一种生物质分级热解制炭系统

本发明涉及生物质，尤其是涉及一种生物质分级热解制炭系统。

背景技术：

1、采用生物质可再生能源替代传统化石燃料是降低温室气体排放、实现碳达峰、碳中和的重要途径之一，其中对原始生物质(农林生物质残余物)进行热化学预处理能够实现物化性质均匀、高热值生物质炭的制备，可同品质替代传统化石煤炭。

2、将生物质热解炭化过程整体可分为如下阶段：①干燥阶段，生物质物料在炭化反应器内吸收热量，水分首先蒸发逸出，生物质内部化学组成几乎没变；②挥发热解阶段，生物质继续吸收热量到200℃左右，内部大分子化学键发生断裂与重排，有机质逐渐挥发，材料内部热分解反应开始，挥发分的气态可燃物在缺氧条件下，有少量发生燃烧，且这种燃烧为静态渗透式扩散燃烧，可逐层为物料提供热量支持分解；③是全面炭化阶段，物料在急剧热分解的同时产生木焦油、乙酸等液体产物和甲烷、乙烯等可燃气体，随着大部分挥发分的分离析出，最终剩下的固体产物就是由碳和灰分所组成的焦炭。

3、虽然生物质炭的生产均遵循上述的热解炭化原理，但是在实际生产中，即使是采用相同品类的生物质原料，也总是容易出现生物炭质量不均匀的情况，产出的生物质炭中容易存在部分未完全炭化物质，影响生物质炭的品质。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种生物质分级热解制炭系统，通过根据生物质颗粒的尺寸特性，采用分级分段热解工艺，从而确保产出生物质炭的品质均一性。

2、根据本发明实施例的一种生物质分级热解制炭系统，包括：

3、筛分机，所述筛分机包括第一进料口、第一筛料口和第二筛料口；

4、热解炉，所述热解炉包括第一热解室和第二热解室，所述第二热解室与所述第一热解室连通，所述第一热解室与所述第一筛料口连通，所述第二热解室与所述第二筛料口连通，所述第二热解室上设有第一出气口和第一出炭口；

5、其中，生物质原料经所述筛分机筛分出至少两种尺寸，大尺寸的生物质依次在所述第一热解室和所述第二热解室进行热解，小尺寸的生物质直接在所述第二热解室进行热解。

6、根据本发明的一些实施例中，所述热解炉包括：第一回转炉体、第二回转炉体、第一进料箱、第二进料箱和第一出料箱，所述第一回转炉体的两端分别与所述第一进料箱和所述第二进料箱动态密封连接，所述第二回转炉体的一端与所述第二进料箱动态密封连接，另一端与所述第一出料箱动态密封连接，所述第一热解室由所述第一进料箱、所述第一回转炉体和所述第二进料箱共同围合而成，所述第二热解室由所述第二进料箱、所述第二回转炉体和所述第一出料箱共同围合而成，所述第一出气口设于所述第一出料箱的顶部，所述第一出料口设于所述第一出料箱的底部。

7、根据本发明的一些实施例中，还包括:燃烧器，所述燃烧器内设有燃烧室，所述燃烧室的底部设有第二进气口，所述燃烧室的上部设有排气口，所述第二进气口与所述第一出气口连通，所述第一热解室上还设有第一进气口，所述第一进气口与所述排气口联通。

8、根据本发明的一些实施例中，所述燃烧器还包括：燃料入口、燃料出口和网隔板，所述网隔板设于所述燃烧室内，所述燃料入口设于所述燃烧室靠近所述网格板的一侧侧壁上，所述燃料出口设于所述燃烧室靠近所述网格板的一侧侧壁上。

9、根据本发明的一些实施例中，还包括：干燥炉，所述干燥炉包括干燥室，所述干燥室的一端设有第三进气口和第二出料口，另一端设有第二出气口，所述第三进气口与所述排气口联通，所述第二出料口与所述第一进料口联通。

10、根据本发明的一些实施例中，所述干燥炉包括第三回转炉体、第三进料箱和第二出料箱，所述第三回转炉体的两端分别与所述第三进料箱和第二出料箱动态密封连接，所述干燥室由所述第三进料箱、所述第三回转炉体和所述第二出料箱共同围合而成，所述第三进气口和所述第二出料口设于所述第二出料箱上，所述第二出气口设于所述第三进料箱上。

