[發明專利]回轉式分段加熱生物質連續熱解設備

有效

• 申請號: 201510291978.2
• 申請日: 2015-06-01
• 公開（公告）號: CN104946279B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 趙立欣;賈吉秀;姚宗路;叢宏斌;孟海波;霍麗麗;吳悠;朱本海;戴辰
• 申請（專利權）人: 農業部規劃設計研究院
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/10;C10K1/02;C10K1/04
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技術領域

本發明屬于可再生能源技術領域，是一種回轉式分段加熱生物質連續熱解設備，具體是以生物質為原料進行低溫熱解炭化以及熱解氣分離的一套設備，可實現不同物料、不同工藝條件的連續炭化。

背景技術

生物炭是生物質有機材料在缺氧或絕氧環境中，經熱裂解后生成的固態產物。其資源豐富，用途廣泛，既可作為高品質能源，也可作為還原劑，還可作為土壤改良劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑。

目前，由于對生物質熱解機理研究的重視，已產生了一些較顯著的成果。按照生物炭的生產連續性來分，炭化設備可分為間歇式和連續式。其中間歇式包含管式、窯式和熱解釜式，因其結構特點，不能實現連續輸料、炭化和出料過程，只能進行批量炭化，不利于工業化推廣。而連續式生物質炭化設備可以實現生物炭的連續生產，安裝油氣分離和收集裝置，可實現炭-油-氣的連續生產。

對于連續式熱解炭化設備主要集中在重力豎流式、攪拌螺旋式和離心回轉式三種類型，其中：重力豎流式連續炭化裝置特點是反應爐中一般為固定部件，易加工制造，而且在輸送過程中利用自身重力下落，不需要額外的傳動部件，運行成本低；但其存在原料受熱不均致使炭化不均，控溫操作不當時容易引起焦化結渣導致設備不能正常運行，生產的生物炭品質不一致等問題；攪拌螺旋式連續炭化裝置特點是螺旋絞龍的轉動使原料不斷地混合，因此炭化過程中原料受熱均勻；但其存在螺旋軸的撓度問題，過長的螺旋軸易產生較大的撓度而使絞龍葉片與爐壁的磨損加劇，在高溫條件下由于螺旋軸機械強度較低，磨損情況更嚴重，因此攪拌螺旋式受長度限制，一般不宜超過3米；而離心回轉式連續炭化裝置特點是爐體的回轉會使物料產生一個離心力，物料在離心力的作用下貼向爐壁而提高了傳熱效率，在物料翻轉混合過程中使得炭化均勻，此外，回轉式炭化裝置因為爐體為轉動部件，可通過在爐體橫向上增設支撐點保證較小的撓度，因此回轉式炭化裝置具有不受規模限制和炭化均勻等優勢。

在工業化推廣中，熱解效率高和節約能源是突出主題，因此如何能夠貼合熱解工藝提高 生物炭產率和品質，以及如何在熱解炭化過程中減少能量損失、高效利用有限資源是未來的發展趨勢。

發明內容

本發明的目的是為了解決技術背景中所述現有生物質熱解技術中存在的熱解效率低，能量損失嚴重這一問題，公開一種回轉式分段加熱生物質連續熱解設備，該裝備采用了高溫燃燒氣余熱回用原理，設計可調節式分段加熱的熱解爐。主要包括主要包括進料系統(1)、干燥室(2)、預熱解室(3)、保溫熱解室(4)、固氣分離系統(5)、熱解氣凈化分離系統(6)、氣體回熱系統(7)和密封系統(8)。進料系統(1)通過機械動密封一(104)連接回轉爐，回轉爐后端再經機械動密封二(402)連接固氣分離系統(5)，熱解氣凈化分離系統(6)連接在固氣分離系統(5)的上端，后端連接氣體回熱系統(7)，氣體回熱系統(7)將燃燒后的高溫氣體再分別通入至干燥室(2)、預熱解室(3)和保溫熱解室(4)提供熱量。

所述的回轉式分段加熱生物質連續熱解設備，回轉爐壁(709)外部套有保溫爐壁(710)，回轉爐壁(709)與保溫爐壁(710)之間的中空部分通入燃燒室(704)中燃燒后的高溫煙氣。

所述的回轉式分段加熱生物質連續熱解設備，氣體回熱系統(7)連接在熱解氣凈化分離系統(6)后端，包括羅茨風機(701)、電磁流量閥(702)、流量計(703)和燃燒室(704)，三個燃燒室(704)的后端分別連接干燥室(2)、預熱解室(3)和保溫熱解室(4)。

所述的回轉式分段加熱生物質連續熱解設備，三個燃燒室(704)前端均連接有電磁流量閥(702)，電磁流量閥(702)可設定不同的進氣流量，不同的進氣流量燃燒后產生不同的熱量，以實現對干燥室(2)、預熱解室(3)和保溫熱解室(4)加熱溫度的調控。

所述的回轉式分段加熱生物質連續熱解設備，干燥室(2)和預熱解室(3)之間，預熱解室(3)和保溫熱解室(4)之間分別設有可移動式隔熱板(711)，隔熱板(711)與回轉爐壁(709)和保溫爐壁(710)之間采用雙向軟填料密封方式，隔熱板(711)兩端焊接齒條(707)，齒條(707)伸出爐外且上端與調節齒輪(706)嚙合，下端貼在水平刻度線(708)上，隔熱 板(711)的移動范圍限定在回轉爐軸向1/4-1/2之間，通過調節齒輪(706)調節干燥室(2)、預熱解室(3)和保溫熱解室(4)的區間長度，以滿足不同的工藝要求。