余热，提高烟气废热的利用率，降低系统能耗，是一种低碳处理方式；而且，生物质原料的粗粉碎处理要求较低，只需要简单破碎处理就可以送入干燥室进行干燥，干燥处理后的物料破坏了其内部纤维素结构，大大降低了后续破碎处理的难度；此外，热解室产生的生物质热解气可用于燃烧设备，产生的固体产物(如固体碳、灰等)含有丰富的钠、钾等元素，可以作为肥料回填到农田中改善土壤，从而实现生物质的高效利用。
附图说明
15.图1是本发明所述的生物质热解处理系统的结构示意图。
16.附图标记说明
17.1、烟气进口；2、粗粉碎装置；3、第一挡板门；4、第二挡板门；5、干燥室；6、烟气出口；7、风机；8、反吹结构；9、过滤层；10、第三挡板门；11、第四挡板门；12、螺旋输料器；13、锁气给料器；14、聚光部件； 15、螺旋搅拌器；16、第七挡板门；17、第八挡板门；18、抽气泵；19、储气装置；20、排空泵；21、关断阀；22、第五挡板门；23、第六挡板门；24、链条输送结构；25、氮气封闭风系统；26、热解室。
具体实施方式
18.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
19.在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”和“第八”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”、“第七”和“第八”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
20.另外，“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本技术的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
21.此外，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
22.如图1所示，本发明所述的生物质热解处理系统包括粗粉碎装置2、干燥室5、螺旋输料器12、锁气给料器13、热解室26和储气装置19。
23.在本发明所述的生物质热解处理系统中，所述粗粉碎装置2用于对生物质物料进
行粗粉碎，并将粉碎后的物料输送到所述干燥室5中进行干燥。所述粗粉碎的处理要求较低，只需要将生物质物料进行简单破碎处理即可。在具体的实施过程中，所述粗粉碎的过程将所述生物质物料破碎至尺寸为5厘米以下即可。在本发明中，所述粗粉碎装置2可以为粉碎机或磨碎机等。
24.在本发明所述的生物质热解处理系统中，所述干燥室5包括烟气入口1、烟气出口6以及位于所述干燥室5内的链条输送结构24，锅炉烟气通过所述烟气入口1进入所述干燥室5，对经过所述粗粉碎装置2粉碎后的物料进行加热并干燥，然后通过烟气出口6排出。在本发明中，所述干燥室5的烟气入口1用于注入锅炉烟气，适用于本发明的锅炉烟气的温度可以为90-120℃，这种锅炉烟气的温度较低，其余热难以得到利用。在本发明所述的系统中，低温锅炉烟气在干燥室5内可以对粉碎后的生物质物料进行加热并干燥，破坏生物质物料内部纤维素结构，同时还可以大大降低后续破碎处理的难度。所述干燥室5内的物料通过链条输送结构24进行传输，链条输送结构24不仅可以起到传输的作用，而且还有利于生物质物料与锅炉烟气充分接触，从而实现物料的充分加热和干燥。
25.根据本发明的一种优选实施方式，在所述干燥室5中，靠近所述烟气出口6处设置有过滤层9，用于避免生物质物料被干燥室内流动的烟气带走。进一步优选地，所述过滤层9对应设置有用于清理所述过滤层9的反吹结构 8，通过所述反吹结构可以清理过滤层9上沾染的灰尘和生物质物料，避免过滤层阻力过大。在具体的实施方式中，所述反吹结构9可以为喷嘴，通过喷嘴喷出气体或液体(如水等)进行清理。
26.在进一步优选的实施方式中，在所述干燥室5中，在靠近所述烟气出口6处设置有隔板，所述隔板与所述烟气入口1的开口方向垂直，将所述干燥室5的烟气出口附近分隔出一个空间，使得干燥室内的烟气物流需要从隔板的下端绕行后再通过烟气出口排出；并且，所述过滤层9和所述反吹结构8 设置在所述隔板的下部。按照该优选实施方式，可以避免生物质物料被烟气带走，也可以避免过滤层9上快速沉积过多的灰尘和生物质物料。
27.在本发明所述的生物质热解处理系统中，所述烟气出口6处设置有风机 7，通过风机7将所述干燥室5内的烟气排出。
28.在本发明所述的生物质热解处理系统中，所述螺旋输料器12用于将干燥后的生物质物料从干燥室5中排出。
29.在本发明所述的生物质热解处理系统中，所述锁气给料器13用于减少甚至避免排料过程中氮气封闭风反吹到干燥室5内。
