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CN108728165A - 基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法 - Google Patents

基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法 Download PDF

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CN108728165A
CN108728165A CN201810932401.9A CN201810932401A CN108728165A CN 108728165 A CN108728165 A CN 108728165A CN 201810932401 A CN201810932401 A CN 201810932401A CN 108728165 A CN108728165 A CN 108728165A
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gas
charcoal
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charcoal base
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施刘砚
卢建翔
沈丽英
刘启华
钟宏科
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Fujian Mountain Energy Ltd
Fujian Sinochem Zhisheng Fertilizer Co Ltd
Original Assignee
Fujian Mountain Energy Ltd
Fujian Sinochem Zhisheng Fertilizer Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，具体步骤如下：a、将农林废弃物用破碎机破碎，破碎完的物料送入滚筒烘干机内进行原料烘干预处理；b、烘干后的物料进入上吸式炭气联产炉内进行热解气化反应，产生生物质炭和生物质可燃气；c、生成的生物质炭进行磨粉将磨成粉的生物质炭用木醋液进行喷雾；将喷雾后生物质炭加入无机肥、粘结剂混合形成炭基肥，而后将炭基肥进行造粒形成炭基肥颗粒。本发明实现资源综合利用，提升了能源的利用效率，同时，生物质燃气通过低氮燃烧生产蒸汽可以部分替代燃煤锅炉，环保排放，余热锅炉尾气进一步用于烘干系统使用，实现能源利用最优化。

Description

基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法
技术领域
本发明涉及炭基肥生产技术领域，尤其涉及到一种基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法。
背景技术
现今，我国传统的高消耗、高排放、低效率的粗放增长方式仍未根本转变，资源利用率低，环境污染严重。
当前面临的资源和环境形势仍十分严峻，必须大力发展循环经济，按照“减量化、再利用、资源化”原则，采取各种有效措施，以尽可能少的资源消耗和尽可能小的环境代价，取得最大的经济产出和最少的废物排放，实现经济、环境和社会效益相统一，建设资源节约型和环境友好型设备。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单，操作方便，实用的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法。
本发明是通过如下方式实现的：
基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：具体步骤如下：
a、将农林废弃物用破碎机破碎至大小为12厘米以下，破碎完的物料送入滚筒烘干机内进行原料烘干预处理；
b、烘干后的物料进入上吸式炭气联产炉内进行热解气化反应，产生生物质炭和生物质可燃气；
c、生成的生物质炭进行磨粉，炭粉粒度为60～80目，将磨成粉的生物质炭用木醋液进行喷雾；将喷雾后生物质炭加入无机肥、粘结剂混合形成炭基肥，而后将炭基肥通过挤压成型机进行造粒形成炭基肥颗粒；
d、步骤b中生成的生物质可燃气经过燃烧窑炉燃烧，产生的高温烟气进入余热锅炉产生蒸汽，蒸汽供应其他车间使用。
