[發明專利]一種基于強化傳熱的生物質連續熱解裝置與方法

在審

• 申請號: 201510270875.8
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104910936A
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 王明峰;蔣恩臣;呂娟;許細薇;李世博;張世軍;徐強
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B47/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及生物質能源利用的技術領域，更具體地，涉及一種基于強化傳熱的生物質連續熱解裝置與方法。

背景技術

目前，能源的短缺和環境的惡化已經成為全球關注的兩大問題，能源是人類賴以生存和社會發展、進步的前提和基礎。隨著經濟的快速發展，人類對能源的需求也在快速增長。現今社會的主要能源仍然是石油、煤炭、天然氣。由于大量開采石化能源，大量排放溫室氣體，造成嚴重的環境污染和全球性氣候的變化。生物質能源是繼石油、煤炭、天然氣之后，當今世界的第四大能源，生物質資源的利用遠未達到大規模商業化水平，全球生物質作為能源尚不足其總能的4%，利用潛力非常大。據估算，地球每年水、陸生物質產量的熱當量為?3×10²¹J?左右，是全球目前總能耗量的10倍。我國的生物質非常豐富，但是每年的農作物秸稈、谷物皮殼等生物質大部分沒有能夠有效利用。生物質的開發利用可以有效緩解我國的能源和環境的壓力，對促進我國經濟發展和生態環境改善具有非常重大的意義。生物質熱解技術是生物質能利用的主要方法之一。

專利CN101486921A公開了一種帶有柔性螺旋輸送的生物質連續熱解炭化裝置，生物質原料在帶有螺旋送料器的熱解管中輸送并干燥、炭化，生成的生物質炭排出反應器后冷卻收集或做進一步加工，由于反應過程慢，需要在熱解管中停留足夠的時間才能使原料充分炭化，螺旋的輸送能力收到了很大的限制，難以提高處理效率。

專利CN2680985Y公開了一種燃料品種適應性很強的高效回轉式生物質氣化爐，該氣化爐具有一個軸向與水平線夾角傾斜5-30゜的臥式可回轉圓筒形爐體，筒形爐壁內有凸起的螺旋葉片。雖然滾筒爐壁的強度大，運行可靠，適應性好，但是滾筒的傳熱速率相對較小。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種基于強化傳熱的生物質連續熱解裝置及其控制方法，通過改變熱解器改變傳熱效率和速率。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于強化傳熱的生物質連續熱解裝置，其中，包括料斗、設于料斗下部的螺旋進料器，還包括螺旋滾筒式熱解器和炭箱，所述的螺旋滾筒式熱解器一端與螺旋進料器連接，另一端與炭箱連接；所述的螺旋滾筒式熱解器內設有燒結管。

本發明中，由于在螺旋滾筒式熱解器內設有燒結管，強化了管壁向管內生物質的傳熱過程，有利于生物質快速升溫和外界熱源熱效率的提高。

生物質原料由料斗進入螺旋進料器，生物質原料在螺旋的作用下向螺旋式滾筒熱解器輸送，當生物質原料到達螺旋進料器出口時，直接落入螺旋式滾筒熱解器，滾筒熱解器一直處于轉動狀態，生物質原料在滾筒輸送機中槽板的作用下向前輸送。生物質原料在滾筒熱解器輸送過程中滾筒熱解器將熱量傳遞給生物質原料，同時燒結管也像生物質輻射熱量，生物質原料升溫并發生裂解，產生的焦炭被滾筒熱解器輸送至炭箱，熱解氣揮發后與高溫燒結管接觸，在燒結管的作用下發生二次熱解，熱解氣最終經過炭箱上方的開口進入冷凝器。

進一步的，所述的料斗內設有密封閥，螺旋進料器伸入螺旋滾筒式熱解器內部，螺旋進料器外壁與螺旋滾筒式熱解器的連接處設有端蓋密封固定。

料斗內部帶有密封閥，每次加料之后將密封閥關閉，螺旋進料器安裝在料斗的下方，螺旋進料器外壁和進料端蓋固定在一起，并且二者之間密封，螺旋進料器伸入滾筒熱解器內部，防止生物質原料造成堵塞。

進一步的，基于強化傳熱的生物質連續熱解裝置還包括加熱爐，螺旋滾筒式熱解器設于加熱爐內。所述的螺旋滾筒式熱解器內壁為螺旋狀，外壁為圓柱體且鑲嵌多個高溫熱管。所述的螺旋滾筒式熱解器的一端通過軸承與端蓋連接，另一端通過軸承與炭箱連接。基于強化傳熱的生物質連續熱解裝置還包括電機、與電機連接齒輪，齒輪連接螺旋滾筒式熱解器。所述的加熱爐的兩端設有迷宮密封結構。所述的螺旋滾筒式熱解器內設有設有螺旋槽片。

螺旋滾筒式熱解器為轉動部件，內部元件相對靜止，滾筒具有較高的強度，可靠性比較高。螺旋滾筒式熱解器內部中空部分安裝燒結管，燒結管與螺旋進料器的外壁和炭箱固定，且不隨滾筒轉動。