[發明專利]一種太陽能加熱的生物質熱解爐及其應用方法

在審

• 申請號: 201910355557.X
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110172356A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 龐赟佶;孟浩楠;陳義勝;吳宇婷;許嘉
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/00;C10B57/10;F24S20/30;F24S23/70;F24S30/45
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 吳彩鳳

本發明公開了一種太陽能加熱的生物質熱解爐及其應用方法，包括熱解爐、聚光裝置，所述熱解爐為圓柱體狀；所述熱解爐以臥式姿態安裝在旋轉支架上；所述旋轉支架底端安裝在轉動底座上；所述旋轉支架將熱解爐架設懸空，旋轉支架用于將熱解爐從臥式姿態向立式姿態轉動調節；所述轉動底座用于將旋轉支架連同旋轉支架上的熱解爐在水平面內轉動調節；所述聚光裝置圍繞熱解爐設置，用于將照射在其上的太陽光線聚集反射在熱解爐上，對熱解爐進行加熱；本發明提供了一種可以根據太陽的位置調節熱解爐和復合聚光鏡的方向和角度的生物質熱解爐，最大限度的利用太陽能為熱解爐提供熱能，并將該裝置應用到生物質熱解中，達到節能環保的目的。

技術領域

本發明屬于熱能工程領域，特別涉及一種太陽能加熱的生物質熱解爐及其應用方法。

背景技術

生物質是一種清潔且可再生能源，它來源于動、植物可再生的物質，常見的生物質有農作物秸稈、松木屑等，對生物質的利用緩解了現在能源緊張的問題；目前，對生物質、生活垃圾等固體垃圾處理的方法有填埋、焚燒、熱解、堆肥和氣化等，其中熱解技術在對生物質、固體生活垃圾等處理方面有著較大的優勢，具有物料適應性好，轉化效率高，反應速率快，系統規模靈活等特點，已經被許多人應用到處理城市生活垃圾，工業固體廢物中；傳統的熱解爐有內熱式熱解爐、外熱式熱解爐、流化床熱解爐、旋轉床熱解爐等等，傳統的熱解爐大多采用電加熱，在加熱熱解生物質時所需要大量熱量，而這些熱量的產生又會消耗大量能源，面對資源緊缺的當今社會，找到新能源來代替是現在一個迫在眉睫的問題。

生物質熱解溫度一般為300℃～500℃，太陽能是一種源源不斷的能源，太陽內部不斷進行著熱核反應，輻射出大量的能量，如果我們能夠將太陽輻射出來的能量充分利用到熱解技術中，將有效緩解傳統能源的短缺，而且太陽能是清潔能源，不會對環境造成污染；在金會心的《聚光太陽能加熱昭通褐煤的氣化試驗研究》中，涉及到了用聚光設備熱解的試驗，溫度滿足生物質熱解，并且溫度要求更高的氣化也可以達到，由此，我們發明出一種將太陽能聚集加熱的裝置，將其用到生物質熱解中。

現有技術，申請號為201820079136.X的中國實用新型專利公開了一種太陽能與生物質能耦合熱解裝置，該裝置包括熱解爐、復合聚光鏡、溫度傳感器、控制單元、循環泵、生物質顆粒燃燒爐、回流管、供熱管、換熱器、主干管、冷凝裝置、儲氣柜、儲油罐、儲液罐、油液分離裝置；熱解爐的圓柱保溫層具有單向導熱性，僅允許熱量進入熱解爐，復合聚光鏡安裝于熱解爐上，循環泵安裝在生物質顆粒燃燒爐的回流管上，換熱器和溫度傳感器都安裝在熱解爐中，主干管安裝在熱解爐和冷凝裝置之間，冷凝裝置分別與儲氣柜和油液分離裝置連接，油液分離裝置連接分別與儲油罐和儲液罐連接；其工作原理是：當任意太陽光線進入復合聚光鏡的漸開線部分時，進入點處漸開線的法線總是與熱解爐的圓柱表面相切，則反射光線一定與熱解爐的圓柱外圓相交，同時，對于復合聚光鏡的拋物線部分，所有入射方向在∠AMC范圍內的太陽光線都能聚集到熱解爐上，實現了無需追蹤的高效集熱，控制單元根據熱解爐中溫度傳感器測得的溫度控制循環泵和生物質顆粒燃燒爐的啟閉，當遇到陰雨天氣或者冬季溫度較低時，溫度傳感器測得的溫度低于熱解爐所需熱解溫度，控制單元啟動循環泵和生物質顆粒燃燒爐，生物質顆粒燃燒爐為熱解爐補充熱量，當太陽光充足時，復合聚光鏡聚集的熱量使熱解爐中溫度達到所需熱解溫度，控制單元關閉循環泵和生物質顆粒燃燒爐，從而有效提高太陽能保證率；熱解后的混合物經主干管輸送到冷凝裝置中，冷凝后的氣體輸送到儲氣柜，液體進入下一級油液分離裝置，最終通過油液分離裝置將分離出的木醋液和木焦油分別輸送到儲液罐和儲油罐中。

該專利公開的技術方案中熱解爐、復合聚光鏡為固定方向，而一天當中太陽的位置一直在變化，其太陽能利用率較低，不能最大限度的利用太陽能；因此，本發明人設計了一種可以根據太陽的位置調節熱解爐和復合聚光鏡的方向和角度的生物質熱解爐，最大限度的利用太陽能為熱解爐提供熱能，達到節能環保的目的。

發明內容