11、根据本发明的一些实施例中，还包括：送料装置和料斗，所述送料装置的一端与所述料斗连通，另一端与所述第三进料箱连通，所述送料装置采用螺旋送料器。

12、根据本发明的一些实施例中，所述筛分机包括：振动底座和筛分室，所述筛分室设于所述振动底座上，所述筛分室内设有筛网，所述筛网的上方设为第一筛分室，所述筛网的下方设为第二筛分室，所述第一进料口设于所述筛分室的顶壁上，所述第一筛料口设于所述第一筛分室的侧壁上，所述第二筛料口设于所述第二筛分室的侧壁上。

13、根据本发明的一些实施例中，所述筛网的中心区域向上凸起设置。

14、有益效果：

15、本发明通过对生物质原料的规格进行分级，然后将大尺寸的生物质原料依次经过第一热解室和第二热解室的热解后，使其热解时间明显大于小尺寸生物质原料的热解时间，从而充分确保大尺寸生物质原料的热解时间，避免由于生物质原料尺寸差异较大导致的炭化程度不统一的问题发生，进而提升生物质炭的品质。

技术特征：

1.一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，所述热解炉包括：第一回转炉体、第二回转炉体、第一进料箱、第二进料箱和第一出料箱，所述第一回转炉体的两端分别与所述第一进料箱和所述第二进料箱动态密封连接，所述第二回转炉体的一端与所述第二进料箱动态密封连接，另一端与所述第一出料箱动态密封连接，所述第一热解室由所述第一进料箱、所述第一回转炉体和所述第二进料箱共同围合而成，所述第二热解室由所述第二进料箱、所述第二回转炉体和所述第一出料箱共同围合而成，所述第一出气口设于所述第一出料箱的顶部，所述第一出料口设于所述第一出料箱的底部。

3.根据权利要求1或2所述的一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，还包括:燃烧器，所述燃烧器内设有燃烧室，所述燃烧室的底部设有第二进气口，所述燃烧室的上部设有排气口，所述第二进气口与所述第一出气口连通，所述第一热解室上还设有第一进气口，所述第一进气口与所述排气口联通。

4.根据权利要求3所述的一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，所述燃烧器还包括：燃料入口、燃料出口和网隔板，所述网隔板设于所述燃烧室内，所述燃料入口设于所述燃烧室靠近所述网隔板的一侧侧壁上，所述燃料出口设于所述燃烧室靠近所述网隔板的一侧侧壁上。

5.根据权利要求4所述的一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，还包括：干燥炉，所述干燥炉包括干燥室，所述干燥室的一端设有第三进气口和第二出料口，另一端设有第二出气口，所述第三进气口与所述排气口联通，所述第二出料口与所述第一进料口联通。

6.根据权利要求6所述的一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，所述干燥炉包括第三回转炉体、第三进料箱和第二出料箱，所述第三回转炉体的两端分别与所述第三进料箱和第二出料箱动态密封连接，所述干燥室由所述第三进料箱、所述第三回转炉体和所述第二出料箱共同围合而成，所述第三进气口和所述第二出料口设于所述第二出料箱上，所述第二出气口设于所述第三进料箱上。

7.根据权利要求6所述的一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，还包括：送料装置和料斗，所述送料装置的一端与所述料斗连通，另一端与所述第三进料箱连通，所述送料装置采用螺旋送料器。

8.根据权利要求1所述的一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，所述筛分机包括：振动底座和筛分室，所述筛分室设于所述振动底座上，所述筛分室内设有筛网，所述筛网的上方设为第一筛分室，所述筛网的下方设为第二筛分室，所述第一进料口设于所述筛分室的顶壁上，所述第一筛料口设于所述第一筛分室的侧壁上，所述第二筛料口设于所述第二筛分室的侧壁上。

9.根据权利要求8所述的一种生物质分级热解制炭系统，其特征在于，所述筛网的中心区域向上凸起设置。

技术总结本发明公开了一种生物质分级热解制炭系统，包括筛分机和热解炉，其中，所述筛分机包括第一进料口、第一筛料口和第二筛料口，所述热解炉包括第一热解室和第二热解室，所述第二热解室与所述第一热解室连通，所述第一热解室与所述第一筛料口连通，所述第二热解室与所述第二筛料口连通，所述第二热解室上设有第一出气口和第一出料口，生物质原料经所述筛分机筛分出至少两种尺寸，大尺寸的生物质依次在所述第一热解室和所述第二热解室进行热解，小尺寸的生物质直接在所述第二热解室进行热解。由此，通过根据生物质颗粒的尺寸特性，采用分级分段热解工艺，从而确保产出生物质炭的品质均一性。技术研发人员：祁风雷,杨存章,祁风明,马培勇,刁瑞,刘小好,焦然受保护的技术使用者：合肥工业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/12