进一步地，所述生物质炭、无机肥、粘结剂的质量百分比分别为 10％～40％、40％～70％、1％～10％，其中无机肥为以下其中的一种：碳酸氢铵、硫酸铵、尿素磷酸钙、钙镁磷肥；粘结剂为以下其中的一种：膨润土、凹凸棒土、淀粉。
进一步地，余热锅炉产生的尾气通过配风调节温度后，一部分进入干燥机对炭基肥颗粒进行干燥处理，另一部分进入滚筒烘干机内烘干农林废弃物；被使用后的尾气在引风机抽引下依经过旋风分离器和布袋除尘器处理后，经过烟囱排出。
进一步地，上吸式炭气联产炉的热解气化温度在400～800℃，生物质可燃气的出口温度控制在120℃以下。
进一步地，上吸式炭气联产炉设有两级进料密封系统，防止空气进入上吸式炭气联产炉，发生内爆；生物质可燃气在燃烧窑炉中燃烧，采用两级配风低氮燃烧器，保证环保排放。
进一步地，上吸式炭气联产炉生产的生物质可燃气通过汽水分离器分离，分离出燃气中的木焦油和木醋液，木焦油和燃气一起进入燃烧窑炉燃烧，木醋液作为炭基肥的添加剂加入生物质炭过程中。
进一步地，余热锅炉产生的尾气通过配风，控制尾气温度为160～ 200℃。
进一步地，所述上吸式炭气联产炉包括炉体，炉体上设有两端相通的干燥热解筒体，所述干燥热解筒体与炉体相通；所述炉体内为氧化还原区，所述干燥热解筒体为热干燥热解区，所述干燥热解筒体上连接有二级进料仓，所述二级进料仓上连接有一级进料仓，所述一级进料仓与二级进料仓相连通；所述二级进料仓与干燥热解筒体相连通；所述炉体的内底部设有转动炉排；所述炉体的底端连接有螺旋出炭机，所述炉体上连接有鼓风机，鼓风机输入空气作为氧化剂进入氧化还原区发生氧化还原反应，产生生物质可燃气，同时提供热源供热干燥热解区进行热解反应，产后的生物质可燃气向上流动，经过热干燥热解区的沉降部分灰尘后进入炉体侧边的燃气管道；所述燃气管道上连接有汽水分离器；所述炉体上设有循环水冷却系统，所述循环水冷却系统分别与转动炉排和螺旋出炭机相连接，所述循环水冷却系统包括循环水箱、循环水泵，所述循环水箱设于炉体上，所述循环水箱通过循环水泵分别与转动炉排和螺旋出炭机相连接，循环水箱的冷却水通过循环水泵加压输送到转动炉排和螺旋出炭机进行降温，而后回流至循环水箱；所述燃气管道上设有喷雾系统，所述喷雾系统包括雾化泵，所述雾化泵的一端与循环水箱相连通，另一端与燃气管道相连通，雾化泵把循环水箱的冷却水加压雾化后通过雾化喷头喷入燃气管道内，控制生物质可燃气的温度，同时沉降燃气中的灰尘，生物质可燃气降温后，生物质可燃气中的木醋液、灰尘和焦油沉降在汽水分离器中。
进一步地，所述一级进料仓和二级进料仓的出料口上分别设有下料振打器。
进一步地，所述二级进料仓的进料阀门和出料阀门采用连锁控制机构，保证其中一个阀门开时另一个阀门处于关闭状态，防止大量空气混入炉体内。
本发明的有益效果在于：实现资源综合利用，提升了能源的利用效率，同时，生物质燃气通过低氮燃烧生产蒸汽可以部分替代燃煤锅炉，环保排放，余热锅炉尾气进一步用于烘干系统使用，实现能源利用最优化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1本发明上吸式炭气联产炉结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：
一种基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，具体步骤如下：
a、将农林废弃物用破碎机破碎至大小为12厘米以下，破碎完的物料送入滚筒烘干机内进行原料烘干预处理；
b、烘干后的物料进入上吸式炭气联产炉内进行热解气化反应，产生生物质炭和生物质可燃气；
c、生成的生物质炭进行磨粉，炭粉粒度为60～80目，将磨成粉的生物质炭用木醋液进行喷雾；将喷雾后生物质炭加入无机肥、粘结剂混合形成炭基肥，所述生物质炭、无机肥、粘结剂的质量百分比分别为10％～40％、40％～70％、1％～10％，其中无机肥为以下其中的一种：碳酸氢铵、硫酸铵、尿素磷酸钙、钙镁磷肥，粘结剂为以下其中的一种：膨润土、凹凸棒土、淀粉，而后将炭基肥通过挤压成型机进行造粒形成炭基肥颗粒；
d、步骤b中生成的生物质可燃气经过燃烧窑炉燃烧，产生的高温烟气进入余热锅炉产生蒸汽，蒸汽供应其他车间使用。
本实施例中，余热锅炉产生的尾气通过配风调节温度后，一部分进入干燥机对炭基肥颗粒进行干燥处理，另一部分进入滚筒烘干机内烘干农林废弃物；被使用后的尾气在引风机抽引下依经过旋风分离器和布袋除尘器处理后，经过烟囱排出。
本实施例中，上吸式炭气联产炉的热解气化温度在400～800℃，生物质可燃气的出口温度控制在120℃以下。
本实施例中，上吸式炭气联产炉设有两级进料密封系统，防止空气进入上吸式炭气联产炉，发生内爆；生物质可燃气在燃烧窑炉中燃烧，采用两级配风低氮燃烧器，保证环保排放。
