[實(shí)用新型]一種低溫制備生物炭的炭化設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720050649.3
• 申請(qǐng)日: 2017-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN206396123U
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉國(guó)順;任天寶;李志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南農(nóng)業(yè)大學(xué);河南恒綠威現(xiàn)代農(nóng)業(yè)能源有限公司
• 主分類號(hào): C10B53/02
• 分類號(hào): C10B53/02;C10B57/02;C10B57/14;C10B47/44
• 代理公司: 鄭州先風(fēng)專利代理有限公司41127
• 代理人: 黃偉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于生物炭制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫制備生物炭的炭化設(shè)備。

背景技術(shù)

生物炭是生物質(zhì)的炭化物，生物炭用途廣泛，既可作為高品質(zhì)能源、土壤改良劑，也可作為還原劑、肥料緩釋載體及二氧化碳封存劑等。目前生物炭已經(jīng)廣泛應(yīng)用于固碳減排、水源凈化、重金屬吸附和土壤改良等領(lǐng)域。

現(xiàn)有技術(shù)中生物炭的制備方法皆為將生物質(zhì)在無(wú)氧高溫條件下熱解炭化，但是生物質(zhì)在高溫?zé)峤獾倪^(guò)程中反應(yīng)較為復(fù)雜，同時(shí)存在吸、放熱現(xiàn)象、而且采用外部供熱，導(dǎo)致熱解溫度易升難降，很難做到穩(wěn)定調(diào)控。這不僅降低了生物質(zhì)的制炭率，而且生物質(zhì)所制得的生物炭受到高溫環(huán)境影響，碳結(jié)構(gòu)得到改變，碳原子之間的鍵合力十分穩(wěn)定且很難與官能團(tuán)結(jié)合，這就導(dǎo)致生物炭?jī)H保留較強(qiáng)的吸附效果，但其表面活性和生物活性基本全部消失，成為俗稱的“死炭”。這種生物炭作為土壤改良劑使用時(shí)，可以從土壤中吸附較多的營(yíng)養(yǎng)成分，但是由于碳原子之間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，很難作為微生物的碳源被分解利用。而且現(xiàn)有技術(shù)中的生物炭加工設(shè)備多為一體式設(shè)計(jì)，生物質(zhì)的流動(dòng)性較差且干燥、熱解過(guò)程相互影響，不僅造成能源的浪費(fèi)，也影響了生物質(zhì)在炭化過(guò)程中的階段性溫度控制，更重要的是對(duì)生物質(zhì)的種類選擇具有一定標(biāo)準(zhǔn)，如花生殼等小體積生物質(zhì)難以按照工藝設(shè)計(jì)方向進(jìn)行順暢流動(dòng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種低溫制備生物炭的炭化設(shè)備，本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行兩段式炭化作業(yè)，可以有效控制生物質(zhì)的炭化溫度和時(shí)間，提高生物質(zhì)的流動(dòng)性，提高出炭率和生物炭的品質(zhì)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種低溫制備生物炭的炭化設(shè)備，所述炭化設(shè)備包括分離設(shè)置的干燥裝置、低溫炭化裝置和高溫?zé)峤庋b置，干燥裝置的出料口通過(guò)上料機(jī)構(gòu)分別與低溫炭化裝置和高溫?zé)峤庋b置的進(jìn)料口連接，高溫?zé)峤庋b置的排氣口與低溫炭化裝置的燃料進(jìn)口連接，低溫炭化裝置的排氣口與干燥裝置的燃料進(jìn)口連接。

優(yōu)選的，所述干燥裝置和低溫炭化裝置的結(jié)構(gòu)相同，包括設(shè)有進(jìn)、出料口的筒體、加熱機(jī)構(gòu)和推料機(jī)構(gòu)，加熱機(jī)構(gòu)位于筒體下方，推料機(jī)構(gòu)位于筒體內(nèi)部。

優(yōu)選的，所述筒體呈由內(nèi)筒壁和外筒壁組成的夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒壁與外筒壁之間設(shè)有中空層，筒體頂部的排氣口處設(shè)有連通外界和筒體內(nèi)部的排氣管。

