一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉及其使用方法与流程

本发明涉及一种以生物质压缩颗粒为原料，对生物质压缩颗粒加热、厌氧燃烧将生物质压缩颗粒转化为可燃气体和固体炭的热解炭化炉及其使用方法。

背景技术：

1、农林生物质是指农业生产中产生的秸秆、林业生产中产生的采伐和加工剩余物、以及社会日常生活中产生木质废弃物。首先，农林生物质是一种可再生资源，在生长、收获、加工和使用过程中对环境是友好的，不存在污染或污染很小。其次，农林生物质在集中制碳的过程中，产生的可燃气体可以代替天然气集中使用，具有工业利用价值，可以获取经济效益。原本农林生物质原料是生产中的废料，目前主要是作为燃料直接燃烧产生热量。可在现有的技术中，普遍存在热解炭化炉结构复杂，工艺繁琐，在热解炭化过程中所产生的能源利用率不高的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的是以农林生物质压缩颗粒作为原料，将农林生物质压缩颗粒热解炭化为燃气和固体炭的热解炭化炉及热解炭化炉的使用方法。提供一种结构和工艺简单、热解炭化的效率和利用率高的下吸式生物质颗粒热解炭化炉及其使用方法。

2、为了达到上述要求，本下吸式生物质颗粒热解炭化炉的技术方案，其特征是：它包括在热解炭化炉体一侧的斗式提升机，所述热解炭化炉体由内炉壁和外炉壁同心镶套而成，内炉壁和外炉壁的上端与顶盖密封固定，内炉壁和外炉壁之间形成的环形空腔为环形气道，热解炭化炉体的下面与漏斗形的炭仓顶部固定，炭仓的下面固定有两个分叉的下料斗；炭仓的底部与下料斗的顶端固定，且炭仓与下料斗连通，在下两料斗出口的下料口均设有液压油缸控制的双重开关板，且下料口与螺旋运输机连接；根据功能热解炭化炉体内部从上至下依次为进料区、干燥区、热解区、氧化区、还原区，其中热解区、氧化区和还原区的内炉壁上制有向上的百叶窗，使得热解炭化炉体的内部与环形气道连通，在进料区的上方设置有机械平料器，环形气道的底部设有出灰口，用于清除环形气道内的灰尘，在出灰口上安装有回转阀；在环形气道的顶部固定连接有燃气出口管，燃气出口管与引风机连接；在热解炭化炉体上设有进风管，进风管穿过内炉壁和外炉壁，进风管口进入到热解炭化炉体内的氧化区内，进风管连接送风机，为生物质物料热解炭化提供氧气和控制炭化的进程；所述炭仓内设有循环冷却水管，对炭仓内的物料进行冷却。

3、所述内炉壁和外炉壁由钢板制成，外炉壁的外表面由外向内依次包覆有岩棉、硅酸铝保温棉，在外炉壁的内表面喷涂有耐高温陶瓷涂料层。

4、所述的出灰口在整个环形气道上开设有相对的二个，与出灰口相邻的环形气道底面均为朝向各自出灰口的斜面，以利于环形气道底面上的灰尘从出灰口排出。

5、在环形气道的底部设置有清灰组件，所述清灰组件包括环形导轨，在导轨上安装有滚动体和链条，链条上固定有清灰板，链条由链轮和电机驱动，清灰板对环形气道的内表面来回剐蹭，以清除附着在环形气道表面的灰尘，并将灰尘带到出灰口排出，所述的清灰组件共有四个组段，各组段结构相同。

6、所述分叉下料斗上方设有孔盖，孔盖上设有检修/通料孔。

7、所述的循环冷却水管在炭仓内共设有两列，每列五根。

8、所述炭仓外部包覆有循环冷却水套，循环冷却水套内的冷却水与循环冷却水管内的冷却水相通，由同一水泵驱动循环。

9、下吸式生物质颗粒热解炭化炉的使用方法：

10、（1）生物质颗粒的物料经过斗式提升机上料进入到热解炭化炉体中，利用热解炭化炉体内部进料区中设置的机械平料器对物料的料面刮平，机械平料器在升降机构带动下在热解炭化炉体的进料区内上下移动；

11、（2）随着热解炭化进程的继续，物料逐渐下降，在经过干燥区时，气化的热解燃气加热炉壁，进而加热炉内部的物料，经干燥处理后，物料进入热解区、氧化区中，利用炉内的高温对物料进行热解反应，在氧化区中的物料经过燃烧后变成生物质木炭，在物料热解炭化过程中产生的高温燃气通过百叶窗进入环形气道，利用燃气的热量对热解炭化炉体内干燥区的生物质物料进行干燥；接着物料进入到还原区中，进行冷却还原处理；而物料热解反应产生的高温燃气经燃气出口管导出到热解炭化炉体的外部；

12、（3）打开引风机开关，利用引风机对燃气出口管的内部产生吸力，将热解反应产生的高温燃气导出，燃气在环形气道的内部进行流动，利用环形气道对燃气中夹带的大颗粒灰尘进行沉降；

13、（4）循环冷却水管和循环冷却水套内部通入冷却水，对落入炭仓内已由生物质颗粒物料热解成的木炭进行冷却，木炭落入到炭仓的内部，在炭仓中，首先接触炭仓的内表面，由炭仓外表面包覆的循环冷却水套对木炭进行冷却，接着通过炭仓内部设置的循环冷却水管对木炭进一步快速冷却，经过循环冷却水管36冷却处理后的木炭进入分叉下料口中，木炭穿过分叉下料口后下降到螺旋运输机，螺旋运输机输送木炭沿出料滑道排出；

