專利名稱：一種生物質制碳設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種生物質制碳設備，具體涉及一種絞籠式生物質制碳設備。
背景技術：
利用生物質制碳粉，是利國利民的好項目，其不僅有較好的經濟效益，而且有利于環保，具有很好的社會效益。生物質主要指木屑和生物桔桿，桔桿包括稻麥桔桿和棉花桔桿。在生物質制碳設備方面已有一些專利技術。如中國專利CN201010524Y，專利名稱為一種制備碳粉設備，該裝置由干燥裝置、炭化裝置和冷卻裝置組成。炭化裝置是由入料口、絞籠、燃燒室、下料口、平臺、馬達、傳動機構、引風機、引氣管道組成，干燥裝置中的廢氣和余熱得到部分利用，絞籠固定在燃燒室內，馬達通過傳動機構與絞籠中的螺旋桿相連接，絞籠的前端與入料口相連接，絞籠的后端與下料口相連接，螺旋桿設有進氣口和出氣口 ，絞籠外管多處開有出氣口 ，出氣口通過管道與燃氣管相連接，引氣管道與燃燒室相連。此專利主要不足之處在于由于生物質熱解時會產生大量焦油及灰份，隨著焦油在系統內部各個管道的積累將會造成設備的不能正常運行，必須拆窯清洗。絞籠內的灰分將隨干燥管道與濕料再次進入系統從而影響炭粉的品質。單臺絞籠運行時物料300-40(TC得碳溫度反應時間短，得碳率低，最高溫度標準高，浪費能源。
實用新型內容針對上述現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提出連續式多絞籠并架組合的一種生物質制碳設備，此設備具有清除焦油功能，而且得碳溫度反應時間相對較長，生物質裂解時間長，產品灰粉低，出產品質好、可持續穩定生產，且能高效綜合利用系統中的余熱。 本實用新型為實現其目的所采取的技術方案一種生物質制碳設備，包括炭化裝置和冷卻裝置；炭化裝置的主體為燃燒室，內設絞籠，絞籠包括螺旋桿、絞葉和絞籠外管，絞籠外管上布有出氣口 ，外管兩端設入料口和下料口 ，螺旋桿一端與驅動裝置連接；冷卻裝置的主體為冷卻水箱，水箱內設絞籠；其特征在于所述燃燒室經燃氣管與燃氣過濾及焦油收集裝置連接。 所述燃氣過濾及焦油收集裝置包括旋風除焦油器、電捕焦油器和靜電除塵器，三者串接；燃燒室與靜電除塵器之間由濾清燃氣管連接；旋風除焦油器、電捕焦油器和靜電除塵器三者下方均連接焦油管，其與集油池相連。 所述燃燒室內腔豎直方向位置上至少布置二臺絞籠，絞籠并架與燃燒室成整體結構。 在所述入料口和給料機之間設有預熱裝置，引氣管道連接預熱裝置和燃燒室；引氣管道上設引風機和調節閥。 所述給料機為剛性給料機。所述螺旋桿(11)另一端的法蘭采用滑動軸承檔。[0009] 實用新型的有益效果在于[0010] 1、本實用新型采用整體多臺絞籠豎向布置整體設計，物料在單臺絞籠內炭化時間
充分，單臺絞籠內需求溫度較低，得碳率明顯上升使得生產效率大大提高； 2、在生產過程中，絞籠內的可燃氣體通過絞籠外管上的出氣口，通過燃氣管，再被
防爆鼓風機加空氣鼓入到燃燒室中，使可燃氣體在燃燒室中充分燃燒，燃燒后氣體再引入預熱裝置對添加的物料進行干燥，使熱量得到充分利用； 3、從絞籠中出來的熱氣體通過旋風除焦油器和電捕焦油器的濾清使得設備內部管道不會被焦油堵塞，保證設備長期穩定運行； 4、設備運行時，引氣管道將經過除灰裝置濾清的燃燒生成氣體引入預熱裝置中提高物料進入頂部絞籠的溫度，節約了能源； 5、絞籠密封法蘭內采用滑動軸承檔，保證連續工作受熱時系統的穩定運行；[0015] 6、燃氣由濾清裝置去除了系統管道里焦油的堵塞，收集的生物質焦油回收利用，保護環境提高經濟效益。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步詳細說明。[0017]