30.在本发明所述的生物质热解处理系统中，所述生物质物料在所述干燥室 5中进行干燥处理之后，其内部的纤维素结构被破坏，通过其他外置粉碎机进行细粉碎(若需)，降低直接细粉碎的成本和能耗。经过所述干燥室5干燥后的物料依次进入所述螺旋输料器12和所述锁气给料器13，并随后输送到所述热解室26中进行热解，热解产生的生物质热解气进入所述储气装置19。
31.根据本发明的一种优选实施方式，所述热解室26的上部设置有聚光部件14，通过所述聚光部件14收集太阳光的热量，并对热解室26内的生物质物料进行加热。在进一步优选的情况下，所述聚光部件14为透镜聚光装置。
32.根据本发明的一种优选实施方式，所述热解室26内设置有螺旋搅拌器 15，所述热解室26内的热解过程在搅拌下进行，使得生物质物料充分热解。
33.在所述热解室26中，生物质物料受热发生热解，产生的生物质热解气 (包含挥发分、一氧化碳等)在抽气泵18的作用下，进入储气装置19中；热解后产生的固体产物(如固体碳、灰等)从所述热解室26的底部排出，所述固体产物中含有丰富的钠、钾等元素，因而可以作为肥料回填到农田中改善土壤，从而实现生物质的高效利用。所述热解室26还可以设置有排空泵20和关断阀21，其作用是系统运行前排净热解炉26中的空气，避免后续热解反应中氧含量高，发生爆炸风险。
34.在本发明所述的生物质热解处理系统中，在优选情况下，用于将所述粗粉碎装置2中的粉碎后的物料输送到所述干燥室5的输送通道上设置有第一挡板门3和第二挡板门4，所述第一挡板门3和所述第二挡板门4构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接。在进料的过程中，粉碎后的生物质物料先落入第一挡板门3的面板上，接着关闭第二挡板门4，打开第一挡板门3，物料落入第二挡板门4面板上，然后关闭第一挡板门3，通过所述氮气封闭风系统25将所述第一挡板门3和所述第二挡板门4构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气，从而可以有效避免空气进入干燥室 5，防止干燥室内氧含量过高而引发燃烧或爆炸；然后打开第二挡板门4，使粉碎后的物料落入所述干燥室5内的链条输送结构24上。
35.在本发明所述的生物质热解处理系统中，在优选情况下，所述干燥室5 的干燥物料输出口设置有第三挡门板10和第四挡门板11，所述第三挡门板10和所述第四挡门板11构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接。所述干燥室5在出料的过程中，干燥物料先落入第三挡板门10的面板上，接着关闭第四挡板门11，打开第三挡板门10，物料落入第四挡板门11面板上，然后关闭第三挡板门10，通过所述氮气封闭风系统25将所述第三挡板门10 和所述第四挡板门11构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气，从而可以有效避免含氧气体进入后续的装置(如螺旋输料器12、锁气给料器13、热解室26)中；然后，打开第四挡板门11，使干燥物料落入所述螺旋输料器12中。
36.在本发明所述的生物质热解处理系统中，在优选情况下，用于将来自所述锁气给料器13的物料输送到所述热解室26的输送通道上设置有第五挡板门22和第六挡板门23，所述第五挡板门22和所述第六挡板门23构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接。在输送物料的过程中，物料先落入第五挡板门22的面板上，接着关闭第六挡板门23，打开第五挡板门22，物料落入第六挡板门23面板上，然后关闭第五挡板门22，通过所述氮气封闭风系统25将所述第五挡板门22和所述第六挡板门23构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气，从而可以有效避免含氧气体进入后续的热解室26)中，防止热解室内引发燃烧或爆炸；然后打开第六挡板门23，使物料落入所述热解室26中。
37.在本发明所述的生物质热解处理系统中，在优选情况下，用于将所述热解室26中热解后的固体产物排出的管道上设置有第七挡板门16和第八挡板门17，所述第七挡板门16和所述第八挡板门17构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接。在排出固体产物的过程中，固体产物先落入第七挡板门16 的面板上，接着关闭第八挡板门17，打开第七挡板门16，物料落入第八挡板门17面板上，然后关闭第七挡板门16，通过所述氮气封闭风系统25将所述第七挡板门16和所述第八挡板门17构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气；然后打开第八挡板门17，将所述固体产物排出。
