[發(fā)明專利]一種內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)熱解炭化裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410721384.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104830356A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙立欣;叢宏斌;姚宗路;孟海波;李麗潔;李敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院
• 主分類號(hào): C10B53/02
• 分類號(hào): C10B53/02;C10B51/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物質(zhì)資源綜合開(kāi)發(fā)利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)熱解裝置，具體是以各類農(nóng)作物秸稈為原料，采用內(nèi)外組合加熱式固定床生物質(zhì)炭化技術(shù)原理，對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行熱解炭化和熱解可燃?xì)饣赜玫姆磻?yīng)裝置。?

背景技術(shù)

生物炭（Biochar）是生物有機(jī)材料（生物質(zhì)）在缺氧或絕氧環(huán)境中，經(jīng)熱裂解后生成的固態(tài)產(chǎn)物，既可作為高品質(zhì)能源、土壤改良劑，也可作為還原劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑等，已廣泛應(yīng)用于固碳減排、水源凈化、重金屬吸附和土壤改良等，可在一定程度上，為氣候變化、環(huán)境污染和土壤功能退化等全球關(guān)切的熱點(diǎn)問(wèn)題提供解決方案，生物炭的生產(chǎn)和應(yīng)用已引起國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注。按照加熱方式生物質(zhì)炭化技術(shù)分為外熱式、內(nèi)熱式和自燃式3種類型。外熱式炭化技術(shù)一般采用流動(dòng)的熱空氣通過(guò)炭化室外壁對(duì)物料進(jìn)行間接加熱，炭化工藝參數(shù)控制方便，由于屬間接加熱方式，換熱效率相對(duì)較低；內(nèi)熱式炭化技術(shù)將載熱氣體從爐體底部通入，與原料逆流接觸，載熱氣體一般控制在450~550℃，由于屬直接加熱方式，換熱效率較高；自燃式炭化技術(shù)是采用物料自燃的方式對(duì)炭化室內(nèi)的物料進(jìn)行直接加熱，在3種加熱方式中換熱效率最高，但對(duì)炭化工藝參數(shù)，尤其是設(shè)備進(jìn)風(fēng)量的控制要求嚴(yán)苛。?

目前，國(guó)內(nèi)生物質(zhì)炭化技術(shù)與設(shè)備研究取得了一定的成果，但相關(guān)研究仍需深入，尤其是內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)炭化技術(shù)研究較少，相關(guān)裝備的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)尚屬空白。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決技術(shù)背景中所述的在生物質(zhì)熱解炭化研究中，內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)炭化技術(shù)與設(shè)備研究不足的問(wèn)題。為了達(dá)到這一目的，內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)熱解炭化裝置所采取的技術(shù)方案包括熱解系統(tǒng)（1）、初級(jí)分離系統(tǒng)（2）、冷凝分離系統(tǒng)（3）、不可冷凝氣體收集與計(jì)量系統(tǒng)（4）、燃?xì)饣赜孟到y(tǒng)（5）、載氣供應(yīng)系統(tǒng)（6）和控制系統(tǒng)（7），其特征在于反應(yīng)管（8）外部安裝熱解爐（24），內(nèi)部裝有反應(yīng)管熱電偶（34），反應(yīng)管（8）下端與載氣供應(yīng)系統(tǒng)（6）連接，上端與初級(jí)分離系統(tǒng)（3）連接，冷凝分離系統(tǒng)（3）與初級(jí)分離系統(tǒng)（2）的后端連接，不可冷凝氣體收集與計(jì)量系統(tǒng)（4）連接在冷凝分離系統(tǒng)（3）后端，不可冷凝氣體收集與計(jì)量系統(tǒng)（4）收集的燃?xì)饨?jīng)過(guò)燃?xì)饣赜孟到y(tǒng)（5）通過(guò)內(nèi)加熱方式給熱解系統(tǒng)（1）提供熱量，整個(gè)炭化裝置由控制系統(tǒng)（7）控制。?

上述的內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)熱解炭化裝置，熱解系統(tǒng)（1）由熱解爐（24）、反應(yīng)管（8）、熱電偶排布器（9）組成，熱解爐（24）由熱解爐加熱絲（25）、熱解爐熱電偶（26）、保溫層電阻絲（27）和熱解爐外殼（28）組成，熱解爐（24）最高溫度和最大升溫速率分別為800℃和30℃/min。?

上述的內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)熱解炭化裝置，熱解爐（24）可分為5段，每段溫度和升溫速率可單獨(dú)控制，炭化溫度和升溫速率可調(diào)，熱解爐（24）自上而下每段基準(zhǔn)控制炭化溫度分別為520℃、510℃、500℃、500℃、510℃。?

上述的內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)熱解炭化裝置，熱解爐（24）外形呈圓筒形結(jié)構(gòu)，采用對(duì)開(kāi)設(shè)計(jì)，熱解爐加熱絲（25）安裝在熱解爐（24）內(nèi)側(cè)，保溫層（27）安裝在熱解爐加熱絲（25）與熱解爐外殼（28）之間。?

上述的內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)熱解炭化裝置，反應(yīng)管（8）包括石英管（29）、燒結(jié)底板（30）和具孔塞（31），石英管（29）采用石英材質(zhì)，外觀呈圓筒形，上部連接處為磨砂口，下口設(shè)有具孔塞（31），反應(yīng)管（8）內(nèi)距具孔塞（31）距離h為40?mm處設(shè)有燒結(jié)托板（30），使用時(shí)反應(yīng)管（8）可更換。?

上述的內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)熱解炭化裝置，熱電偶排布器（9）包括支撐管（32）、托板（33）、反應(yīng)管熱電偶（34）和固定板（35），支撐管（32）上下口均為磨砂口，7根反應(yīng)管熱電偶（34）均布在固定板（35）和托板（33）上。?

上述的內(nèi)外組合加熱式生物質(zhì)熱解炭化裝置，初級(jí)分離系統(tǒng)（2）由導(dǎo)流器（47）、導(dǎo)流管（38）、套管過(guò)濾器（46）與收集瓶（45）組成，導(dǎo)流管（38）頂部開(kāi)口處有導(dǎo)流器頂塞（37），在一側(cè)有導(dǎo)流器采樣支管（36）和導(dǎo)流器螺旋塞（48），另一側(cè)通過(guò)導(dǎo)流管（38）與套管過(guò)濾器（46）連接，初級(jí)分離系統(tǒng)（2）安裝在恒溫箱（42）內(nèi)。?