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CN102154019A - 螺旋推进式低温热解炭化炉 - Google Patents

螺旋推进式低温热解炭化炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种螺旋推进式低温热解炭化炉，包括：支架、炉体，炉体上设置有进料口和出料口，所述的炉体包括套设在一起的内加热筒和外加热筒，内加热筒末端穿出外加热筒，内加热筒末端设置有尾气出口，外加热筒上设置有高温烟气进口及高温烟气出口，外加热筒内壁与内加热筒外壁上错位设置有若干导流板，炉体上穿设有若干中空的输料螺杆，内部设置有电或烟气加热装置。由于采用双层套筒结构、螺旋推进式热解炭化方式，并在内加热筒末端设置了尾气出口，使得该螺旋推进式低温热解炭化炉具有原料适应性广、结构简单、尾气余热以及低品位热解炭化气体能充分利用、热效率高等特点。

Description

螺旋推进式低温热解炭化炉
技术领域
本发明涉及一种炭化炉，尤其涉及到一种螺旋推进式低温热解炭化炉。
背景技术
生物质能占世界能源总消耗的14%，仅次于石油、煤炭和天然气，位居第4位。作为可再生能源其具有低硫、低氮、高挥发份、高灰焦活性、零CO2净排放等特点，在能源利用和环境保护方面具有独特的优势。
生物质热解炭化技术是一种很有发展前景的生物质能源化利用技术之一，根据热解炭化温度的不同，生物质热解炭化工艺又可分为低温热解、中温热解和高温热解三种。生物质低温热解炭化将生物质原料经过热解炭化装置后，生成热解气、生物质油和生物质炭等三种产品。但是，目前的低温热解炭化炉存在处理生物质原料单一、生物质炭产率低、尾气余热以及低品位热解炭化气体得不到充分利用等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可处理多种生物质的可连续作业的结构简单、炭化时间短并能充分利用尾气余热以及低品位热解炭化气体的螺旋推进式低温热解炭化炉。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：螺旋推进式低温热解炭化炉，包括：支架、炉体，炉体上设置有进料口和出料口，所述的炉体包括套设在一起的内加热筒和外加热筒，内加热筒末端穿出外加热筒，内加热筒末端设置有尾气出口，外加热筒上设置有高温烟气进口及高温烟气出口，外加热筒内壁与内加热筒外壁上错位设置有若干导流板，炉体上穿设有若干输料螺杆，所述的出料口设置有锁气阀。
所述的进料口上设置有进料仓，进料仓包括箱体和箱盖，箱盖上设置有保护气入口及搅拌器入口，箱盖上还设置有进料通道，进料通道上设置有进料控制阀。
所述的进料仓的箱体下段套设有换热筒，换热筒内设置有换热管，加热管通过连接管与所述的外加热筒上的高温烟气出口相连通。
所述的输料螺杆为中空的输料螺杆，内部设置有电或烟气加热装置。
本发明的优点是：由于采用双层套筒结构并在中空的输料螺杆内部设置加热装置，不仅避免了高温烟气对生物质炭化过程的影响，提高了炭化产品质量，而且能将热解炭化过程产生的可燃气体和烟气分离出来再利用，提高了装置的热效率，实现热解炭化过程的能量自供给；由于在进料仓的箱体下段套设有加热筒，用从外加热筒中出来的烟气余热干燥生物质原料，提高了整体的热效率。
由于外加热筒内壁与内加热筒外壁上错位设置有若干导流板，改善了内加热筒换热壁面温度的均匀性。
由于采用螺旋推进式热解炭化方式，具有原料适应性广、结构简单灵活、运行操作方便等特点，而且保证了生物质低温热解炭化反应的连续运行，并能有效控制物料热解炭化的停留时间。
附图说明
图1螺旋推进式低温热解炭化炉结构示意图。
图2 单输料螺杆的螺旋推进式低温热解炭化炉炉体剖视示意图。
图3 双输料螺杆的螺旋推进式低温热解炭化炉炉体剖视示意图。
图4螺旋推进式低温热解炭化炉工作流程图。
图中：1.支架、2.进料口、3.出料口、4.内加热筒、41.尾气出口、5.外加热筒、51高温烟气进口、52.高温烟气出口、6导流板、7.输料螺杆、8.锁气阀、9.进料仓、91.箱体、92.箱盖、921.保护气入口、922.搅拌器入口、923.进料通道、10.电机、11.加热装置、12.轴承、13.联轴器、14.换热筒、15.连接管、16.换热管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细描述一下本发明的具体内容。
