一种集成式螺旋进料烟草热解设备的制作方法

本发明涉及生物质热解，具体涉及一种集成式螺旋进料烟草热解设备。

背景技术：

1、烟草作为主要的非粮食作物之一，在全世界的农业中发挥着重要作用。我国是烟草种植大国,每年烟草产量达到4～5亿吨,其中不能用于卷烟制造的剩余部分都属于烟草废物，由于含有烟碱(俗称尼古丁)，通常被丢弃，只有一部分被回收。回收的废物被用于生产低价值的烟草纸，这导致了具有抗氧化、抗炎、抗真菌特性的大量生物活性化合物的浪费。除烟碱外，烟草废弃物还含有大量的茄尼醇，酚类化合物，碳水化合物等具有经济价值的物质。此外，在烟草热解过程中，会产生少部分烟草特有的高附加值产物，对这些成分的提取引起了科学家的兴趣。

2、现有的热解设备存在炉温高且不均匀、加热温度难以测定且不精准、过热过烧、热解产物难以确定，导致热解产物不能满足后续的冷凝、萃取和提纯的实验需求的问题。

3、鉴于上述问题，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种集成式螺旋进料烟草热解设备，能够实现螺旋进料，精准控温，使物料受热均匀充分热解，提升热解效率，将热解后剩余的残渣自动排出，避免人工排料带来的危险，实现了热解自动化。

2、本发明采用的技术方案在于：

3、提供一种集成式螺旋进料烟草热解设备，包括：热解筒、废料收集器、螺旋蜗杆和电加热硅碳棒组，所述热解筒内形成有加热腔，所述加热腔与所述热解筒的外壁之间形成有保温层；所述电加热硅碳棒组为多个，沿圆周方向均匀设置在所述保温层内；所述加热腔的底部连接有废料收集器；所述加热腔的顶部设有进料口，该进料口由密封盖密封，所述密封盖的顶部固定有第一电动机，所述螺旋蜗杆竖直布置于所述加热腔的中心，所述第一电动机用于驱动所述螺旋蜗杆转动。

4、进一步地，所述废料收集器包括锥形料斗、第二电动机、螺旋出料器，所述锥形料斗的底面与所述加热腔连接，所述锥形料斗的锥顶部安装有出料口，所述出料口上安装有出料阀，所述螺旋出料器水平设置于所述锥形料斗内，所述第二电动机用于驱动所述螺旋出料器。

5、进一步地，热解设备还包括多个水平设置的热电偶，所述的多个热电偶沿纵向等间距排列，各热电偶的测量端穿过所述保温层设置于所述加热腔内，且各热电偶的测量端位于同一垂直线上。

6、进一步地，热解设备还包括控制箱，所述控制箱分别与第一电动机、第二电动机、电加热硅碳棒组以及各热电偶连接。

7、进一步地，所述控制箱内装有两个温控仪和黑匣子温度检测仪。

8、进一步地，位于最下方的热电偶穿过所述热解筒上的载气孔，进而其测量端伸入所述加热腔内，在拔出该热电偶的状态下，通过该载气孔能够向加热腔通入载气。

9、进一步地，所述热电偶为三个，分别监测所述加热腔上、中、下三个位置的温度，热电偶的测量端水平伸入所述加热腔的长度为25cm。

10、进一步地，热解设备还包括盖板，所述盖板封闭所述加热腔的顶部，所述进料口位于所述盖板上；所述电加热硅碳棒组固定在所述盖板上。

11、进一步地，所述盖板上设有一个排气孔，所述排气孔位于任意两个相邻的电加热硅碳棒组之间，所述排气孔与一根排气管的一端连通，从而使排气管与所述加热腔连通，所述排气管的另一端与冷凝设备连接。

12、进一步地，所述电加热硅碳棒组为6个，每个电加热硅碳棒组具有两根硅碳棒，硅碳棒为空心圆柱结构。

13、本发明的烟草热解设备对温度实现了精准控制，进而对热解目标产物实现了严格把控，不仅增强了节能效果，热解效率也明显提高。螺旋蜗杆能够按一定速率稳定将烟草原料送入加热炉中，并在底部挤压碳化废料榨出余液。通过螺旋挤压加压将底部废料推入排料口中。通过电加热硅碳棒，内置多处测温探头，监控实时温度，实时回传数据自动调整加热功率，实现炉内温度于设定温度动态平衡，实现炉内室温～600℃动态调节，控温精度达±0.1℃。

