[實用新型]一種自供熱生物質連續熱解制生物炭的裝置

有效

• 申請號: 201920362913.6
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN210314116U
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 蔣恩臣;任永志;王明峰;許細薇;胡志鋒;孫焱;吳宇健;李宗霖
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重

本實用新型提供了一種自供熱生物質連續熱解制生物炭的裝置。所述裝置包括依次連接的物料干燥系統、進料系統、熱解系統和炭箱調制系統，還包括燃燒控制系統和煙氣處理系統，其中燃燒控制系統一端與炭箱調制系統相通，另一端與熱解系統相連；煙氣處理系統與熱解系統相連。本實用新型所述裝置在生物質熱解過程中，直接將所產生的生物油和熱解氣作為燃料為生物質的熱解過程提供熱能，當生物質熱解過程持續穩定進行時，不需要額外提供外部能量，生物質熱解過程亦可持續進行，一方面降低了生物質熱解制生物炭的能耗；另一方面，直接將產生的生物油和熱解氣進行燃燒處理，省去了后處理的過程，同時其燃燒后的氣體還能用于干燥物料且對環境友好。

技術領域

本實用新型屬于熱解制生物炭技術領域，更具體地，涉及一種自供熱生物質連續熱解制生物炭的裝置。

背景技術

生物質熱解技術是指將生物質原料置于絕氧或缺氧環境中加熱升溫到一定溫度后，生物質發生熱化學反應而分解形成生物炭、生物油和熱解氣的過程。而生物質熱解制生物炭技術是以生物炭為最終產物的熱解技術，而生物油和熱解氣作為副產物存在。該技術主要包含三個階段：第一個階段為生物質干燥階段，主要為水分蒸發析出；第二個階段為揮發分析出階段，主要為生物質內部的纖維素、半纖維素和木質素等發生熱分解發應而釋放出生物油和熱解氣的揮發物；第三個階段為炭化階段，主要是熱解后半焦形成富炭的殘留物。

生物炭由于具有較大的比表面積和豐富的孔隙率，質量較好的生物炭可作為活性炭、民用燒烤炭、可降解生物炭基材料等，具有較高的市場價值。而質量一般的生物炭，可作為土壤改良劑改良土壤中的有機物，提高水分的釋放時間，通過生物炭表面豐富的活性基團吸附土壤中的重金屬或其他污染物；或者與肥料通過混合、熔融等工藝形成生物炭肥料，減緩了肥料在土壤或水中的釋放程度，使得肥力能較長時間保存，而且不會對農作物的根部造成燒蝕的影響。

現階段連續熱解制生物炭的技術主要得到生物炭，同時獲得副產物生物油和熱解氣，其中通過冷凝獲得生物油。一方面，在聯產模式(即同時收獲主產物和副產物)過程中，熱解過程需要外加熱源，通過電加熱、煙氣加熱或者燃料燃燒加熱等方式，需要的能耗較高；另一方面，由于生物油的組分較復雜，且生物油特別是重油部分粘度非常大，連續運行一段時間后會沾在冷凝設備上，不易清理，而且會沾住煙氣中的灰分而堵塞冷凝設備或者管道，影響連續運行，更有甚者形成較嚴重的事故。此外，冷凝后的熱解氣其熱值較低，不利于高效燃燒，而如果直接排放，則不能達到環保要求。

因此，聯產模式存在諸多有待于解決的問題，而僅收獲單一產物(生物炭) 時，不僅能耗高，且生物油和熱解氣的直接排放不符合環保要求。為減少生物油和熱解氣的直接排放，同時也為了節約能源，專利WO2015/196841記載的農林生物質連續熱解炭化方法中，將熱解氣作為燃料燃燒為連續熱解裝置供熱，但是僅有熱解氣進行了有效利用，而生物油未得到充分的利用，且還需要進行后處理才能排放，不僅燃料未得到充分的利用，且還需要額外的處理，導致工作量和成本的上升。

在目前能源越來越緊缺，且國家對能耗水平的要求越來越嚴格的情況下，有必要對上述生物質熱解過程的能耗水平、環境友好程度進行進一步的提升。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術中生物質熱解過程的能耗高、生物油和熱解氣后處理麻煩或直接排放污染環境的缺陷和不足，提供一種自供熱生物質連續熱解制生物炭的裝置。本實用新型所述裝置在生物質熱解過程中，直接將所產生的生物油和熱解氣作為燃料為生物質的熱解過程提供熱能，當生物質熱解過程持續穩定進行時，不需要額外提供外部能量，生物質熱解過程亦可持續進行，一方面降低了生物質熱解制生物炭的能耗；另一方面，直接將產生的生物油和熱解氣進行燃燒處理，省去了后處理的過程，同時其燃燒后的氣體還能用于干燥物料且對環境友好。

本實用新型上述目的通過以下技術方案實現：