聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種使用農牧業廢棄物等含碳材料聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統。本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，包括熱解裝置、除塵器、冷卻分離塔和沉淀塔，所述沉淀塔豎直設置，沉淀塔包括殼體和內腔，內腔呈上大下小的圓錐形，殼體的頂部開設有與內腔連通的進料口，在所述殼體的中部開設有與內腔連通的生物醋出口，在殼體的下部開設有與內腔連通的生物焦油出口，在殼體的底部開設有與內腔連通的灰渣出口，所述熱解裝置的出氣口與除塵器的進風口連通，除塵器的出風口與冷卻分離塔的進氣口連通，冷卻分離塔的冷凝液出口與沉淀塔的進料口連通。本發明結構簡單、成本低、操作簡便，并且不會造成空氣污染。
【專利說明】聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種農業廢棄物的處理系統，特別是涉及一種使用農牧業廢棄物等含碳材料聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統。
【背景技術】
[0002]我國的秸桿等農牧業剩余資源十分豐富，每年的秸桿等剩余生物質的產量約為6億噸左右，這些剩余生物質資源的處理就顯得由為重要，有一些農民為了保持土地的肥沃及處理方便，直接將這些剩余生物質在農田里燃燒，采用這種處理方式雖然簡便易操作，但是這樣不僅使生物資源利用率低下，而且會造成較大的空氣污染。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本低、操作簡便的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，并且不會造成空氣污染。
[0004]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，包括熱解裝置、除塵器、冷卻分離塔和沉淀塔，所述沉淀塔豎直設置，沉淀塔包括殼體和內腔，內腔呈上大下小的圓錐形，殼體的頂部開設有與內腔連通的進料口，在所述殼體的中部開設有與內腔連通的生物醋出口，在殼體的下部開設有與內腔連通的生物焦油出口，在殼體的底部開設有與內腔連通的灰渣出口，所述熱解裝置的出氣口與除塵器的進風口連通，除塵器的出風口與冷卻分離塔的進氣口連通，冷卻分離塔的冷凝液出口與沉淀塔的進料口連通。
[0005]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述沉淀塔還包括圓柱形的容置腔，所述容置腔位于內腔的上部，容置腔與內腔連通，沉淀塔的進料口與容置腔連通，在殼體的頂部還開設有廢氣出口。
[0006]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述廢氣出口與活性炭凈化裝置連接。
[0007]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述熱解裝置包括加熱爐和分離爐，所述加熱爐包括爐殼和加熱腔，加熱腔上大下小，加熱腔的上部為圓柱形、下部為圓錐形，加熱爐的爐殼內設置有加熱裝置，加熱爐的頂部開設有上進料口，在加熱爐的下部開設有下進料口，加熱爐的底部開設有進氣口，在加熱爐的頂部還開設有出氣口，所述分離爐包括爐殼和內腔，在分離爐的頂部開設有進氣口和出氣口，在分離爐的底部開設有出料口，所述分離爐的出料口位于所述加熱爐的下進料的上方，且所述分離爐的出料口與加熱爐的下進料口連通，分離爐的進氣口與加熱爐的出氣口連通，分離爐的出氣口與除塵器的進風口連通。
[0008]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述加熱爐的底部還開設有蒸汽入口。
[0009]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述熱解裝置包括爐殼和加熱腔，所述爐殼的左端開設有燃料進口和進氣口，在爐殼的前側開設有至少一個出灰口，在加熱腔內還安裝有爐筒，所述爐筒可轉動的固定在爐殼上，在爐筒的內壁上固定安裝有呈螺旋分布且旋向向右的若干揚料板，在爐殼的左端還固定安裝有蒸汽管和風管，風管的右端伸入爐筒內，蒸汽管的右端插入風管內，且蒸汽管的右端位于風管外，在爐殼的左端還固定安裝有進料斗，所述進料斗的下端固定有進料管，所述進料管的上端與進料斗連通，進料管的下端伸入爐筒內且不與爐筒接觸，所述爐筒右端的下部開設有出渣口，爐筒右端的上側開設有出氣口，所述爐筒的出氣口與除塵器的進風口連通。
[0010]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述爐筒從左到右向下傾斜，且爐筒的軸線與水平面的夾角為5°。