38.在本发明中，所述生物质物料可以为秸秆、饲料、林木等草本、木本生物。
39.下面通过实施例来进一步说明本发明所述的生物质热解处理系统。实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
40.实施例1
41.如图1所示，所述生物质热解处理系统包括粗粉碎装置2、干燥室5、螺旋输料器12、锁气给料器13、热解室26和储气装置19，粗粉碎装置2 的出料口与干燥室5的进料口连接，干燥室5包括烟气入口1、烟气出口6 以及位于所述干燥室5内的链条输送结构24，在干燥室5内，烟气出口6 处设置有过滤层9和反吹结构8，干燥室5的干燥物料出口与螺旋输料器12 连接，螺旋输料器12的出料口与锁气给料器13连接，锁气给料器13的出料口与热解室26的进料口连接，热解室26内设置有螺旋搅拌器15，热解室 26的上部设置有透镜聚光装置，所述热解室26通过抽气泵18与储气装置 19连接。
42.实施生物质热解处理的过程为：将生物质物料加到粗粉碎装置2中进行粗粉碎，粉碎后的生物质物料落入干燥室5内的链条输送结构24上；在干燥室5内，90-120℃的锅炉烟气通过烟气入口1进入干燥室5，对链条输送结构24上的物料进行加热并干燥；干燥后的物料从出料口排出并进入螺旋输料器12，干燥室内的烟气在风机7的作用下经由过滤层9过滤后通过烟气出口6排出；来自干燥室5的干燥物料依次进入螺旋输料器12和锁气给料器13，然后进入热解室26，在透镜聚光装置的作用下，收集太阳光的热量，热解室内的物料在搅拌下受热分解，产生的生物质热解气(包含挥发分、一氧化碳等)在抽气泵18的作用下，进入储气装置19中；热解后产生的固体产物(如固体碳、灰等)从热解室26的底部排出，所述固体产物中含有丰富的钠、钾等元素，可以作为肥料回填到农田中改善土壤，从而实现生物质的高效利用。
43.实施例2
44.如图1所示，所述生物质热解处理系统包括粗粉碎装置2、干燥室5、螺旋输料器12、锁气给料器13、热解室26和储气装置19，粗粉碎装置2 的出料口通过第一输送通道与干燥室5的进料口连接，该第一输送通道上设置有第一挡板门3和第二挡板门4，第一挡板门3和第二挡板门4构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接；干燥室5包括烟气入口1、烟气出口6 以及位于所述干燥室5内的链条输送结构24，在干燥室5内，烟气出口6 处设置有过滤层9和反吹结构8，干燥室5的干燥物料出口与螺旋输料器12 连接，螺旋输料器12的出料口与锁气给料器13连接，锁气给料器13的出料口通过第二输送通道与热解室26的进料口连接，该第二输送通道上设置有第五挡板门22和第六挡板门23，第五挡板门22和第六挡板门23构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接；热解室26内设置有螺旋搅拌器15，热解室26的上部设置有透镜聚光装置，所述热解室26通过抽气泵18与储气装置19连接。
45.实施生物质热解处理的过程为：将生物质物料加到粗粉碎装置2中进行粗粉碎，粉碎后的生物质物料先落入第一挡板门3的面板上，接着关闭第二挡板门4，打开第一挡板门3，物料落入第二挡板门4面板上，然后关闭第一挡板门3，通过所述氮气封闭风系统25将所述第一挡板门3和所述第二挡板门4构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气；然后打开第二挡板门4，使粉碎后的物料落入所述干燥室5内的链条输送结构24 上；在干燥室5内，90-120℃的锅炉烟气通过烟气入口1进入干燥室5，对链条输送结构24上的物料进行加热并干燥；干燥后的物料从出料口排出并进入螺旋输料器12，干燥室内的烟
气在风机7的作用下经由过滤层9过滤后通过烟气出口6排出；来自干燥室5的干燥物料依次进入螺旋输料器12和锁气给料器13，接着物料先落入第五挡板门22的面板上，关闭第六挡板门 23，打开第五挡板门22，物料落入第六挡板门23面板上，然后关闭第五挡板门22，通过所述氮气封闭风系统25将所述第五挡板门22和所述第六挡板门23构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气，然后打开第六挡板门23，使物料落入所述热解室26中，在透镜聚光装置的作用下，收集太阳光的热量，热解室内的物料在搅拌下受热分解，产生的生物质热解气(包含挥发分、一氧化碳等)在抽气泵18的作用下，进入储气装置 19中；热解后产生的固体产物(如固体碳、灰等)从热解室26的底部排出，所述固体产物中含有丰富的钠、钾等元素，可以作为肥料回填到农田中改善土壤，从而实现生物质的高效利用。
