[發明專利]用于秸稈的連續清潔炭化裝置

有效

• 申請號: 202010596203.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111732961B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 陳登宇;岑珂慧;章一蒙;周建斌;張書
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B49/04
• 代理公司: 南京材智匯知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32449
• 代理人: 喬淑媛

本發明提出的是一種用于秸稈的連續清潔炭化裝置，用于秸稈的連續清潔炭化裝置，其結構包括進料系統、上錐體、中部筒體、冷卻出炭裝置、中間旋轉燃燒管；其中上錐體設于中部筒體的頂部，進料系統設于上錐體的外部側面，冷卻出炭裝置設于中部筒體的底部；中間旋轉燃燒管通過上軸承和下軸承安裝于中部筒體內部的中軸線上。本發明通過設置連續進料和出料系統，進而實現炭化的連續性；設置帶多級托盤的中間旋轉燃燒管，實現可燃氣直接在內部燃燒管內間接燃燒，提供炭化所需的熱量，無需外送回燒，進而實現清潔炭化過程；并通過獨特的托盤結構，可使秸稈不架橋，并通過刮板均勻下落，實現秸稈的充分炭化，得到高品質的秸稈炭。

技術領域

本發明涉及的是用于秸稈的連續清潔炭化裝置，屬于生物質能源技術領域。

背景技術

在目前生物質材料的資源化利用過程中，農林生物質占生物質材料來源的主要部分，尤其是秸稈資源的有效利用是生物質能源研究和開發的重中之重。傳統秸稈直燃技術中的分布式利用方法存在污染嚴重、成本高、秸稈收儲運難以規模化等問題，許多專家研究指出將秸稈熱解制成生物質炭，將生物質炭制備炭基肥以修復土壤或者用來生產機制炭棒用于燒烤取暖，可以克服直燃帶來諸多問題。

傳統的秸稈熱解氣化技術有以下幾種：一是外熱、單爐秸稈熱解炭化技術，通過在反應釜中加入秸稈，在爐下使用可燃材料點火提供熱解需要的熱量，此種方式可以得到高品質熱解炭，但是生產過程不能連續進行，每生產一釜產品后必須停爐再加入一釜原料，而且熱解產生的大量有害氣體排放會造成嚴重污染；為了克服上述缺陷，部分技術人員提出將氣體收集回燒的方案，但是收集的氣體燃燒后同樣會產生大量的焦油和醋液，污染環境。二是回轉窯式內熱炭化技術，通過犧牲部分秸稈在回轉窯內部燃燒來提供熱解所需的熱量，但此種方式得到秸稈炭品質差，也無法解決環境污染問題。三是回轉窯外熱式炭化技術，此種技術在現有秸稈炭生產線中應用較多，通過在回轉窯下部設置有可燃氣的燃燒腔，將秸稈熱解產生的可燃氣引出爐外凈化后，再送入下部燃燒腔燃燒提供熱解所需的熱量，此種方式表面上可以實現連續生產，但是熱解產生可燃氣引出爐外后，需要凈化炭化產生的大量焦油等有機物污染，長時間運行后會導致管道堵塞，使得生產過程中斷，甚至引發安全事故。

發明內容

本發明的目的在于克服現有秸稈熱解氣化技術及裝置存在的上述問題，提出一種新型的用于秸稈的炭化裝置，實現秸稈炭化過程的連續進行，生產過程清潔環保，產物秸稈炭品質高。

本發明的技術解決方案：用于秸稈的連續清潔炭化裝置，其結構包括進料系統、上錐體、中部筒體、冷卻出炭裝置、中間旋轉燃燒管；其中上錐體設于中部筒體的頂部，上錐體的頂部設有蓋板，中間旋轉燃燒管的頂端通過上軸承固定于蓋板的中心通孔處；進料系統設于上錐體的外部側面，包括一級進料螺旋、過渡料筒、二級進料螺旋；其中一級進料螺旋相對水平安裝于二級進料螺旋的上方，一級進料螺旋的進料端設有料斗；一級進料螺旋的出料端通過過渡料筒連接二級進料螺旋的進料端，過渡料筒的外表面上設有料位計；二級進料螺旋的出料端伸入上錐體的側面；冷卻出炭裝置設于中部筒體的底部；中間筒體包括耐火層、底板、刮板；其中耐火層鋪設于中間筒體的內側表面，若干片刮板自上而下依次相間設于中間筒體內側，每片刮板與一級物料托盤相對應設置；底板設于中間筒體的底部，并與主管的底部相接，底板上設有用于冷卻秸稈炭的水夾套，并設有與冷卻出炭裝置連接的出料口。

進一步的，所述的中間旋轉燃燒管包括旋轉接頭、空氣管、陶瓷點火線、渦輪減速機、主燃燒管；其中空氣管設于主燃燒管的內部中軸線上，空氣管的頂端通過旋轉接頭與主燃燒管的頂端相連接；陶瓷點火線穿入空氣管的內部；渦輪減速機安裝于蓋板的上表面，并與主燃燒管的端頭管銷接。

進一步的，所述的主燃燒管包括燃氣進口、物料托盤、主管、刮炭板；其中燃氣進口設于主管頂端側面，若干級半圓形的物料托盤自上而下依次等間距地焊接于主管的側面，相鄰兩級物料托盤在水平方向對稱設置，物料托盤為半圓形，其表面均勻布滿氣孔，上下兩級物料托盤構成一個整圓；物料托盤的數量與間距根據原料尺寸、密度來設定；刮炭板設于主管的底端，并與最后一級物料托盤在水平方向對稱設置。