圖1是本實用新型結構示意圖；[0018] 圖2是絞籠放大示意圖。 圖中1、投料口 ， 2、剛性給料機，3、預熱裝置，4、入料口 ， 5a-b-c-d、絞籠，6、出氣口，7、下料口，8、燃燒室，9、絞籠法蘭，10、絞葉，11、螺旋桿，12、驅動裝置，13、平臺，14、驅動裝置，15、驅動裝置，16、驅動裝置，17、調節閥，18、引氣管道，19、引風機，20、燃氣管，21、旋風除焦油器，22、電補焦油器，23、靜電除塵器，24、濾清燃氣管，25、自然吸氣閥，26、防爆鼓風機，27、焦油管，28、集油池，29、下料口 ， 30、噴氣裝置，31、注氣閥，32、絞籠，33、冷卻水箱，34、絞籠外管，35、螺旋桿，36、出料口 ， 37、空氣止逆閥。
具體實施方式本實例中所說的物料一般是木屑、桔桿等可炭化的纖維類生物質。[0021] 1、本實用新型的結構和連接關系[0022] (1)預熱干燥裝置的結構和連接關系 如圖l所示，預熱干燥裝置中燃燒室內高溫流經引風機19由引氣管道18加壓進預熱裝置3底部，物料經剛性給料機2進入預熱裝置3內下落時與底部向上吹送的熱流充分預熱后流落入料口 4并進入燃燒室8內的頂部絞籠5。[0024] (2)炭化裝置的結構和連接關系 如
圖1、2所示，炭化裝置是包括燃燒室1 ;三組并架絞籠；1#、2#、3#驅動裝置分別為12、 14、 15 ;入料口 4 ;絞葉10 ;螺旋桿11 ;噴氣裝置30 ;防爆鼓風機26 ;引氣管道18和燃氣管20 ;絞籠5是由一中空螺旋桿11、絞葉10與絞籠外管34組成，螺旋桿11的長度為
5000mm，驅動裝置由減速機、連軸器組成，炭化裝置中絞籠5和一些管道都固定在燃燒室8內，1#驅動裝置12與其螺旋桿相連接，螺旋桿由軸承座支撐和定位在平臺13上。螺旋桿11的法蘭軸承套內采用滑動軸承檔，可在螺旋桿受熱時自由延伸。絞籠前端開有物料進口 ，另一端開有絞籠出口，三組絞籠外管在燃燒室8內由噴氣口 30(a、b、c)噴入的火焰直接加
4熱，絞籠內物料隨螺旋桿絞葉轉動進入下層絞籠炭化。絞籠上開有3-5個出氣口，出氣口 6與外燃氣管相連接，入料口 4與絞籠的前端進料口相連接。本例中燃燒室8內腔豎直方向位置上布置三臺絞籠，絞籠并架與燃燒室8成整體結構。中層絞籠的進料口對應連接上層絞籠的出料口；下層絞籠的進料口對應連接中層絞籠的出料口；下層絞籠的出料口對應連接冷卻水箱33中的絞籠32的進料口 。燃氣管20穿出燃燒室，由防爆鼓風機26引入燃氣過濾及焦油收集裝置。 (3)燃氣過濾及焦油收集裝置結構和連接關系 如
圖1所示，燃氣過濾及焦油收集裝置包括燃氣管20、旋風除焦油器21、電捕焦油器22、靜電除塵器23、自然吸氣閥25、空氣止逆閥37、防爆鼓風機26、焦油管27、集油池28，燃燒室8內的絞籠內燃氣經防爆鼓風機26引入燃氣管20，經三器(旋風除焦油器、電捕焦油器、靜電除塵器)濾清由清潔燃氣管道24返回到燃燒室8內。清潔燃氣管道24中的焦油經焦油管27收集于集油池28。[0028] (4)冷卻裝置的結構和連接關系 如