技术特征：

1.一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，包括：热解筒(100)、废料收集器(4)、螺旋蜗杆(11)和电加热硅碳棒组(14)，所述热解筒(100)内形成有加热腔(2)，所述加热腔(2)与所述热解筒(100)的外壁之间形成有保温层(1)；所述电加热硅碳棒组(14)为多个，沿圆周方向均匀设置在所述保温层(1)内；所述加热腔(2)的底部连接有废料收集器(4)；所述加热腔(2)的顶部设有进料口，该进料口由密封盖(15)密封，所述密封盖(15)的顶部固定有第一电动机(16)，所述螺旋蜗杆(11)竖直布置于所述加热腔(2)的中心，所述第一电动机(16)用于驱动所述螺旋蜗杆(11)转动。

2.如权利要求1所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，所述废料收集器(4)包括锥形料斗、第二电动机(9)、螺旋出料器(8)，所述锥形料斗的底面与所述加热腔(2)连接，所述锥形料斗的锥顶部安装有出料口(7)，所述出料口(7)上安装有出料阀(6)，所述螺旋出料器(8)水平设置于所述锥形料斗内，所述第二电动机(9)用于驱动所述螺旋出料器(8)。

3.如权利要求2所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，还包括多个水平设置的热电偶(10、12、13)，所述的多个热电偶沿纵向等间距排列，各热电偶的测量端穿过所述保温层(1)设置于所述加热腔(2)内，且各热电偶的测量端位于同一垂直线上。

4.如权利要求3所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，还包括控制箱(3)，所述控制箱(3)分别与第一电动机(16)、第二电动机(9)、电加热硅碳棒组(14)以及各热电偶连接。

5.如权利要求4所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，所述控制箱(3)内装有两个温控仪和黑匣子温度检测仪。

6.如权利要求3所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，位于最下方的热电偶(10)穿过所述热解筒(100)上的载气孔，进而其测量端伸入所述加热腔(2)内，在拔出该热电偶的状态下，通过该载气孔能够向加热腔(2)通入载气。

7.如权利要求3所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，所述热电偶(10、12、13)为三个，分别监测所述加热腔(2)上、中、下三个位置的温度，热电偶的测量端水平伸入所述加热腔(2)的长度为25cm。

8.如权利要求1所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，还包括盖板(18)，所述盖板(18)封闭所述加热腔(2)的顶部，所述进料口位于所述盖板(18)上；所述电加热硅碳棒组(14)固定在所述盖板(18)上。

9.如权利要求8所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，所述盖板(18)上设有一个排气孔，所述排气孔位于任意两个相邻的电加热硅碳棒组(14)之间，所述排气孔与一根排气管(17)的一端连通，从而使排气管(17)与所述加热腔(2)连通，所述排气管(17)的另一端与冷凝设备连接。

10.如权利要求1所述的一种集成式螺旋进料烟草热解设备，其特征在于，所述电加热硅碳棒组(14)为6个，每个电加热硅碳棒组(14)具有两根硅碳棒，硅碳棒为空心圆柱结构。

技术总结本发明涉及生物质热解技术领域，具体涉及一种集成式螺旋进料烟草热解设备，主要包括螺旋送料系统、电控系统和加热/干馏系统。螺旋送料系统由螺旋蜗杆和电机构成，能够按一定速率稳定将烟草原料送入加热炉中，并在底部挤压碳化废料榨出余液。通过螺旋挤压加压将底部废料推入排料口中。电控系统通过温度监测仪实时回传数据自动调整加热功率，实现炉内温度于设定温度动态平衡。加热/干馏系统通过电加热硅碳棒，内置多处测温探头，监控实时温度，实现炉内室温～600℃动态调节，控温精度达±0.1℃。技术研发人员：马俊,朱绍胤,张立斌,黄江华,王娜,王晓斌,周娜,李晓波,张莹,陶寅莹受保护的技术使用者：红塔烟草(集团)有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/1/25