[發明專利]一種多功能全自動式的生物質炭化系統及生物質炭化方法

有效

• 申請號: 202110140506.2
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112899003B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 王云剛;白彥淵;鄒立;趙欽新;梁志遠;邵懷爽
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02;C10B57/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種多功能全自動式的生物質炭化系統，其特征在于：包括生物質粉碎機(1)、由煙氣供熱的生物質干燥器(2)、炭化爐、生物炭收集裝置(19)、風機(9)、第一壓力傳感器(3)、第二壓力傳感器(24)、煙氣溫度傳感裝置(4)、余熱利用裝置(6)、煙氣脫硫脫硝處理裝置(7)、煙囪(8)、油氣分離裝置(20)、裂解氣凈化冷卻裝置(10)、第一閥門(5)、第二閥門(23)、第三閥門(28)、生物質進料口(30)、生物質出料口(31)、焦油收集罐(21)、裂解氣儲集罐(22)、裂解氣成分檢測裝置(25)和天然氣儲氣罐(26)；生物質粉碎機(1)出口與生物質干燥器(2)的生物質進口通過管道相連，生物質干燥器(2)的生物質出口連通炭化爐的生物質進料口(30)，炭化爐的生物質出料口(31)連通生物質炭收集裝置(19)；由生物質干燥器(2)干燥后的生物質進入炭化爐進行炭化，炭化后的生物質進入生物質炭收集裝置(19)；炭化爐的出口與油氣分離裝置(20)進口通過管道連接；裂解氣凈化冷卻裝置(10)與油氣分離裝置(20)相連通，油氣分離裝置(20)下裝有焦油收集罐(21)，裂解氣凈化冷卻裝置(10)凈化后的裂解氣通向炭化爐的管道裝有裂解氣儲集罐(22)和第二閥門(23)，在裂解氣儲集罐(22)與炭化爐內燃燒器(18)連接的管道上裝有裂解氣成分檢測裝置(25)和天然氣儲氣罐(26)，天然氣儲氣罐(26)與管道連接處設置第三閥門(28)；炭化爐中的煙氣夾套(14)出口與余熱利用裝置(6)煙氣入口通過煙道連接，煙道上設置有第一閥門(5)，余熱利用裝置(6)煙氣出口連通煙氣脫硫脫硝處理裝置(7)入口，煙氣脫硫脫硝處理裝置(7)出口連通煙囪(8)；風機(9)出口與余熱利用裝置(6)的冷空氣入口連通，余熱利用裝置(6)的熱空氣出口與生物質干燥器(2)的熱空氣進口連通，風機(9)送風進入余熱利用裝置(6)進行換熱，空氣溫度升高后進入生物質干燥器(2)對生物質間接加熱干燥，然后進入炭化爐中的煙氣夾套(14)用作燃燒所用的空氣；余熱利用后的煙氣通過煙氣脫硫脫硝處理裝置(7)處理后從煙囪(8)排出；

所述炭化爐由炭化爐本體(13)和設置在炭化爐本體(13)外周圈的煙氣夾套(14)組成，炭化爐本體(13)中裝有炭化溫度傳感裝置(29)、電加熱棒(15)和控制電加熱棒(15)功率的溫控箱(16)，炭化爐本體(13)中心設置有由電動機(11)帶動的螺旋推料桿(17)，炭化爐本體(13)在與電動機(11)連接處設置軸套密封(12)防止空氣泄露；煙氣夾套(14)中裝有燃燒器(18)、第一壓力傳感器(3)和煙氣溫度傳感裝置(4)，煙氣夾套(14)上設有空氣進口和煙氣通道；

所述炭化爐本體(13)包括外殼體和內殼體，外殼體不動用于固定整個炭化爐，內殼體(27)位于外殼內可旋轉，并在內殼體內壁設有葉狀金屬突起，在金屬突起內埋有電加熱棒(15)用于為生物質炭化供熱；炭化過程由煙氣夾套(14)和內殼體(27)共同提供熱源，通過螺旋推料桿(17)螺旋運動和內殼體(27)的旋轉運動推動生物質完成炭化過程，內殼體(27)與螺旋推料桿(17)的運動同向或反向從而改變生物質炭化的速度；整個炭化系統通過控制螺旋推料桿(17)的功率，溫控箱(16)控制電加熱棒(15)的功率，內殼體(27)的旋轉功率調節炭化的速度和溫度，對不同成分的生物質采用不同的炭化速度和溫度來提高生物質炭的品質并提高能源利用率；

使用油氣分離裝置(20)將裂解產生的焦油和裂解氣進行分離，同時實現除塵的功能，分離后的焦油通過焦油收集罐(21)儲存起來，裂解氣給煙氣夾套(14)供熱；

通過油氣分離裝置(20)后的裂解氣通過管道通向裂解氣凈化冷卻裝置(10)，進行進一步的凈化除塵冷卻；凈化后的裂解氣通過管道進入裂解氣儲集罐(22)儲存，最后通向煙氣夾套(14)中的燃燒器(18)進行燃燒；

在裂解氣儲集罐(22)通往燃燒器(18)的管道設置裂解氣成分檢測裝置(25)和天然氣儲氣罐(26)，裂解產生的裂解氣用于燃燒前先檢測其成分是否滿足供熱需求，如果不滿足則通過天然氣儲氣罐(26)提供天然氣共同供熱。

2.根據權利要求1所述的一種多功能全自動式的生物質炭化系統，其特征在于：使用送風機(9)提供生物質干燥所需熱空氣，干燥后的空氣送往煙氣夾套(14)以供裂解氣燃燒；使用余熱利用裝置(6)，將煙氣夾套(14)中排出的煙氣用于給生物質干燥提供熱量，提高整個系統的能源利用率。