圖1所示，冷卻裝置包括4#驅動裝置16、絞籠32、冷卻水箱33，絞籠32與絞籠5結構一致，冷卻水箱33包圍絞籠32，絞籠外管34與冷卻水箱33中的水直接接觸冷卻。[0030] 2、本實用新型的運行關系[0031] (1)物料進送運動 在生產過程中，開動設備驅動裝置帶動相應的螺旋桿，生物質物料從剛性給料機2進入預熱裝置3，燃燒室內的熱氣流經引風機19通過引氣管道13進入預熱裝置3，給料機2送入的生物質物料經升溫干燥后由物料進口進入到炭化裝置的入料口 4，從入料口 4進入絞籠內，物料在旋轉的螺旋桿和絞葉的作用下通過下料口 7往下層絞籠推進，在推進的過程中，完成物料的炭化。已被炭化的物料進入冷卻絞籠中，炭化物料隨著絞籠34內螺旋桿的轉動，物料向出料口 36處推動，完成碳粉的冷卻，最終物料從出料口 36排出，送往其他碳制加工設備，整個進料和出料過程時間約為15-17分鐘左右。[0033] (2)燃燒室內氣體的循環運動 首先將注氣閥31加入煤氣等可燃氣體，經噴氣裝置30噴入燃燒室并點火使其燃燒，加熱整個燃燒室內腔，濾清燃氣管道上的空氣止逆閥控制此時加入的煤氣不能進入到燃氣過濾及焦油收集裝置中。由于燃燒室內三套絞籠外管壁與已被加熱的燃燒室內腔直接接觸，使得絞籠外管溫度迅速升高，隨著物料從預熱裝置中出來，進入炭化裝置中的絞籠中，在轉動螺旋桿和絞葉的作用向出料口 7推進的過程中，絞籠外管的溫度傳遞給了物料，使物料的溫度升高，而且螺旋桿和絞葉的攪拌的作用下，使物料均勻被加熱，物料在加熱的過程中，產生大量的熱量，使物料中的物質發生化學變化，產生大量的木煤氣等可燃氣體，氣體上升，通過絞籠外管上的絞籠出氣口 ，進入設置在窯內的三根燃氣管20，管內燃氣經防爆鼓風機26引入，經三器(旋風除焦油器、電捕焦油器、靜電除塵器)濾清由清潔燃氣管道返回到燃燒室內。隨著后面氣體的推動和鼓風機26的作用下，氣體經過自然吸氣閥25，并且在防爆鼓風機26作用下，在原來的氣體中摻入空氣，使這些氣體一并被推入到噴氣裝置進入燃燒室，這些氣體進入正在燃燒的燃燒室8內腔也開始燃燒起來，不斷地加熱燃燒室內氣體，系統達到一種出入平衡，此時關閉注氣閥31。由于燃燒室內三套絞籠外管壁與燃燒室內腔直接接觸，使得絞籠外管溫度迅速升高，燃燒室內熱流在引風機19作用下，從引氣管道18的進入預熱裝置對物料進行加溫。[0035] 3、本實用新型制備碳粉的工作原理 首先將注氣閥31加入煤氣等可燃氣體，經噴氣裝置30進入燃燒室內腔并點火使其燃燒，加熱整個燃燒室8，當燃燒室內溫度接近12(TC時將物料再送入預熱裝置3并依次進入到絞籠中，在絞籠內螺旋桿和絞葉的推動下，依次向下層絞籠進口方向推動，在煤氣燃燒加熱的作用下，物料中物質發生化學變化，產生大量的可燃氣體，可燃氣體上升穿過絞籠外管上的絞籠出氣口進入設置在窯內的三根燃氣管20，管內燃氣經防爆鼓風機26引入，經三器(旋風除焦油器、電捕焦油器、靜電除塵器)濾清由清潔燃氣管道返回到燃燒室內。隨著后面氣體的推動和防爆鼓風機26的作用下，氣體經過自然吸氣閥25，并且在防爆鼓風機26作用下，在原來的氣體中摻入空氣，使這些氣體一并被推入到噴氣裝置進入燃燒室內腔，這些氣體進入正在燃燒的燃燒室內也開始燃燒起來，絞籠內產生大量可燃氣體，此時就不需要不斷的另用燃氣加熱絞籠內物料。并且絞籠并列設計使得物料在絞籠內的反應時間充分，這樣可以降低整個燃燒室內的最高溫度，使得生物質在300-40(TC左右時長時間較低溫反應。這一設計得物料在高溫和缺氧的狀態下炭化，得碳率明顯上升使得生產效率大大提高。燃燒室絞籠內產生的氣體，通過絞籠外管上的絞籠出氣口 ，進入設置在窯內的三根燃氣管道20，管內燃氣經防爆鼓風機26引入，經三器(旋風除焦油器、電捕焦油器、靜電除塵器)濾清由濾清燃氣管道24返回到燃燒室內。