如图1、图2所示，本发明所述的螺旋推进式低温热解炭化炉的实施例1：螺旋推进式低温热解炭化炉，包括：支架1、炉体，炉体上设置有进料口2和出料口3，所述的炉体包括套设在一起的内加热筒4和外加热筒5，内加热筒4末端穿出外加热筒5，内加热筒4末端设置有尾气出口41，出料口3也设置在内加热筒4末端，外加热筒5上设置有高温烟气进口51及高温烟气出口52，外加热筒5内壁与内加热筒4外壁上错位设置有若干导流板6，炉体上穿设有一个输料螺杆7，所述的输料螺杆7通过联轴器13与电机10连接，所述的输料螺杆7为中空的输料螺杆7，内部设置有烟气加热装置11。所述的进料口2上设置有进料仓9，进料仓9包括箱体91和箱盖92，箱盖92上设置有保护气入口921及搅拌器入口922，箱盖92上还设置有进料通道923，进料通道923上设置有进料控制阀。所述的进料仓9的箱体91下段套设有换热筒14，换热筒14内设置有换热管16，加热管16通过连接管15与所述的外加热筒5上的高温烟气出口52相连通。
所述的出料口2设置有锁气阀8。炉体及输料螺杆7通过输料螺杆7两端的轴承12设置在支架1上。
本发明所述的螺旋推进式低温热解炭化炉的实施例2：本发明所述的输料螺杆7的结构还可以为如图4所示的双输料螺杆结构，以及由此进一步演化的多输料螺杆结构。
由于采用双层套筒结构并在中空的输料螺杆7内部设置加热装置11，不仅避免了高温烟气对生物质炭化过程的影响，提高了炭化产品质量，而且能将热解炭化过程产生的可燃气体和烟气分离出来再利用，提高了装置的热效率，实现热解炭化过程的能量自供给；由于在进料仓9的箱体下段套设有换热筒14，用从外加热筒5中出来的烟气余热干燥生物质原料，提高了整体的热效率。
由于外加热筒5内壁与内加热筒4外壁上错位设置有若干导流板6，改善了内加热筒5换热壁面温度的均匀性。
由于采用螺旋推进式热解炭化方式，具有原料适应性广、结构简单灵活、运行操作方便等特点，而且保证了生物质低温热解炭化反应的连续运行，并能有效控制物料热解炭化的停留时间。
如图4所示的为使用本发明所述的螺旋推进式低温热解炭化炉进行生物质低温热解炭化流程，经预处理和干燥的生物质原料由进料仓9进入内加热筒4，由通过内、外加热筒间的高温烟气以及中空的输料螺杆7内的高温烟气进行加热，在输料螺杆7推送下逐步完成干燥和热解炭化过程，并形成生物质炭化产品（主要包括：生物质炭、生物质气和生物质油）。
生物质热解炭化时产生可燃气体由尾气出口41排除，经过燃烧装置燃烧后形成高温烟气，根据需要混合适量由天然气燃烧产生的高温烟气，经内、外加热筒间的烟道将高温烟气中的热量传递给内加热筒4中的生物质原料进行炭化，从内、外加热筒间的烟道出来的烟气进入换热筒14对进入进料仓9内的生物质原料进行干燥，最后排出的烟气需经净化后才能排空。
另外，螺旋推进式低温热解炭化炉启动时所需的高温烟气由天然气燃烧产生。
使用本发明所述的螺旋推进式低温热解炭化炉进行生物质炭化，生物质炭化产品产率能达到0.5~0.7，其能量损失约为10%。因此经过低温热解炭化后，生物质热值和能量密度得到显著提高，约为生物质原料的1.3~2倍。生物质原料适用性广，可满足大部分生物质低温热解炭化要求，对于含水较高的生物质原料（大于15%）热解炭化过程的热量自给率达90%以上，对于含水较低的生物质原料（小于12%）基本不需要外部供给能量，可实现热解炭化过程热量自平衡，最高可以适应40%的含水率。

Claims (4)

1.螺旋推进式低温热解炭化炉，包括：支架、炉体，炉体上设置有进料口和出料口，其特征在于：所述的炉体包括套设在一起的内加热筒和外加热筒，内加热筒末端穿出外加热筒，内加热筒末端设置有尾气出口，外加热筒上设置有高温烟气进口及高温烟气出口，外加热筒内壁与内加热筒外壁上错位设置有若干导流板，炉体上穿设有若干输料螺杆，所述的出料口设置有锁气阀。
2.如权利要求1所述的螺旋推进式低温热解炭化炉，其特征在于：所述的进料口上设置有进料仓，进料仓包括箱体和箱盖，箱盖上设置有保护气入口及搅拌器入口，箱盖上还设置有进料通道，进料通道上设置有进料控制阀。
3.如权利要求2所述的螺旋推进式低温热解炭化炉，其特征在于：所述的进料仓的箱体下段套设有换热筒，换热筒内设置有换热管，加热管通过连接管与所述的外加热筒上的高温烟气出口相连通。
4.如权利要求1所述的螺旋推进式低温热解炭化炉，其特征在于：所述的输料螺杆为中空的输料螺杆，内部设置有电或烟气加热装置。
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