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CN101967386A - 自燃式生物质焦生产炉 - Google Patents

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thorax
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林启美
赵小蓉
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China Agricultural University
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

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Abstract

本发明涉及生产生物质焦的设备，特别涉及一种自燃式生物质焦生产炉。该生产炉为圆柱形，在该生产炉内设置与生产炉同心布置的内壁，内壁以内的部分为燃烧膛；在燃烧膛壁与生产炉外壁之间的环形区域的中部设置抽板，将该环形区域分为上部的炭化膛和下部的冷却膛；设置多根可燃气体回流管路，一端连接在炭化膛上部的侧壁上，另一端经由抽板下方通入燃烧膛。该生产炉利用生物质本身能量，避免化石能源的利用，低碳排放；对可燃性气体进行回收利用，热量利用率高，减少对大气环境的污染；炭化与冷却一体化设计，安全、高效；设计简单，成本低，可移动，能量的综合利用率高。

Description

自燃式生物质焦生产炉
技术领域
本发明涉及生产生物质焦的设备，特别涉及一种适用于小规模生产生物质焦的自燃式生物质焦生产炉。
背景技术
生物质焦(biochar)与木炭相似，均为生物质材料在高温(200～700℃)、少氧条件下裂解过程的固体产物，黑色，质地轻而多孔。窑式生产木炭历史悠久，主要缺点是耗时长、大量烟气外排而污染环境、操作方法经验性强。设备法生产是新型生产方法，适合标准化生产，但缺点是外部能量消耗大、污染环境、成本高。因此，目前的生产方法中存在的主要问题是：1)依赖外部能源产生高温环境，不符合低碳排放的未来趋势。2)大量烟气外排，污染大气环境，不符合环境保护的现实要求。3)窑式法经验性强不易掌握，设备法能源成本高，均不宜推广普及，不符合全民参与低碳排放的大趋势。
发明内容
本发明为解决现有设备的上述问题，提供了一种自燃式生物质焦生产炉。
本发明的技术方案为：该生产炉为圆柱形，在该生产炉内设置与生产炉同心布置的内壁，内壁以内的部分为燃烧膛；在燃烧膛壁与生产炉外壁之间的环形区域的中部设置抽板，将该环形区域分为上部的炭化膛和下部的冷却膛；设置多根可燃气体回流管路，一端连接在炭化膛上部的侧壁上，另一端经由抽板下方通入燃烧膛。
所述燃烧膛内通过燃烧生物质材料和可燃气体产生高温；所述炭化膛内填装炭化用生物质材料，依靠燃烧膛产生的热量通过内膛壁传导进行炭化；所述可燃气体回流管路将炭化膛中生物质材料炭化过程中产生的可燃气体导入燃烧膛，燃烧产生热量。
所述抽板的下部设置多根钢筋，以增加抽板的强度。
所述可燃气体回流管路的数量为3-6根，并在每根可燃气体回流管路的下方设置一个焦油接收装置。
本发明具有以下优点：
1)利用生物质本身能量，避免化石能源的利用，低碳排放。
2)对可燃性气体回收利用，热量利用率高，减少对大气环境的污染。
3)炭化与冷却一体化设计，安全、高效。
4)设计简单，成本低，可移动，能量的综合利用率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号：
1-燃烧膛；2-炭化膛；3-燃烧膛壁；4-可燃气体回流管路；5-冷却膛；6-抽板。
具体实施方式
本发明提供了一种自燃式生物质焦生产炉，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图1所示，该生产炉为圆柱形，高度为1800mm。在该生产炉内设置与生产炉同心布置的由厚度为3mm的钢板制成的内壁3，内壁3以内的部分为燃烧膛1；在内壁3与生产炉外壁之间的环形区域的中部设置抽板6，将该环形区域分为上部的炭化膛2和下部的冷却膛5。为增加抽板6的强度，在抽板的下方垫衬2-4根直径10mm的钢筋。所述燃烧膛和炭化膛的高度均为1000mm，燃烧膛直径150mm，炭化膛直径250mm，冷却膛的高度为500mm。设置3根沿生产炉炉壁圆周方向均匀分布的可燃气体回流管路4，一端连接在炭化膛2上部的侧壁上，另一端经由抽板5下方通入燃烧膛1内，并在每根可燃气体回流管路4的下方设置一个焦油接收装置，以防止管路堵塞。在生产炉的底部设置3个沿圆周方向均匀分布的垫脚，其高度为300mm。炭化膛外壁选用保温材料，以高效利用热量。冷却膛外壁选用导热性好的钢板，以利于热量散失，减少冷却时间。
工作时，燃烧膛1内通过燃烧生物质材料和可燃气体产生高温；炭化膛2内填装炭化用生物质材料，依靠燃烧膛产生的热量通过内壁传导进行炭化；可燃气体回流管路4将炭化膛中生物质材料炭化过程中产生的可燃气体导入燃烧膛，燃烧产生热量。燃烧膛上方出口处的热量可用于加热冷水。
炭化完成后，为防止生物质焦温度高，遇氧气易燃烧，造成火灾或产品损失，设计冷却膛5与炭化膛2之间通过抽板6连接，高温的生物质焦直接落入冷却膛，在无氧条件下冷却，安全而便捷。

Claims (4)

1.自燃式生物质焦生产炉，其特征在于，该生产炉为圆柱形，在该生产炉内设置与生产炉同心布置的燃烧膛壁(3)，燃烧膛壁(3)以内的部分为燃烧膛(1)；在燃烧膛壁(3)与生产炉外壁之间的环形区域的中部设置抽板(6)，将该环形区域分为上部的炭化膛(2)和下部的冷却膛(5)；设置多根可燃气体回流管路(4)，一端连接在炭化膛(2)上部的侧壁上，另一端经由抽板(5)下方通入燃烧膛(1)；炭化后的生物质焦可经抽板拉出落入冷却膛，而抽板推回原位后则形成密闭环境，使高温的生物质焦在无氧条件下冷却。
2.根据权利要求1所述的自燃式生物质焦生产炉，其特征在于，所述燃烧膛(1)内通过燃烧生物质材料和可燃气体产生高温；所述炭化膛(2)内填装炭化用生物质材料，依靠燃烧膛产生的热量通过内壁传导进行炭化；所述可燃气体回流管路(4)将炭化膛(2)中生物质材料炭化过程中产生的可燃气体导入燃烧膛，燃烧产生热量。
3.根据权利要求1所述的自燃式生物质焦生产炉，其特征在于，所述抽板(6)的下部设置多根钢筋，以增加抽板的强度。
4.根据权利要求1所述的自燃式生物质焦生产炉，其特征在于，所述可燃气体回流管路(4)的数量为3-6根，并在每根可燃气体回流管路(4)的下方设置一个焦油接收装置。
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