[發明專利]一種內螺旋多條件電磁加熱生物質高效熱解氣化爐

在審

• 申請號: 201711045886.1
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107699289A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 趙立欣;孟海波;叢宏斌;姚宗路;姬文心;胡二峰;霍麗麗;馬騰;賈吉秀
• 申請（專利權）人: 農業部規劃設計研究院
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/30;C10J3/72;C10J3/74
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技術領域

本發明專利涉及農業固體廢棄物能源化綜合利用領域，尤其針對農作物秸稈、稻殼等生物質的熱裂解產油產氣及生物質熱解炭的生產，具體是指一種內螺旋輸料、滿足多種生產實驗條件下的電磁加熱生物質高效熱解氣化爐。

背景技術

我國是個農業大國，農作物秸稈稻殼等生物質資源豐富、種類繁多，據有關統計，僅玉米、水稻、小麥等大宗農作物秸稈的常年產量就已超過5億噸。近年來，在國家出臺的一系列支持秸稈利用的政策的鼓勵推動下，秸稈的資源化綜合利用取得了長足進步，但由于其量大面廣，利用成本高，資源密度低，仍有較大部分秸稈資源得不到充分利用。由于經濟的發展，農戶家庭已實現電氣化，秸稈資源已經不再作為做飯取暖的燃料，大量的秸稈被直接付之一炬，此舉不僅造成了資源浪費，而且造成嚴重的空氣污染，部分區域直接影響了高速通行、航班起降。生物質熱解是秸稈資源化綜合利用的重要的途徑之一，其特有的轉化速度快、效率高、適應面廣的等特點，對于增加農民收入，減少空氣污染，促進秸稈能源化利用具有重要的戰略意義。

目前，我國的秸稈資源化、能源化利用方面還十分落后，尤其體現在技術人才儲備不足，而熱裂解設備的缺乏嚴重制約了我國在秸稈等生物質熱裂解試驗及工業化生產的發展。生物質熱裂解是一個復雜的物理化學反應過程，以秸稈為例，物料的粒徑、裂解時的升溫速率、反應溫度、物料周圍的氣氛環境等條件都深刻影響著熱解油、氣及生物炭的產量和品質。生物質熱裂解的同時，工況十分復雜，設備運行時的高溫及高濃度的可燃氣，如設備密封不到位，極易產生爆燃，引起危險。生物質熱裂解時需要額外提供的能量以致生物質中纖維素、半纖維素、木質素等成分的分子鏈發生斷裂，因此，需要消耗大量的能源，利用傳統的油氣燃燒加熱效率低下，能量利用率低且易造成空氣等環境污染，需要額外購置尾氣除塵及污染物檢測裝置，設備成本較高；傳統的電阻絲加熱與油氣燃燒加熱相比加熱效率雖有所提高，但熱量散失仍十分嚴重，且電阻絲容易老化，壽命較短，更換電阻絲增加額外費用。

針對上述情況，利用現有技術條件，綜合考慮生物質熱裂解所需條件，全新設計一種高效率生物質熱解氣化爐。設備在滿足試驗生產所需條件的同時，最大限度提高能源轉化利用效率，做到節能、環保、高效率。

發明內容

本發明專利是為生物質的能源化利用提供一種高效率熱解氣化爐，該裝置采用國標無縫鋼管作為加熱筒體，采用新型電磁加熱方式加熱爐體，筒體外部的石棉保溫層上纏繞有電磁線圈，可以產生交變磁場，筒體和輸料螺旋扇面在交變磁場中產生渦流，發生自熱，在輸料螺旋與筒體之間形成一個個加熱腔室，生物質在運動的同時完成裂解氣化。

本發明專利是為生物質的能源化利用提供一種高效率熱解氣化爐，該裝置在筒體加熱區中后段設有水蒸汽自產噴入裝置。毛細銅管緊緊地以順時針或逆時針方向單排纏繞于筒體之上，一端連接有微型補水泵，另一端與蒸汽發生器相連，蒸汽發生器通過十字接通分別與蒸汽噴嘴、安全泄壓閥、氣壓表相連，安全泄壓閥設置壓力小于微型補水泵的進水壓力。在受熱銅管與微型補水泵之間安裝有單向閥門，防止水流倒流。與蒸汽噴嘴連接的管道安裝有進排氣閥門，方便工作人員根據實驗以及生產實際情況通入、排出蒸汽發生器中的蒸汽。在蒸汽發生罐上安裝有水位傳感器，實現了補加水的自動化控制，以上管道及蒸汽發生器外部均包裹有保溫層。

本發明專利是為生物質的能源化利用提供一種高效率熱解氣化爐，該裝置在筒體及受熱毛細銅管外部包裹有石棉保溫層，減少熱量散失，電磁線圈纏繞在石棉保溫層上，以提供加熱筒體和輸料螺旋所需的交變磁場。

本發明專利是為生物質的能源化利用提供一種高效率熱解氣化爐，該裝置在筒體兩段安裝有密封軸承的法蘭盤上安裝有散熱片，散熱片上安裝有散熱風扇，增強散熱效果，保證密封軸承發揮最好的密封效果。

本發明專利是為生物質的能源化利用提供一種高效率熱解氣化爐，該裝置在筒體前端進料口之后安裝有安全防爆裝置，安全防爆裝置選用彈簧式安全閥，當爐體內部進入少許空氣，爐內熱解氣發生爆燃時，及時泄出裝置內部壓力，保護人員及設備安全，當壓力下降至安全值時及時關閉防止外部空氣進入裝置內部，引起更為強烈的爆燃事故。

本發明專利是為生物質的能源化利用提供一種高效率熱解氣化爐，該裝置在筒體前端進料口后部設有氣體通入管，試驗及生產工作人員可以根據需要通入不同氣體，以滿足生物質熱解對不同氣氛的需求。本裝置工作狀態采用微正壓設計，在設備后端留有熱解氣排出管，并安裝有氣壓表和壓力感應器，熱解氣排出管與空壓機相連，壓力傳感器與空壓機控制系統連接，以實現對裝置壓力的自動化控制。