一种生物质自热解炭化设备的制作方法

1.本实用新型属于生物质炭化技术领域，具体涉及一种生物质自热解炭化设备。


背景技术：

2.生物质能来源广泛、成本低廉，是可再生能源的重要组成部分，成熟地利用生物质能技术不仅可以缓解现阶段我国所面临的能源紧缺问题，而且能减缓因大量燃烧化石能源而造成的全球性变暖问题，对维持生态环境的稳定也会产生积极影响
3.随着国家和社会对于生态环境保护的逐步重视，也为改善农村的生产、生活环境，提高农民的生活质量，以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物和环境污染物为原料，使之无害化和资源化，为解决农村农林废弃物尤其是秸秆乱堆乱放和随地焚烧问题，需要对农林废弃物进行统一收集，然后进行炭化处理。
4.现有的生物质炭化设备数量较多，炭化时间较长，炭化产生的其他产物不能循环利用，炭化效率较低，工艺流程较为复杂。


技术实现要素：

5.针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种生物质自热解炭化设备，精简了设备数量，缩短了炭化时间，缓解了环境污染的问题，并且所产生的其他产物后续可以进行持续的加工和利用。
6.为了达到上述目的，本实用新型公开的生物质自热解炭化设备，包括上料机、炭化炉、旋风除尘器、除尘塔、冷凝器、变频罗茨风机以及净化器，其中：上料机为连续斗提机，与炭化炉炉体的顶部连通；炭化炉炉体的中部通过烟气管道与旋风除尘器连通；旋风除尘器的顶部通过烟气管道与除尘塔的底部连通；除尘塔的顶部通过烟气管道与冷凝器的顶部连通；冷凝器的底部通过烟气管道与变频罗茨风机的进气口连通；变频罗茨风机的输出口与净化器连通。
7.进一步的，炭化炉炉体的上方设置有破拱装置和料位计。
8.进一步的，炭化炉炉体的底部设置有点火口。
9.进一步的，炭化炉炉体的下方设置有卸炭装置和螺旋输送机。
10.进一步的，旋风除尘器为扩散式旋风除尘器，并联设置两台。
11.进一步的，除尘塔为水浴格栅除尘塔，除尘塔的下方设置有水封箱。
12.进一步的，冷凝器为立式管壳冷凝器，并联设置两台。
13.进一步的，净化器为密网滤芯净化器，并联设置两台。
14.进一步的，还包括测温热电偶、压力传感器以及气体分析仪，其中：测温热电偶设置在炭化炉炉体侧壁不同高度的位置上以及烟气管道上；压力传感器设置在烟气管道上；气体分析仪设置在净化器出口的管道上。
15.进一步的，还包括电控柜以及plc设备，用于对炭化设备进行电气控制。
16.本实用新型提供的一种生物质自热解炭化设备，具有以下有益效果：
17.本实用新型生物质炭化时间短，工艺流程简单，资源利用率高，成本低，使农林废弃物变废为宝，炭化生成不同的产物，比如生物质炭、生物质燃气、木焦油、木醋液等，这些产物可以进一步的加工利用，生物质炭可以作为生产炭基生物农肥及炭基土壤修复产品的原材料，生物质燃气可作为发电机、锅炉等设备的动力源，具有良好的能源效益和环保效益。
附图说明
18.为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
19.图1为本实用新型实施例生物质自热解炭化设备的示意图；
20.图2为本实用新型实施例生物质自热解炭化设备的俯视图；
21.图3为本实用新型实施例生物质自热解炭化设备的仪表设置图；
22.图4为本实用新型实施例生物质自热解炭化设备冷凝器的水封结构图；
23.图中：1-上料机、2-炭化炉、21-破拱装置、22-料位计、23-点火口、24-卸炭装置、25-螺旋输送机、26-测温热电偶、27-压力传感器、28-气体分析仪、3-旋风除尘器、4-除尘塔、5-冷凝器、6-变频罗茨风机、7-净化器、8-烟气管道、9-电动阀门。
具体实施方式
24.下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
25.如图1-图2所示，本实用新型公开的生物质自热解炭化设备，包括上料机1、炭化炉2、旋风除尘器3、除尘塔4、冷凝器5、变频罗茨风机6以及净化器7，其中：上料机1为连续斗提机，与炭化炉2炉体的顶部连通；炭化炉2炉体的中部通过烟气管道8与旋风除尘器3连通；旋风除尘器3的顶部通过烟气管道8与除尘塔4的底部连通；除尘塔4的顶部通过烟气管道8与冷凝器5的顶部连通；冷凝器5的底部通过烟气管道8与变频罗茨风机6的进气口连通；变频罗茨风机6的输出口与净化器7连通。
26.具体的，本技术实施例提供的生物质自热解炭化设备主要以作物秸秆、畜禽粪便、农林废弃物等生物质为原料，采用控风控氧的方式使其自热解炭化得到生物质炭，同时还会产出副产品生物质燃气、木焦油、木醋液等，将农林废弃物变废为宝，保护了环境。上料机1主要用于向炭化炉2内输送生物质原料，优选采用连续斗提机。炭化炉2主要用于生物质原料发生自热解反应，反应后得到生物质炭，并且炭化炉2在运行过程中还会产生烟气，烟气通过中部的烟气管道8进入后续的一系列净化装置，净化后会变成生物质燃气。旋风除尘器3主要用于除掉烟气中大部分颗粒物以及部分焦油。除尘塔4主要用于去除烟气中的小颗粒烟尘。冷凝器5主要用于对烟气进行冷却并析出其中的水汽和轻质焦油。变频罗茨风机6主要用于为生物质烟气在系统内部传输净化提供动力。净化器7主要用于净化过滤烟气，使得