本实施例中，上吸式炭气联产炉生产的生物质可燃气通过汽水分离器分离，分离出燃气中的木焦油和木醋液，木焦油和燃气一起进入燃烧窑炉燃烧，木醋液作为炭基肥的添加剂加入生物质炭过程中。
本实施例中，余热锅炉产生的尾气通过配风，控制尾气温度为 160～200℃。
本实施例中，如图1所示，所述上吸式炭气联产炉包括炉体1，炉体1上设有两端相通的干燥热解筒体2，所述干燥热解筒体2半部分位于炉体1内，干燥热解筒体2的另一半部分位于炉体1外；所述干燥热解筒体2与炉体1相通；所述炉体1内为氧化还原区，所述干燥热解筒体2为热干燥热解区，所述干燥热解筒体2上连接有二级进料仓3，所述二级进料仓3上连接有一级进料仓4，所述一级进料仓 4与二级进料仓3相连通；所述二级进料仓3与干燥热解筒体2相连通；所述炉体1的内底部设有转动炉排5；所述炉体1的底端连接有螺旋出炭机6，所述二级进料仓3的进料阀门和出料阀门采用连锁控制机构，保证其中一个阀门开时另一个阀门处于关闭状态，防止大量空气混入炉体1内；所述炉体1上连接有鼓风机7，鼓风机7输入空气作为氧化剂进入氧化还原区发生氧化还原反应，产生生物质可燃气，同时提供热源供热干燥热解区进行热解反应，产后的生物质可燃气向上流动，经过热干燥热解区的沉降部分灰尘后进入炉体1侧边的燃气管道8；所述燃气管道8上连接有汽水分离器9；由于刚生产的生物质炭温度非常高，所述炉体1上设有循环水冷却系统，所述循环水冷却系统分别与转动炉排5和螺旋出炭机6相连接，所述循环水冷却系统包括循环水箱10、循环水泵11，所述循环水箱10设于炉体1 上，所述循环水箱10通过循环水泵11分别与转动炉排5和螺旋出炭机6相连接，循环水箱10的冷却水通过循环水泵11加压输送到转动炉排5和螺旋出炭机6进行降温，而后回流至循环水箱10；所述燃气管道8上设有喷雾系统，所述喷雾系统包括雾化泵12，所述雾化泵12的一端与循环水箱10相连通，另一端与燃气管道8相连通，雾化泵12把循环水箱10的冷却水加压雾化后通过雾化喷头喷入燃气管道8内，控制生物质可燃气的温度，同时沉降燃气中的灰尘，生物质可燃气降温后，生物质可燃气中的木醋液、灰尘和焦油沉降在汽水分离器9中，汽水分离器9分层后，焦油进入燃烧窑炉内燃烧，木醋液作为添加剂用于配置炭基肥。
本实施例中，为了防止物料粘结，在一级进料仓4和二级进料仓 3的出料口上分别设有下料振打器13。
实施时，二级进料仓3的物料通过出料阀门进入干燥热解筒体2 的热干燥热解区，物料在干燥热解筒体2内依靠重力作用，依次经过干燥、热解反应，最后进入炉体1内的氧化还原区，转化成生物质炭；鼓风机7输入空气作为氧化剂进入炉体1内的氧化还原区，产生生物质可燃气，同时提供热源供上部热解反应，产生的生物质可燃气向上流动，经过热干燥热解区的沉降部分灰尘后进入炉体1侧边的燃气管道8；在操作过程中，需要严格控制炉体1的反应温度，氧化还原区的温度不超过950℃，热干燥热解区的反应温度不超过600℃，生物质可燃气出口温度不超过120℃；氧化还原反应后的生物质炭通过转动炉排5排出，进入螺旋出炭机6的进料口，最后在螺旋出炭机6的螺杆输送下排出；转动炉排5依靠电机驱动炉排转动，炉排设有水冷加套，用于循环冷却水流动，防止炭层温度过高，烧坏炉排，同时炉排设计成咬齿结构，在转动排炭时，可以把炭破碎成炭颗粒。
本实施例中，为防止生物质可燃气中的焦油堵塞燃气管道8，需要严格控制燃气出口温度，在燃气管道8上设有喷雾系统，雾喷雾系统的雾化泵12把循环水箱10的冷却水加压雾化后通过雾化喷头喷入燃气管道8内，控制生物质可燃气的温度，同时沉降燃气中的灰尘，生物质可燃气降温后，生物质可燃气中的木醋液、灰尘和焦油沉降在汽水分离器9中，汽水分离器9分层后，焦油进入燃烧窑炉内燃烧，木醋液作为添加剂用于配置炭基肥。
本实施例实现了农林废弃物的高效环保利用，生产的生物质炭制成炭基肥可以产生巨大的经济价值，生物质燃气通过低氮燃烧生产蒸汽可以部分替代燃煤锅炉，环保排放，锅炉尾气进一步用于烘干系统用能，实现能源利用最优化。通过本实施例的工艺体系，建设从农林废弃物利用出发服务于能源、环境和生态建设的炭基肥产业模式，打造以低碳经济为核心的循环经济体系。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：具体步骤如下：
a、将农林废弃物用破碎机破碎至大小为12厘米以下，破碎完的物料送入滚筒烘干机内进行原料烘干预处理；
b、烘干后的物料进入上吸式炭气联产炉内进行热解气化反应，产生生物质炭和生物质可燃气；
c、生成的生物质炭进行磨粉，炭粉粒度为60～80目，将磨成粉的生物质炭用木醋液进行喷雾；将喷雾后生物质炭加入无机肥、粘结剂混合形成炭基肥，而后将炭基肥通过挤压成型机进行造粒形成炭基肥颗粒；
