[實用新型]一種生物質連續熱解炭化裝置

有效

• 申請號: 201621079117.4
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN206127211U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張利亞;張軻茵;石紹利;王孟晴;張豐基;王威;韓楓
• 申請（專利權）人: 張利亞
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B21/10
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 張鵬輝

技術領域

本實用新型屬于生物質熱解技術領域，具體涉及一種生物質連續熱解炭化裝置。

背景技術

我國是秸稈產出大國，農作物秸稈的污染問題一直是困擾農業發展的瓶頸。根據生物質轉化途徑，目前生物質能源化利用技術包括物理轉化、生物轉化和化學轉化。物理轉化主要為物理壓縮、壓塊處理，制備生物質固體成型燃料；生物轉化主要是厭氧消化制沼氣和發酵生產乙醇；化學轉化包括液化、氣化、炭化等，是目前國內外研究的重點，主要集中在生物質液化和氣化方面的研究，對于生物質炭化制備生物質炭燃料的研究較少，且目前的生物質熱解炭化技術一般采用間歇工藝在中溫(400℃-700℃)或高溫(≥700℃)下進行，成本高、大多停留在實驗室研究階段。

生物質熱解是指生物質在無氧或低氧的條件下，通過熱化學反應將生物質大分子物質(木質素、纖維素和半纖維素)分解成較小分子的燃料物質(固態炭、可燃氣、生物油)的熱化學轉化技術方法。

現有技術中，CN102703099A公開了一種垂直移動床稻殼碳化爐，該垂直移動床稻殼碳化爐包括顆粒系統、燃氣系統、操作氣系統和控制系統，顆粒系統形成稻殼下落的垂直移動床，所述操作氣系統為產生操作氣的工作部，所述稻殼在垂直移動床內與操作氣發生逆流熱交換；所述燃氣系統包括冷凝器、燃氣風機和副燃氣風機，所述燃氣風機和副燃氣風機利用管道連接顆粒系統中上爐體的排氣口，所述冷凝器設置于所述管道上；所述操作氣系統包括設置有主燃燒器和點火燃燒器的燃燒室，所述主燃燒器連接送風機和所述副燃氣風機。該碳化爐在運行時，稻殼從垂直移動床的上部進料，在其內部依靠重力實現自流，稻殼在碳化爐內發生熱解反應，反應的氣相產物經過冷凝器分離為兩相：氣相產物為可燃氣體，液相產物為粘度很低的輕質木焦油，可燃氣體由燃氣風機驅動，送至燃氣用戶；燃氣風機送出的可燃氣體分出一路，由副燃氣風機升壓后送入燃燒器，可燃氣體與空氣在燃燒室內燃燒，生成高溫煙氣，經過噴水減溫器后，煙氣溫度被精確調制到指定溫度，作為碳化爐的操作氣使用。

上述垂直移動床稻殼碳化爐在生產規模上實現了稻殼的控溫連續碳化，產品為活性碳化稻殼、輕質木焦油和可燃氣體，無廢水排放。但是，碳化爐產生的可燃氣體不可避免的會攜帶出部分的碳顆粒和粉塵，如直接進入冷凝器及后續的循環燃燒系統，會在冷凝器內部結垢，影響換熱效率，且收集的液體產物含雜質過多，品質不高；同時，固體粉塵隨可燃氣體進入燃燒器，會造成燃燒器堵塞、氣體燃燒不均勻，甚至爆燃的現象，影響進入碳化爐的操作氣溫度的可控性及系統運行的穩定性。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種生物質連續熱解炭化裝置，解決現有碳化爐產生的可燃氣體攜帶碳顆粒和粉塵進入燃氣循環系統，造成的系統結垢、液體含雜質過多及燃燒不均勻的問題。

為了實現以上目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種生物質連續熱解炭化裝置，包括移動床熱解系統和燃氣循環系統，所述移動床熱解系統包括移動床熱解炭化爐，所述燃氣循環系統包括除塵器、冷凝器和回流加熱器，所述除塵器的氣體進口與移動床熱解炭化爐的熱解氣出口相連接，除塵器的氣體出口與所述冷凝器的氣體進口相連接，冷凝器的氣體出口與所述回流加熱器的燃氣進口相連接，回流加熱器的熱氣流出口與移動床熱解炭化爐的熱氣流進口相連接。

所述除塵器為旋風除塵器。

所述燃氣循環系統還包括設置在冷凝器與回流加熱器之間的吸附器，所述吸附器的氣體進口與冷凝器的氣體出口相連接，吸附器的氣體出口與回流加熱器的燃氣進口相連接。

所述回流加熱器上還設有助燃氣體進口和氮氣進口，用于向回流加熱器供助燃氣體和/或氮氣。

所述回流加熱器還設有輔助加熱系統，所述輔助加熱系統為設置在回流加熱器上的補充燃料進口或設置在回流加熱器內部的電加熱器，用于補充燃料或補充自循環能量的不足。優選的，所述補充燃料為天然氣。

所述回流加熱器上連接有尾氣排放管道；或者，回流加熱器的熱氣流出口與移動床熱解炭化爐的熱氣流進口相連接的管道上連接有尾氣排放管道。

所述移動床熱解炭化爐的頂部設有進料口、底部設有出料口，所述進料口、出料口連接的管道上均依次串聯設置有2～3個閥門，通過上、下閥門的交錯開閉實現進料和/或排料時設備的密閉。

所述移動床熱解炭化爐內部還設有物料層料位探測器，用于探測物料層料位并反饋給PLC自動化控制系統，通過PLC自動化控制系統控制進料口、出料口處的閥門實現自動進料和/或自動出料。