一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置

本发明涉及生物质热解碳化，具体的说是一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置。

背景技术：

1、生物质能是以太阳能的形式储存在生物质中，目前生物质常见的处理方式包括堆肥、焚烧、热解。其中热解是能源化利用的最有效方案，热解根据反应条件分为慢速热解、常规热解、快速热解，热解的产物可以根据需要制备生物碳、热解油和生物质热解气。

2、生物质大多为木材、秸秆、稻壳等，虽然这些物质产量丰富，分布广泛，但这些材料在收集和运输过程消耗大量人力物力。有些生物质处理装置结构复杂，体型庞大，不便于移动，导致大量生物质资源废弃在农田荒野之中，如果有一种就地进行生物质热解装备，便可以大大减少生物质运输成本并加以利用。

3、因此，结合以上目前生物质处理的情况，研发一种可以移动的生物质热解碳化处理设备，是生物质利用的关键问题。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，该装置结构紧凑，占地面积小，操作方便，热解效率高，可以进行自热式热解。装载在农用车上，便于随时随地的进行生物质碳化处理。

2、为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

3、一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，包括可移动设备、进料机构、热解碳化机构、热解气冷凝机构、以及气体处理机构；

4、其中，热解碳化机构包括锥形的热解室、设于热解室内的圆柱型结构的燃烧室、以及与热解室下部相连通的生物碳储存箱；燃烧室的上端设有第一气体口，下端设有第二气体口，燃烧室提供的热量能够使通过进料机构落入热解室内的生物质碳化，碳化后得到的生物碳汇入生物碳储存箱内，碳化产生的热解气进入热解气冷凝机构进行处理，热解气中的可冷凝气体经热解气冷凝机构处理成液体并收集起来，不可冷凝气体的则排入气体处理机构；

5、所述气体处理机构包括燃气罐、送风机、第一换向器、第二换向器、第一蓄热箱和第二蓄热箱，其中，第一蓄热箱与第二气体口管路连通，第二蓄热箱与第一气体口管路连通，第一换向器包括五个端口，j端口与热解气冷凝机构管路连通、k端口与第二蓄热箱管路连通、l端口与进料机构管路连通、m端口与第一蓄热箱管路连通、n端口与燃气罐管路连通；第二换向器包含四个端口，o端口与送风机管路连通、p端口与第一蓄热箱管路连通、q端口与进料机构管路连通、r端口与第二蓄热箱均管路连通；

6、第一状态时，第一换向器中的j端口和n端口与k端口相导通， m端口与l端口相导通，第二换向器中的o端口与r端口相导通，p端口与q端口相导通，燃气罐提供的天然气、送风机提供的空气和不可冷凝气体能够通过第二蓄热箱和第一气体口进入燃烧室内，而自第二气体口流出的烟气经过第一蓄热箱和换向器进入进料机构中，所述烟气能够对第一蓄热箱和进料机构进行加热；

7、第二状态时，第一换向器中的j端口和n端口与m端口相导通，k端口与l端口相导通，第二换向器中的o端口与p端口相导通，r端口与q端口相导通，燃气罐提供的天然气、送风机提供的空气和不可冷凝气体能够通过第一蓄热箱和第二气体口进入燃烧室内，而自第一气体口流出的烟气经过第二蓄热箱和换向器能够进入进料机构中，所述烟气能够对第二蓄热箱和进料机构进行加热。

8、进一步地，所述进料机构包括提升机和进料仓，经过提升机提升至进料仓内的生物质能够落入与进料仓相连通的热解室内。

9、进一步地，提升机外侧设有与两个换向器相连通的干燥管道。

10、进一步地，进料仓中部间隔安装有一级和二级共两级挡板，进料仓连接有抽气泵和氮气瓶，抽气泵用于将两级挡板与进料仓内壁所围成封闭空间内的空气吸出，氮气瓶用于向位于下方的二级挡板与出料口之间的空间内供应氮气。

11、进一步地，所述热解室的底面呈一侧高一侧低的倾斜面，便于将生物碳汇入生物碳储存箱内。

12、进一步地，热解室的进料端设有一上大下小的锥形挡环，锥形挡环的小端直径大于燃烧室的直径。

13、进一步地，热解气冷凝机构包括旋风分离器、冷却箱和热解油储存瓶，旋风分离器的a端与热解室上的热解气出口管路连通，旋风分离器的c端与生物碳储存箱相连通、b端与冷却箱的d通口相连通，冷却箱的f通口与热解油储存瓶相连通，e通口与气体处理机构相连通，热解气自热解室流出进入旋风分离器内进行固气分离，使得热解气携带的固体经旋风分离器的c端汇入生物碳储存箱内，而气体经旋风分离器的b端和冷却箱的d端流入冷却箱内，其中，气体中的可冷凝气体经冷却箱冷却后通过f端直接流入热解油储存瓶内，不可冷凝气体则通过e端流入气体处理机构中。