到的生物质燃气更加纯净。
27.进一步的，炭化炉2炉体的上方设置有破拱装置21和料位计22。破拱装置21设置在炭化炉2的上方，主要为了防止炭化炉2内因物料堆积后形成的搭桥情况。料位计22主要用于对炭化炉2内料位高度进行实时检测，根据料位的高度可以随时向炭化炉2内填充物料，保证炭化炉2内物料的充足，有效提高了生物质炭化的效率。
28.进一步的，炭化炉2炉体的底部设置有点火口23。通过点火口23对炭化炉2内的物料进行点火，点火完成后需要立即密封关闭点火口23，炭化炉2内的物料在氧气不足的条件下保持阴燃状态，持续发生自热解反应，生成生物质炭。
29.进一步的，炭化炉2炉体的下方设置有卸炭装置24和螺旋输送机25。卸炭装置24为锥形，主要用于使炉内炭化的物料不断的下落，物料向下移动的过程中会不间断的被炭化，最终形成生物质炭，在卸炭装置24的驱动下落到螺旋输送机25上，螺旋输送机25将炭化的物料输送到炉外，从而得到生物质炭，随着上料机1不停的上料，炭化炉2内的物料不断发生炭化并通过螺旋输送机25输送到炉体外，从而能够持续不断的得到生物质炭。
30.进一步的，旋风除尘器3为扩散式旋风除尘器，并联设置两台。在本技术实施例中，优选并联设置两台扩散式旋风除尘器，均与炭化炉2的烟气管道8连通，主要用于去除烟气中大部分的颗粒物质以及部分焦油。
31.进一步的，除尘塔4为水浴格栅除尘塔，除尘塔4的下方设置有水封箱。除尘塔4优选为水浴格栅除尘塔，采用格栅叶片作为填料，从而增加烟气中灰尘的附着接触面积，且多层格栅叶片可除雾及消除水浴时产生的泡沫，高温烟气从底部水中喷出，使烟气中的小颗粒烟尘附着在格栅板中的叶片表面，随着烟尘的集聚，依靠重力作用和流动性缓慢落入下方的水封箱中，然后通过有阀门的管道输送到沉淀池中，大大提高了生物质燃气净化效率，减少用水量，减少污水排放。
32.进一步的，冷凝器5为立式管壳冷凝器，并联设置两台。在本技术实施例中，优选并联设置两台立式管壳冷凝器，主要用于对烟气冷却并析出其中的水汽和轻质焦油，针对生物质热裂解的烟气含有焦油的特点，制作冷凝器5的钢管采用dn50，可有效防止管路堵塞，每台冷凝器5底部设置水封结构的排放口，如图4所示，水封结构更容易使分离出来的木焦油和木醋液的混合物沉积留存在水箱中，水封结构还可以保证穿过冷凝器5的生物质燃气不会发生泄露。
33.进一步的，净化器7为密网滤芯净化器，并联设置两台。在本技术实施中，优选并联设置两台密网滤芯净化器，密网滤芯净化器的顶部每个安装滤网滤芯的结构采用法兰盖密封，方便维护和更换滤芯，设备底部有阀门，沉积的杂质通过底部阀门排出，净化器7后续可以与气体储存装置或者气体输送装置连接，连接管路上设置电动阀门9，通过电动阀门9的开关可以控制净化后的生物质燃气进行输送储存利用或者直接进行无害化燃烧处理。
34.进一步的，如图3所示，还包括测温热电偶26、压力传感器27以及气体分析仪28，其中：测温热电偶26设置在炭化炉2炉体侧壁不同高度的位置上以及烟气管道8上；压力传感器27设置在烟气管道8上；气体分析仪28设置在净化器7出口的管道上。测温热电偶26根据实际情况安装在炭化炉2炉体的周侧，主要用于测量炉内不同位置的温度，此外在烟气管道8上设置测温热电偶26以及压力传感器27，主要用于在净化过程中对烟气的温度和压力进行检测与监控，消除安全隐患。净化器7出口管道处设置气体分析仪28，主要用于对净化后
的气体主要成份进行分析监测，判断气体的净化程度。
35.进一步的，还包括电控柜以及plc设备，用于对炭化设备进行电气控制。电控柜和plc设备用于对现场仪表模拟量信号、各仪器系统及电动机、阀门等装置的启动停止开关量信号进行采集，并通过plc与主控室工控机进行以太网通讯，在工控机上设置有工艺监控系统，可进行现场数据的实时显示，便于操作人员对整个生产线进行掌握和控制，能通过画面监控系统对现场设备进行电气控制，并有实时故障报警系统和历史数据查询系统。现场设备均有手动自动两种故障状态，在手动状态时可进行就地操作，在自动状态时可进行主控室远程操作，方便管理，提高生产率，降低岗位工人使用成本。
36.具体的，采用本技术实施例提供的生物质自热解炭化设备进行生产时，先启动变频罗茨风机6，且使风机的运行频率保持在6-8hz内，通过炉体底部的四个点火口23，同时点燃物料后，使用预装的法兰盖将点火口23密封，通过监控炉内温度情况以及出气情况，不断调整提高变频罗茨风机6的使用频率，保持炉内压力和温度的稳定并驱动锥形卸炭装置24推动要炭化的物料下落，炉内物料向下移动的过程中不间断被炭化，螺旋输送机25将炭化的物料输送到炉外，完成生物质物料的炭化得到生物质炭。变频罗茨风机6将炭化过程中产生的烟气通过炉体中部的环形缓冲布风空腔后，由烟气管道8输送到一系列的净化设备中，经过净化系统进行多级净化后去除颗粒物等杂质，并分离出木焦油和木醋液等附属产物，最后得到纯净的生物质燃气，生物质燃气可提供给用户作为发电或锅炉的气源进行二次利用。
37.以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。