14、（5）当出料发生结拱堵料现象时，启动分叉下料口底部设置的双重开关板，暂时切断出炭，打开分叉下料口上开设的检修/通料孔进行人工通料和排除故障；

15、（6）使用过一段时间后，利用清灰组件定期对环形气道中沉积的灰尘进行清理：启动环形气道的底部设置的清灰组件的电机，电机驱动链轮和链条，并带动各清灰组件在环形导轨上来回移动，清灰组件上的清灰板刮除环形气道两侧堆积的灰尘并将灰尘推至出灰口，从打开的回转阀中将环形气道内堆积的灰尘通过出灰口被排出到环形气道外。

16、根据上述方案设计的一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉及其使用方法，将生物质原料通过热解炉炭化处理，获得可燃气体后，用于燃烧生产蒸汽、热水、热油、发电等，为工业生产提供热量，如在木材加工中蒸煮木材、干燥木材、热压制品等。生物质热解炭化过程中获得的另一种产品炭，可直接作燃料或经过活化处理后，炭就成为了活性炭，主要作为吸附剂，在水处理、空气净化等环保产业、食品工业中应用。因此，热解炭化农林生物质的过程是一种高效利用原料，环保效益和经济效益都非常好的加工工业过程。以炭为燃料与以生物质压缩块或颗粒直接为燃料相比，炭作为燃料的优点在于炭易点火，燃烧过程稳定，温度起伏小，燃烧过程无有害气体排放，对使用环境造成的污染小等。与以天然气、煤气等燃料燃烧相比，生物质颗粒炭作为燃料的燃烧加热方式不存在爆燃的风险，使用过程安全。本发明无论是前期的热解炭化过程，还是后期的燃气和炭利用，对环境保护、经济和环境效益都是非常好的一种生物质利用技术。

技术特征：

1.一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉，其特征是：它包括在热解炭化炉体一侧的斗式提升机，所述热解炭化炉体由内炉壁和外炉壁同心镶套而成，内炉壁和外炉壁的上端与顶盖密封固定，内炉壁和外炉壁之间形成的环形空腔为环形气道，热解炭化炉体的下面与漏斗形的炭仓顶部固定，炭仓的下面固定有两个分叉的下料斗；炭仓的底部与下料斗的顶端固定，且炭仓与下料斗连通，在下两料斗出口的下料口均设有液压油缸控制的双重开关板，且下料口与螺旋运输机连接；根据功能热解炭化炉体内部从上至下依次为进料区、干燥区、热解区、氧化区、还原区，其中热解区、氧化区和还原区的内炉壁上制有向上的百叶窗，使得热解炭化炉体的内部与环形气道连通，在进料区的上方设置有机械平料器，环形气道的底部设有出灰口，用于清除环形气道内的灰尘，在出灰口上安装有回转阀；在环形气道的顶部固定连接有燃气出口管，燃气出口管与引风机连接；在热解炭化炉体上设有进风管，进风管穿过内炉壁和外炉壁，进风管口进入到热解炭化炉体内的氧化区内，进风管连接送风机，为生物质物料热解炭化提供氧气和控制炭化的进程；所述炭仓内设有循环冷却水管，对炭仓内的物料进行冷却。

2.根据权利要求1所述的一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉，其特征是所述内炉壁和外炉壁由钢板制成，外炉壁的外表面由外向内依次包覆有岩棉、硅酸铝保温棉，在外炉壁的内表面喷涂有耐高温陶瓷涂料层。

3.根据权利要求1所述的一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉，其特征是所述的出灰口在整个环形气道上开设有相对的二个，与出灰口相邻的环形气道底面均为朝向各自出灰口的斜面，以利于环形气道底面上的灰尘从出灰口排出。

4.根据权利要求1所述的一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉，其特征是在环形气道的底部设置有清灰组件，所述清灰组件包括环形导轨，在导轨上安装有滚动体和链条，链条上固定有清灰板，链条由链轮和电机驱动，清灰板对环形气道的内表面来回剐蹭，以清除附着在环形气道表面的灰尘，并将灰尘带到出灰口排出，所述的清灰组件共有四个组段，各组段结构相同。

5.根据权利要求1所述的一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉，其特征是所述分叉下料斗上方设有孔盖，孔盖上设有检修/通料孔。

6.根据权利要求1所述的一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉，其特征是所述的循环冷却水管在炭仓内共设有两列，每列五根。

7.根据权利要求1所述的一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉，其特征是所述炭仓外部包覆有循环冷却水套，循环冷却水套内的冷却水与循环冷却水管内的冷却水相通，由同一水泵驱动循环。

8.下吸式生物质颗粒热解炭化炉的使用方法，其特征是：

技术总结本发明公开了一种下吸式生物质颗粒热解炭化炉及其使用方法，它包括在热解炭化炉体一侧的斗式提升机，所述热解炭化炉体由内炉壁和外炉壁同心镶套而成，内炉壁和外炉壁的上端与顶盖密封固定，内炉壁和外炉壁之间形成的环形空腔为环形气道，热解炭化炉体的下面与漏斗形的炭仓顶部固定，炭仓的下面固定有两个分叉的下料斗，下料口与螺旋运输机连接；在环形气道的顶部固定连接有燃气出口管，燃气出口管与引风机连接；在热解炭化炉体上设有进风管，进风管穿过内炉壁和外炉壁，进风管口进入到热解炭化炉体内的氧化区内，进风管连接送风机，为生物质物料热解炭化提供氧气和控制炭化的进程。它具有结构和工艺简单、热解炭化的效率和利用率高的优点。技术研发人员：金月华,苏展受保护的技术使用者：浙江裕华木业股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/1