隨著后面氣體的推動和防爆鼓風機26的作用下，氣體經過自然吸氣閥25，并且在防爆鼓風機26作用下，在原來的氣體中摻入空氣，使這些氣體一并被推入到噴氣裝置進入燃燒室內，這些氣體進入正在燃燒的燃燒室腔內也開始燃燒起來，不斷地加熱燃燒內氣體，系統達到一種出入平衡此時關閉注氣閥31。由于燃燒室內三組絞籠外管壁與燃燒室內腔直接接觸，使得絞籠外管溫度迅速升高，燃燒室內熱流在引風機19作用下，從引氣管道18的進入預熱裝置對物料進行預加溫。隨著螺旋桿11轉動，高溫物料由絞籠進入到冷卻絞籠中，物料的熱量在螺旋桿11和絞葉10的攪拌推動下冷卻絞籠外管壁與低溫冷卻水箱直接接觸進行熱交換，冷卻后的室溫碳物質再從出料口 36出來，所制得碳粉再進行制品加工。燃燒室絞籠內燃氣經防爆鼓風機26引入燃氣管道20，經三器(旋風除焦油器、電捕焦油器、靜電除塵器)濾清由清潔燃氣管道返回到燃燒室內。清潔燃氣管道中的焦油經焦油管道收集于集油池。這一設計解決了生物質燃燒時產生的焦油問題，避免了經常性的拆窯清洗焦油麻煩，保護環境提高經濟效益。
權利要求一種生物質制碳設備，包括炭化裝置和冷卻裝置；炭化裝置的主體為燃燒室(8)，燃燒室內部設置絞籠，絞籠(5)包括螺旋桿(11)、絞葉(10)，絞籠外管上布有出氣口(6)，絞籠兩端設入料口(4)和下料口(7)，螺旋桿(11)一端與驅動裝置(12)連接；冷卻裝置的主體為冷卻水箱(33)和冷卻絞籠(32)；其特征在于所述燃燒室經燃氣管(20)與燃氣過濾裝置和焦油收集裝置連接。
2. 根據權利要求1所述的生物質制碳設備，其特征在于所述燃氣過濾及焦油收集裝置包括旋風除焦油器(21)、電捕焦油器(22)和靜電除塵器(23)，三者串接；燃燒室(8)與靜電除塵器(23)之間由濾清燃氣管(24)連接；旋風除焦油器(21)、電捕焦油器(22)和靜電除塵器(23)三者下方均連接焦油管(27)，并與集油池(28)相連。
3. 根據權利要求l所述的生物質制碳設備，其特征在于所述燃燒室(8)內腔豎直方向位置上至少布置二組絞籠，絞籠并架與燃燒室(8)成整體結構。
4. 根據權利要求l所述的生物質制碳設備，其特征在于在入料口 (4)和給料機(2)之間設有預熱裝置(3)，引氣管道(18)連接預熱裝置(3)和燃燒室(8);引氣管道(18)上設引風機(19)和調節閥(17)。
5. 根據權利要求4所述的生物質制碳設備，其特征在于所述給料機(2)為剛性給料機。
6. 根據權利要求l所述的生物質制碳設備，其特征在于所述螺旋桿(11)另一端的法蘭采用滑動軸承檔。
專利摘要本實用新型公開了一種生物質制碳設備，包括炭化裝置和冷卻裝置；炭化裝置的主體為燃燒室，內設絞龍，絞龍包括螺旋桿、絞葉和絞龍外管，絞龍外管上布有出氣口，外管兩端設入料口和下料口，螺旋桿一端與驅動裝置連接；冷卻裝置的主體為冷卻水箱，水箱內設絞龍；所述燃燒室經燃氣管與燃氣過濾裝置和焦油收集裝置連接。該裝置包括旋風除焦油器、電捕焦油器和靜電除塵器，三者串接，下方均連接焦油管，并與集油池相連；燃燒室與靜電除塵器之間由濾清燃氣管連接。本實用新型使得設備內部管道不會被焦油堵塞，確證設備穩定運行；采用多臺絞龍豎向布置整體設計，物料在單臺絞龍內炭化時間充分，單臺絞龍內需求溫度低，得碳率明顯上升，使得生產效率大大提高。
文檔編號C01B31/02GK201485276SQ20092018650
公開日2010年5月26日 申請日期2009年7月21日 優先權日2009年7月21日
發明者徐浩 申請人:徐浩