46.实施例3
47.如图1所示，所述生物质热解处理系统包括粗粉碎装置2、干燥室5、螺旋输料器12、锁气给料器13、热解室26和储气装置19，粗粉碎装置2 的出料口通过第一输送通道与干燥室5的进料口连接，该第一输送通道上设置有第一挡板门3和第二挡板门4，第一挡板门3和第二挡板门4构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接；干燥室5包括烟气入口1、烟气出口6 以及位于所述干燥室5内的链条输送结构24，在干燥室5内，烟气出口6 处设置有隔板，隔板与烟气入口1的开口方向垂直，将干燥室5的烟气出口附近分隔出一个空间，在隔板的下部设置过滤层9和反吹结构8，干燥室5 的干燥物料出口与螺旋输料器12连接，且干燥室5的干燥物料出口设置有第三挡门板10和第四挡门板11，所述第三挡门板10和所述第四挡门板11 构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接；螺旋输料器12的出料口与锁气给料器13连接，锁气给料器13的出料口通过第二输送通道与热解室26的进料口连接，该第二输送通道上设置有第五挡板门22和第六挡板门23，第五挡板门22和第六挡板门23构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接；热解室26内设置有螺旋搅拌器15，热解室26的上部设置有透镜聚光装置，所述热解室26通过抽气泵18与储气装置19连接，热解室26的固体产物排出口处设置有第七挡板门16和第八挡板门17，所述第七挡板门16和所述第八挡板门17构成的封闭空间与氮气封闭风系统25连接。
48.实施生物质热解处理的过程为：将生物质物料加到粗粉碎装置2中进行粗粉碎，粉碎后的生物质物料先落入第一挡板门3的面板上，接着关闭第二挡板门4，打开第一挡板门3，物料落入第二挡板门4面板上，然后关闭第一挡板门3，通过所述氮气封闭风系统25将所述第一挡板门3和所述第二挡板门4构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气；然后打开第二挡板门4，使粉碎后的物料落入所述干燥室5内的链条输送结构24 上；在干燥室5内，90-120℃的锅炉烟气通过烟气入口1进入干燥室5，对链条输送结构24上的物料进行加热并干燥；干燥后的物料先落入第三挡板门10的面板上，接着关闭第四挡板门11，打开第三挡板门10，物料落入第四挡板门11面板上，然后关闭第三挡板门10，通过所述氮气封闭风系统25 将所述第三挡板门10和所述第四挡板门11构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气；然后，打开第四挡板门11，使干燥物料落入所述螺旋输料器12中，干燥室内的烟气在风机7的作用下经由过滤层9过滤后通过烟气出口6排出；来自干燥室5的干燥物料依次进入螺旋输料器12 和锁气给料器13，接着物料先落入第五挡板门22的面板上，关闭第六挡板门23，打开第五挡板门22，物料落入第六挡板门23面板上，然后关闭第五挡板门22，通过所述氮气封闭风系统25将所述第五挡板门22和所述第六挡板门
23构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气，然后打开第六挡板门23，使物料落入所述热解室26中，在透镜聚光装置的作用下，收集太阳光的热量，热解室内的物料在搅拌下受热分解，产生的生物质热解气(包含挥发分、一氧化碳等)在抽气泵18的作用下，进入储气装置19中；热解后产生的固体产物(如固体碳、灰等)先落入第七挡板门16 的面板上，接着关闭第八挡板门17，打开第七挡板门16，物料落入第八挡板门17面板上，然后关闭第七挡板门16，通过所述氮气封闭风系统25将所述第七挡板门16和所述第八挡板门17构成的封闭空间中的空气进行替换，使得其中基本上不含氧气；然后打开第八挡板门17，将所述固体产物排出，所述固体产物中含有丰富的钠、钾等元素，可以作为肥料回填到农田中改善土壤，从而实现生物质的高效利用。
49.由上述实施例可以看出，按照本发明所述的生物质热解处理系统可以实现对生物质物料进行高效利用；并且，通过设置双挡板门的结构进行物料输送，可以实现物料的连续输送，并且可避免空气混入，带来生物质燃烧或爆炸的风险；另外，本发明的技术方案可以实现对低温锅炉烟气的余热利用，降低系统对于生物质物料的粉碎的要求，并实现对太阳光能的利用。
50.以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。