優(yōu)選的，筒體的內(nèi)筒壁上設(shè)有從進(jìn)料口盤旋至出料口的螺旋線型凸起。

優(yōu)選的，所述加熱機(jī)構(gòu)包括頂部被筒體底部外筒壁所密封的箱體，箱體設(shè)有燃料進(jìn)口和廢氣排管。

優(yōu)選的，所述推料機(jī)構(gòu)為螺旋輸送機(jī)，螺旋輸送機(jī)的傳動(dòng)電機(jī)位于筒體外部，設(shè)有螺旋葉片的軸桿位于筒體內(nèi)。

優(yōu)選的，干燥裝置與炭化裝置之間設(shè)有中轉(zhuǎn)倉(cāng)，中轉(zhuǎn)倉(cāng)的進(jìn)料口與干燥裝置的出料口連通，中轉(zhuǎn)倉(cāng)的出料口通過(guò)上料機(jī)構(gòu)分別與低溫炭化裝置和高溫?zé)峤庋b置的進(jìn)料口連接。

優(yōu)選的，所述高溫?zé)峤庋b置的排氣口通過(guò)第一可燃?xì)膺^(guò)濾、純化裝置及設(shè)有第一風(fēng)機(jī)的管道與低溫炭化裝置的燃料進(jìn)口連接；低溫炭化裝置的排氣口通過(guò)第二可燃?xì)膺^(guò)濾、純化裝置及設(shè)有第二風(fēng)機(jī)的管道與干燥裝置的燃料進(jìn)口連接。

具體的，本實(shí)用新型所述工藝流程如下：

點(diǎn)燃干燥裝置下方加熱機(jī)構(gòu)箱體內(nèi)預(yù)留的燃料，并對(duì)干燥裝置的筒體進(jìn)行預(yù)熱，然后提升機(jī)或其他等類型的上料機(jī)構(gòu)將生物質(zhì)原料從干燥裝置的進(jìn)料口導(dǎo)入筒體內(nèi)部，并在螺旋輸送機(jī)的推動(dòng)下朝向出料口方向移動(dòng)。生物質(zhì)原料在移動(dòng)中受到螺旋線型凸起的導(dǎo)向，可以作螺旋運(yùn)動(dòng)，不僅提高了流動(dòng)性能，而且均勻受熱，提高干燥效率，生物質(zhì)原料中的水分通過(guò)排氣管排出至外界。干燥后的生物質(zhì)原料從出料口排除，通過(guò)管道進(jìn)入中轉(zhuǎn)倉(cāng)中待用；

將中轉(zhuǎn)倉(cāng)中的干燥生物質(zhì)分別通過(guò)上料機(jī)構(gòu)導(dǎo)入低溫炭化裝置和高溫?zé)峤庋b置中，高溫?zé)峤庋b置按照現(xiàn)有技術(shù)的熱解方式對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行熱解，并分離出生物燃?xì)狻⒏邷厣锾俊⒛窘褂秃湍敬滓海锶細(xì)鈴呐艢饪谂懦觯?jīng)過(guò)第一可燃?xì)膺^(guò)濾、純化裝置的過(guò)濾后，被第一風(fēng)機(jī)吹入低溫炭化裝置中作為燃料供熱；低溫炭化裝置的加熱機(jī)構(gòu)采用高溫?zé)峤庋b置的生物燃?xì)庾鳛槿剂希?duì)低溫炭化裝置的筒體進(jìn)行加熱，筒體內(nèi)的生物質(zhì)在筒體內(nèi)低溫?zé)峤猓⒃?5-45min內(nèi)被螺旋輸送機(jī)推至出料口。生物質(zhì)低溫?zé)峤馍傻目扇夹詺怏w經(jīng)過(guò)第二可燃?xì)膺^(guò)濾、純化裝置的過(guò)濾后，被第二風(fēng)機(jī)吹入干燥裝置的加熱機(jī)構(gòu)中作為燃料供熱。

干燥裝置和低溫炭化裝置的加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)燃料燃燒后的煙氣從廢氣排管排出，經(jīng)過(guò)凈化處理后達(dá)標(biāo)排放。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：