[發明專利]一種用于固體生物質的臥式回轉低壓內燃高溫干餾爐

無效

• 申請號: 200810024332.8
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101307239A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 王家俊;陳楓;馬仁貴;李家明;王懷春
• 申請（專利權）人: 合肥天焱綠色能源開發有限公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B1/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 吳啟運

一、技術領域

本發明涉及一種能源轉換設備，確切地說是一種用于固體生物質的臥式回轉內燃高溫干餾爐。

二、背景技術

農作物秸稈、林業采伐及林產品加工剩余物等通常稱為固體生物質。固體生物質是可再生的能源資源，是對環境友好的綠色能源，是取之不盡用之不竭的化石能源替代品之一。近幾十年來，固體生物質能源資源的研究、開發、利用的途徑主要有增密成型、氣化和液化。其中應用、研究較多的是固體生物質熱解氣化和干餾氣化。生物質熱解氣化通常是以空氣為氣化劑，所獲取的是低熱值的可燃氣體，熱效率約70％。干餾氣化熱效率最高可達85％，可獲得炭和干餾氣(熱值接近城市煤氣)兩個能源品種。干餾技術又有直接干餾和間接干餾兩種。間接干餾有間歇式和連續式之分，一般僅適合低溫干餾(干餾溫度500℃以下)。直接干餾可實現高溫干餾技術要求，溫度達800℃以上。但是，目前用于生產的主要是間歇式干餾窯，且綜合熱效率偏低，產量小，難以滿足大規模的工業化原料需求(如液化)。

三、發明內容

本發明針對用于固體生物質的間歇式干餾設備產量和熱效率低的缺陷，旨在提供一種熱效率和產量高的直接高溫干餾設備，所要解決的技術問題是回轉的爐體在高溫、低壓的工況條件下能連續、長期、穩定運行。

本發明提供的直接高溫干餾設備是一種臥式回轉低壓內燃高溫干餾爐，本干餾爐包括一個繞軸旋轉(回轉)的筒式爐體及其兩端相對靜止(固定)的前、后端蓋以及相應的傳動機構、密封機構和進、出料機構等。所謂傳動機構是指驅動爐體作回轉運動的相應裝置，由齒輪圈或者鏈輪圈、“V”型導軌、“V”型滾輪和滾輪托架所組成，具體設置是一條齒輪圈或者鏈輪圈固定在爐體的中部以傳遞動力，兩條“V”型導軌固定在齒輪圈或者鏈輪圈的兩側的爐體上且與各自的“V”型滾輪相配合，“V”型滾輪由固定在地面上的滾輪托架所支撐，滾輪托架既承載爐體的重量，又起軸向限位作用。這是因為所謂“臥式”是指爐體的軸與水平面有3～5度的夾角。所謂密封是指回轉的爐體與固定的前后端蓋之間的端面密封，所稱的密封機構為一密封組件，在有的文獻中稱這種密封組件為迷宮式密封組件，其實就是由一組壓緊圈(俗稱法蘭)及其配套的螺母、螺栓以及彈簧墊圈和耐溫金屬密封條(密封填料)組成，其中一只法蘭固定在端蓋上，其余活動式套在爐體上，當緊固法蘭時，因密封填料的彈性變形作用使端面密封。所謂進料機構是設置在前端蓋上的將固體生物質送入爐膛的機構，由料斗、鎖氣閥(起密封作用)和螺旋送料器所組成，在前端蓋上還設置有點火孔(兼觀察孔)和燃氣進口。所謂出料機構是設置有后端蓋上的干餾氣出口和固體炭排出口，排出的炭經冷卻后由螺旋出料器送往目的地。

所述的筒式爐體以同軸的雙層鋼筒為骨架，其內襯耐火層，其外敷設安全防護套，夾層充填保溫材料形成隔熱保溫層，在爐膛的內壁上自爐膛前端至后端的等距分布的圓周上都鑲嵌有陶質抄手，相互比鄰的圓周上，相鄰的陶質抄手在同一條母線上直線分布或者在不同的母線上錯落分布，陶質抄手固定在耐火層上。陶質抄手的作用是翻攪固體物料使之受熱均勻、干餾充分。

本干餾爐是這樣運行的，啟動傳動機構，使爐體回轉，然后將處理后的固體生物質由送料機構送入爐膛，由陶質抄手抄起揚下不斷地撒落于圓筒的整個斷面；可燃氣體與氣化劑(氧氣或富氧空氣)在爐前混合后自前端蓋上的燃氣入口切線射入，經點火口點燃后在筒壁約束下沿軸線螺旋式向后端蓋方向移動。物料和燃燒的高溫熱煙氣在同向移動過程中完成了能與質的傳遞；生物質獲得熱量，把揮發份析出，形成炭和干餾氣。熱干餾氣不經任何處理可直接回流燃燒向干餾爐提供熱量；亦可經冷卻凈化后作燃氣使用。干餾后的炭經排料口排入貯罐并經冷卻，待溫度降到400℃以下時，經鎖氣閥和螺旋出料器排出。

本干餾爐將低密度的固體生物質在800～1000℃的高溫條件下實現連續、內燃直接干餾氣化，還可實現富氧氣化劑加壓內燃干餾氣化用于制備合成液體燃料，本干餾爐熱效率達85％以上。

四、附圖說明

圖1所示是本干餾爐的半剖面結構示意圖。

圖中示意出前端蓋2上設置有進料機構，包括料斗13、鎖氣閥14和螺旋送料器15以及點火孔(兼觀察孔)16和燃氣進口17。后端蓋上設置有出料機構，包括干餾氣出口18、炭排出口19、貯罐20、鎖氣閥22和螺旋出料器23，貯罐20上設有冷卻水夾套21。

圖中未剖的爐體1上設置有回轉傳動機構，包括齒輪圈8、“V”型導軌9及其配合的“V”型滾輪10和滾輪托架11。