d、步骤b中生成的生物质可燃气经过燃烧窑炉燃烧，产生的高温烟气进入余热锅炉产生蒸汽，蒸汽供应其他车间使用。
2.根据权利要求1所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：所述生物质炭、无机肥、粘结剂的质量百分比分别为10％～40％、40％～70％、1％～10％，其中无机肥为以下其中的一种：碳酸氢铵、硫酸铵、尿素磷酸钙、钙镁磷肥；粘结剂为以下其中的一种：膨润土、凹凸棒土、淀粉。
3.根据权利要求1所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：余热锅炉产生的尾气通过配风调节温度后，一部分进入干燥机对炭基肥颗粒进行干燥处理，另一部分进入滚筒烘干机内烘干农林废弃物；被使用后的尾气在引风机抽引下依经过旋风分离器和布袋除尘器处理后，经过烟囱排出。
4.根据权利要求1所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：上吸式炭气联产炉的热解气化温度在400～800℃，生物质可燃气的出口温度控制在120℃以下。
5.根据权利要求1所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：上吸式炭气联产炉设有两级进料密封系统，防止空气进入上吸式炭气联产炉，发生内爆；生物质可燃气在燃烧窑炉中燃烧，采用两级配风低氮燃烧器，保证环保排放。
6.根据权利要求1所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：上吸式炭气联产炉生产的生物质可燃气通过汽水分离器分离，分离出燃气中的木焦油和木醋液，木焦油和燃气一起进入燃烧窑炉燃烧，木醋液作为炭基肥的添加剂加入生物质炭过程中。
7.根据权利要求1所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：余热锅炉产生的尾气通过配风，控制尾气温度为160～200℃。
8.根据权利要求1所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：所述上吸式炭气联产炉包括炉体(1)，炉体(1)上设有两端相通的干燥热解筒体(2)，所述干燥热解筒体(2)与炉体(1)相通；所述炉体(1)内为氧化还原区，所述干燥热解筒体(2)为热干燥热解区，所述干燥热解筒体(2)上连接有二级进料仓(3)，所述二级进料仓(3)上连接有一级进料仓(4)，所述一级进料仓(4)与二级进料仓(3)相连通；所述二级进料仓(3)与干燥热解筒体(2)相连通；所述炉体(1)的内底部设有转动炉排(5)；所述炉体(1)的底端连接有螺旋出炭机(6)，所述炉体(1)上连接有鼓风机(7)，鼓风机(7)输入空气作为氧化剂进入氧化还原区发生氧化还原反应，产生生物质可燃气，同时提供热源供热干燥热解区进行热解反应，产后的生物质可燃气向上流动，经过热干燥热解区的沉降部分灰尘后进入炉体(1)侧边的燃气管道(8)；所述燃气管道(8)上连接有汽水分离器(9)；所述炉体(1)上设有循环水冷却系统，所述循环水冷却系统分别与转动炉排(5)和螺旋出炭机(6)相连接，所述循环水冷却系统包括循环水箱(10)、循环水泵(11)，所述循环水箱(10)设于炉体(1)上，所述循环水箱(10)通过循环水泵(11)分别与转动炉排(5)和螺旋出炭机(6)相连接，循环水箱(10)的冷却水通过循环水泵(11)加压输送到转动炉排(5)和螺旋出炭机(6)进行降温，而后回流至循环水箱(10)；所述燃气管道(8)上设有喷雾系统，所述喷雾系统包括雾化泵(12)，所述雾化泵(12)的一端与循环水箱(10)相连通，另一端与燃气管道(8)相连通，雾化泵(12)把循环水箱(10)的冷却水加压雾化后通过雾化喷头喷入燃气管道(8)内，控制生物质可燃气的温度，同时沉降燃气中的灰尘，生物质可燃气降温后，生物质可燃气中的木醋液、灰尘和焦油沉降在汽水分离器(9)中。
9.根据权利要求8所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：所述一级进料仓(4)和二级进料仓(3)的出料口上分别设有下料振打器(13)。
10.根据权利要求8所述的基于上吸式炭气联产炉的炭基肥生产资源综合利用方法，其特征在于：所述二级进料仓(3)的进料阀门和出料阀门采用连锁控制机构，保证其中一个阀门开时另一个阀门处于关闭状态，防止大量空气混入炉体(1)内。
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