14、进一步地，所述燃烧室外壁上设有若干肋片。

15、进一步地，两个蓄热箱内均设有陶瓷和混气腔。

16、有益效果：

17、1）、该发明中热解室围绕燃烧室设置，大大增加了生物质热解量，热解室包裹燃烧室，燃烧室外壁增加肋片，不仅能够增强生物质物料的扰动，而且通过增加燃烧室的传热面积，能够提高燃烧室热量利用率和传热效果。

18、2）、该装置与蓄热箱相结合，通过换向器改变气流的方向，将烟气的热量储存在蓄热箱的陶瓷中，为再次换向的燃气和不可冷凝气体进行加热，提高燃料的利用率和燃烧速率，换向器可以电脑控制，提高智能率。

19、3）、热解室的进料口设有上大下小的锥形挡环，中部设置一级挡板和二级挡板，可以营造密闭空间。中部设置抽气泵，保证热解在无氧或少量氧气的作用下进行热解。二级挡板与出料口之间的空间内通有氮气，不仅可以在热解前排除热解室内的空气，还可以充当生物质在重力作用下下落的气流。

20、4）、燃烧室燃烧所需的燃气为天然气和热解产生的不可冷凝气体，在一定情况下，不可冷凝气燃烧可以提供热量，形成生物质热解循环的自热形式。

21、5）、热解室设置成锥形结构，包裹在燃烧室的外部，一方面可以增大生物质热解量，另一方面可以增加物料在热解室的停留时间，使生物质充分燃烧。热解室底部为倾斜底面，方便生物碳的收集。

技术特征：

1.一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，包括可移动设备、进料机构、热解碳化机构、热解气冷凝机构、以及气体处理机构；

2.根据权利要求1所述的一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，所述进料机构包括提升机和进料仓，经过提升机提升至进料仓内的生物质能够落入与进料仓相连通的热解室内。

3.根据权利要求2所述的一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，提升机外侧设有与两个换向器相连通的干燥管道。

4.根据权利要求2所述的一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，进料仓中部间隔安装有一级和二级共两级挡板，进料仓连接有抽气泵和氮气瓶，抽气泵用于将两级挡板与进料仓内壁所围成封闭空间内的空气吸出，氮气瓶用于向位于下方的二级挡板与出料口之间的空间内供应氮气。

5.根据权利要求1所述的一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，所述热解室的底面呈一侧高一侧低的倾斜面，便于将生物碳汇入生物碳储存箱内。

6.根据权利要求1所述的一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，热解室的进料端设有一上大下小的锥形挡环，锥形挡环的小端直径大于燃烧室的直径。

7.根据权利要求1所述的一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，热解气冷凝机构包括旋风分离器、冷却箱和热解油储存瓶，旋风分离器的a端与热解室上的热解气出口管路连通，旋风分离器的c端与生物碳储存箱相连通、b端与冷却箱的d通口相连通，冷却箱的f通口与热解油储存瓶相连通，e通口与气体处理机构相连通，热解气自热解室流出进入旋风分离器内进行固气分离，使得热解气携带的固体经旋风分离器的c端汇入生物碳储存箱内，而气体经旋风分离器的b端和冷却箱的d端流入冷却箱内，其中，气体中的可冷凝气体经冷却箱冷却后通过f端直接流入热解油储存瓶内，不可冷凝气体则通过e端流入气体处理机构中。

8.根据权利要求1所述的一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，所述燃烧室外壁上设有若干肋片。

9.根据权利要求1所述的一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，其特征在于，两个蓄热箱内均设有陶瓷和混气腔。

技术总结本发明公开了一种具有蓄热功能的移动式生物质热解碳化装置，该生物质热解碳化装置包括可移动设备、进料机构、热解碳化机构、热解气冷凝机构和气体处理机构；热解碳化机构包括热解室、设于热解室内的燃烧室，燃烧室提供的热量能够使通过进料机构落入热解室内的生物质碳化，气体处理机构包括燃气罐、送风机、第一换向器、第二换向器、第一蓄热箱和第二蓄热箱，通过换向器改变气流的方向，将烟气的热量储存在蓄热箱的陶瓷中，为再次换向的燃气和不可冷凝气体进行加热，提高燃料的利用率和燃烧速率。该装置结构紧凑，热解效率高，可以进行自热式热解。装载在农用车上，便于随时随地的进行生物质碳化处理。技术研发人员：王学涛,常威洋,邢利利,刘梦杰,李浩杰,李健,王韶卫,苗林丰,黄宇,潘赛飞受保护的技术使用者：河南科技大学技术研发日：技术公布日：2024/3/11