[發明專利]一種外熱式干餾爐及利用其的生物質干餾工藝

在審

• 申請號: 201710007349.1
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106753481A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 白守明;趙迪;張曉光;張美文;王冬楓;趙旭東;尹思
• 申請（專利權）人: 北京三聚環保新材料股份有限公司;科利特環能科技（大連）有限公司
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B47/02
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司11250
• 代理人: 閆聰彥

技術領域

本發明屬于生物質能綜合利用技術領域，具體涉及一種外熱式干餾爐及利用其的生物質干餾工藝。

背景技術

生物質是世界公認的最具潛力的非傳統化石資源之一，因其具有可再生、低污染和分布廣泛等特點，已成為我國能源可持續發展的一個主要開發利用方向。生物質干餾生產的干餾氣熱值高、產能大、可用于生產、生活用燃氣等，同時生產的生物炭、焦油和木醋液也是非常重要的化工原料。因此，生物質干餾熱解技術已成為生物質能利用的一個重要發展方向。

生物質干餾技術是在完全無氧或只提供極有限氧的情況下對生物質進行熱分解而獲取多種干餾產品的方法。生物質干餾過程是一個復雜的化學反應過程，主要分為三個階段：物料干燥、預炭化和炭化階段。早期的生物質干餾熱解生產大多采用間歇操作，不能連續生產，無法實現大規模工業化。為此，連續干餾熱解技術應運而生，因其工藝連續性好、生產效率高、過程控制方便、產品炭化均勻及品相相對穩定等優點，已成為當前生物質干餾研究的熱點。例如，中國專利文獻CN102260507A公開了一種外熱式生物質熱解氣化爐，其由料倉、燃燒室、料槽和炭化料冷卻段組成，在料槽上設有料倉，在料槽下設有炭化料冷卻段，在炭化料冷卻段設有炭化料出口，在料倉上設有生物質原料進口，在燃燒室上設有空氣進口和尾氣出口，在料槽外周由上到下依次設有三個獨立的環型燃燒室，每個燃燒室的外壁上分別設有空氣進口及尾氣出口，內壁上設有煤氣溢出管，煤氣溢出管與料槽聯通。

上述技術通過采用外熱式干餾裝置較內燃式可有效避免生物質受熱不均而導致物料局部溫度過高，以引起生物炭煤灰化的問題。但上述裝置在其燃燒室的內壁上設置與料槽連通的煤氣溢出管，使得生物質干餾所產生的干餾氣全部進入燃燒室中燃燒以產生熱能，繼而為生物質干餾供熱，致使干餾氣的利用率較低。另外，上述裝置并未設置熱量回收單元，致使其燃燒室所形成的高溫尾氣的熱量得不到有效回收，從而造成熱量的利用率差。基于此，如何對現有的外熱式干餾爐的結構進行改進以克服上述不足，這對于本領域技術人員而言是一個亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有的外熱式干餾爐所存在的干餾氣利用率低、熱量回收率低的缺陷，進而提供一種干餾氣利用率高、熱量回收率高且干餾效果好的外熱式干餾爐。

為此，本發明實現上述目的的技術方案為：

一種外熱式干餾爐，包括爐體，在所述爐體內設置：

至少一個干餾室，所述干餾室的頂部和底部分別設有進料口和排料口，在所述干餾室的上部設置干餾氣聚集室；

燃燒室，與所述干餾室相鄰設置，所述燃燒室包括至少一個火道和集氣室，在所述火道長高度方向上的兩端部均設有燃氣噴嘴，所述燃氣噴嘴與所述火道的側壁之間形成氣體通道，所述氣體通道連通所述火道與所述集氣室；

至少一個蓄熱室，與所述火道相鄰設置，所述蓄熱室通過所述集氣室與所述火道連通；在所述蓄熱室內設置有蓄熱結構，在所述蓄熱室對應的所述爐體的側壁上設置風門，所述蓄熱室通過所述風門與爐體外環境相通。

優選地，所述燃燒室包括若干個相互平行設置的所述火道，每個所述火道均與所述干餾室相鄰。

優選地，所述干餾室設置于相鄰兩個燃燒室之間。

優選地，所述蓄熱結構包括篦子磚層及設置于所述篦子磚層上的多個格子磚層，使得所述蓄熱結構具有供助燃氣體或煙氣流通的通道。

優選地，沿所述火道的高度方向設置兩個所述蓄熱室，每個所述蓄熱室均配置一個所述風門。

進一步地，所述蓄熱室還與所述干餾室相鄰設置。

優選地，在所述氣體通道對應的所述爐體上設置觀火孔。

優選地，所述干餾室的頂部尺寸比其底部尺寸小0～150mm，以保證生物質在干餾室內順行。

一種利用上述外熱式干餾爐對生物質進行干餾的工藝，包括如下步驟：

經由一個風門向爐體內提供助燃氣體，所述助燃氣體在火道中與來自燃氣噴嘴的燃氣混合并發生燃燒，燃燒產生的熱量為干餾室供熱；

燃燒所形成的負壓不斷地將助燃氣體吸入爐體內，而燃燒所產生的煙氣則由另一個風門排出，每隔15～30min切換爐體內助燃氣體的流動方向與煙氣的流動方向，以實現對助燃氣體的預熱和對煙氣的換熱。

優選地，所述火道內的溫度為500～1000℃。

優選地，所述干餾室內的干餾溫度為300～800℃。

本發明的上述技術方案具有如下優點：