一种生物炭热解装置及其热解方法

本发明涉及生物质处理技术，具体是一种生物炭热解装置及其热解方法。

背景技术：

1、生物质热解是在无氧或缺氧条件下高温加热生物质，通过控制热解温度等工艺参数，最终分解为生物炭、热解气、热解油等贮存性能源产物。由于是缺氧分解，烟气量极大减少，有利于减轻对大气环境的二次污染，并且废物中的硫、重金属等物质被固定在生物炭中。

2、如何整合使用热解产热、（使用）降低能耗、增加产物量是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种生物炭热解装置，充分利用热解时的热量，节能降耗。本发明采用的技术方案如下：

2、一种生物炭热解装置，包括热解炉，所述热解炉为竖式结构包括有热解段和冷却段，所述热解段由加热器加热升温，所述冷却段处设有废热锅炉或/和冷却器，所述冷却器的出气口连通至加热器。

3、上述生物炭热解装置，热解炉内热解后产生的热解气输送至热解气处理系统，所述热解气处理系统包括依次连通的旋风分离器ⅱ和除焦冷却器，旋风分离器ⅱ的进口与热解炉连通，除焦冷却器的出口连通至贮气柜，所述贮气柜的出口连通至加热器。

4、上述生物炭热解装置，所述热解炉内还包括预热段，所述预热段位于热解段上方。

5、上述生物炭热解装置，还包括依次连通的干燥罐、给料机、输送系统和缓冲罐，所述缓冲罐下端出料口连通至热解炉进料口以供料。

6、上述生物炭热解装置，所述干燥罐内由上到下为存贮缓冲段、料封段和干燥段；所述热解炉预热段一侧设有尾气排放口，该尾气排放口连接至干燥罐的干燥段。

7、上述生物炭热解装置，所述热解炉内安装有自上而下竖向设置的振动器，所述振动器覆盖热解炉的预热段、热解段和冷却段。

8、上述生物炭热解装置，所述冷却段的下端出料口安装有下料器；所述下料器为偏心回转轴，所述下料器的截面呈星形结构。

9、一种上述生物炭热解装置的热解方法，包括以下步骤：

10、s1)进料：经筛分去除大尺寸物料，保证所需尺寸物料占比≥95%，将其送入干燥罐；

11、s2)干燥：在干燥罐内物料与热气换热实现预干燥，被预干燥的物料经输送系统送至缓冲罐；

12、s3)热解：物料保持90℃±5℃的温度从缓冲罐连续进入到热解炉，热解炉内压力为±50pa，热解炉的预热段内加热烟气温度为640~650℃，使物料升温至350℃±5℃，并使加热烟气降温至250℃±5℃之后输送至干燥罐中；

13、物料在热解炉热解段热解为生物炭，并产生热解气，热解气分为两路均输出至热解气处理系统且其中一路由热解炉上方的热解气出口输出、另一路从热解炉的下方侧部的热解气出口输出；

14、s4)冷却：生物炭进入热解炉内冷却段，与废热锅炉和/或冷却器换热冷却至100℃之后排出炉外自然冷却；换热后冷却器内空气温度升高至120℃左右进入加热器，在加热器内空气与热解气处理系统净化后的热解气燃烧产生650℃±10℃烟气进入热解炉热解段作为热源。

15、上述热解方法，所述物料的颗粒尺寸≤50 mm，其中2~50 mm尺寸原料占比≥95%，水分15%，进料量120 kg/h；热解后得到生物炭35-60 kg/h，热解气20~40 m3/h。

16、本发明的有益效果为：

17、其一，热解炉内设置空冷和锅炉水冷两种方式，再次利用换热后的热量，极大提高能源再利用，节省成本；以及炉内预热段的尾气再输送至干燥罐进一步节能降耗。

18、其二，热解炉上设置两个煤气出口，便于调节出气量实现微负压或微正压运行。

19、其三，振动器和下料器都能保证下料速度均匀，防止炉中物料结焦及堵塞。

技术特征：

1.一种生物炭热解装置，包括热解炉（6），其特征在于：所述热解炉（6）为竖式结构包括有热解段和冷却段，所述热解段由加热器加热升温，所述冷却段处设有废热锅炉（62）或/和冷却器（63），所述冷却器（63）的出气口连通至加热器。

2.根据权利要求1所述的生物炭热解装置，其特征在于：热解炉（6）内热解后产生的热解气输送至热解气处理系统，所述热解气处理系统包括依次连通的旋风分离器ⅱ（14）和除焦冷却器（15），旋风分离器ⅱ（14）的进口与热解炉（6）连通，除焦冷却器（15）的出口连通至贮气柜（16），所述贮气柜（16）的出口连通至加热器。

3.根据权利要求1或2所述的生物炭热解装置，其特征在于：所述热解炉（6）内还包括预热段，所述预热段位于热解段上方。

4.根据权利要求2所述的生物炭热解装置，其特征在于：还包括依次连通的干燥罐（1）、给料机（2）、输送系统（3）和缓冲罐（4），所述缓冲罐（4）下端出料口连通至热解炉（6）进料口以供料。

5.根据权利要求4所述的生物炭热解装置，其特征在于：所述干燥罐（1）内由上到下为存贮缓冲段、料封段和干燥段；所述热解炉（6）预热段一侧设有尾气排放口，该尾气排放口连接至干燥罐（1）的干燥段。

6.根据权利要求2所述的生物炭热解装置，其特征在于：所述热解炉（6）内安装有自上而下竖向设置的振动器（68），所述振动器（68）覆盖热解炉（6）的预热段、热解段和冷却段。

7.根据权利要求1所述的生物炭热解装置，其特征在于：所述冷却段的下端出料口安装有下料器（65）；所述下料器（65）为偏心回转轴，所述下料器的截面呈星形结构。

8.一种如权利要求4至7任一项所述生物炭热解装置的热解方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的热解方法，其特征在于，所述物料的颗粒尺寸≤50mm，其中2~50mm尺寸原料占比≥95%，水分15%，进料量120kg/h；热解后得到生物炭35~60kg/h，热解气20~40m3/h。

技术总结本发明属于生物质处理技术，具体是一种生物炭热解装置及其热解方法，该装置包括热解炉，所述热解炉为竖式结构包括有热解段和冷却段，所述热解段由加热器加热升温，所述冷却段处设有废热锅炉或/和冷却器，所述冷却器的出气口连通至加热器。该装置能充分利用热解时的热量，节能降耗。技术研发人员：吕明,章志斌,李福利,褚腊林,苏航,张国华,张慧丹受保护的技术使用者：中国科学院青岛生物能源与过程研究所技术研发日：技术公布日：2024/5/8