[0011]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述熱解裝置包括爐殼和加熱腔，所述爐殼的底部設置有4個與加熱腔連通的通氣口，所述4個通氣口從左到右沿爐殼的底端均勻排列，所述左側的3個通氣口通入熱風，右側的I個通氣口通入高溫蒸汽，所述加熱腔內設置有傳送鏈板，所述傳送鏈板固定安裝在爐殼上，所述傳送鏈板的鏈板上均勻開設有多個透氣孔，所述爐殼的左上端設置有進料斗，所述進料斗的出料口位于傳送鏈板左端的正上方，所述爐殼的右下端開設有出渣口，所述出渣口位于傳送鏈板右端的正下方，所述爐殼的右端上側開設有出氣口，所述爐殼上的出氣口與除塵器的進風口連通。
[0012]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述熱解裝置還包括有熱風爐，所述熱風爐的熱風出口通過管路與爐殼下端的左側的三個通氣口連通，熱風爐的蒸汽出口與爐殼下端右側的I個通氣口連通。 [0013]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其中所述傳送鏈板從左到右向下傾斜設置。
[0014]本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統與現有技術不同之處在于本發明通過設置熱解裝置、除塵裝置、冷卻分離塔和沉淀塔，通過熱解裝置將秸桿的農業剩余資源熱解后，得到混合氣體，混合氣體經除塵裝置除塵后，進入冷卻分離塔中冷凝，冷凝后得到的冷凝液進入沉淀塔中靜置沉淀，即可得到生物焦油和生物醋，生物炭由熱解裝置將生物質熱解后得到。因此，本發明可以提高生物資源的利用率，避免造成空氣污染。
[0015]下面結合附圖對本發明的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統作進一步說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的實施例1的結構示意圖；
[0017]圖2為本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的實施例2的結構示意圖；
[0018]圖3為本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的實施例3的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]生物質資源按照大小可分以三類:第一類是細小顆粒物，如谷殼等；第二類是秸桿等；第三類是細小樹枝梢等；本發明的以下三個實施例分別用于高效的處理這三類生物質資源，得到生物炭、生物醋和生物焦油。
[0020]實施例1
[0021]本實施例用于處理谷殼等細小的顆粒物這類生物質資源。如圖1所示，本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統包括熱解裝置10、除塵器11、冷卻分離塔12和沉淀塔13。沉淀塔13豎直設置，沉淀塔13包括殼體和內腔14，內腔14呈上大下小的圓錐形，殼體的頂部開設有與內腔14連通的進料口 15，在殼體的中部開設有與內腔14連通的生物醋出口 17，在殼體的下部開設有與內腔14連通的生物焦油出口 19，在殼體的底部開設有與內腔14連通的灰渣出口 18。熱解裝置10的出氣口與除塵器11的進風口連通，除塵器11的出風口 20與冷卻分離塔12的進氣口連通，冷卻分離塔12的冷凝液出口與沉淀塔13的進料口 15連通。除塵器11可以采用旋風除塵器或布袋除塵器。
[0022]在本實施例中沉淀塔13還包括圓柱形的容置腔21，容置腔21位于內腔14的上部，容置腔21與內腔14連通，沉淀塔13的進料口 15與容置腔21連通，在殼體的頂部還開設有廢氣出口 22，廢氣出口 22與活性炭凈化裝置25連接。
[0023]本實施例中熱解裝置10包括加熱爐23和分離爐24。加熱爐23包括爐殼和加熱腔，加熱腔上大下小，加熱腔的上部為圓柱形、下部為圓錐形，加熱爐23的爐殼內設置有加熱裝置，加熱裝置可以使用電加熱或燃氣加熱或高溫蒸汽加熱裝置。加熱爐23的頂部開設有上進料口，在加熱爐23的下部開設有下進料口，加熱爐23的底部開設有進氣口，在進氣口處通過管路連接有鼓風機27。在加熱爐23的頂部還開設有出氣口。分離爐24包括爐殼和內腔，在分離爐24的頂部開設有進氣口和出氣口，在分離爐24的底部開設有出料口，分離爐24的出料口位于加熱爐23的下進料口的上方，且分離爐24的出料口與加熱爐23的下進料口連通，分離爐24的進氣口與加熱爐23的出氣口連通，分離爐24的出氣口與除塵器11的進風口連通。加熱爐23的底部還開設有蒸汽入口。
[0024]本裝置在使用時，首先將谷殼從加熱爐23的頂部開設的上進料口內送入加熱腔內，同時通過鼓風機27向加熱爐23的底部的進氣口通入空氣，加熱爐23的加熱裝置提供高溫環境使谷殼熱解，熱解后的谷殼被從加熱爐23底部進入的空氣吹起后由加熱爐23頂部的出氣口進入分離爐24，在分離爐24內，未完全碳化的顆粒在分離爐24中下沉，有分離爐24底部的出料口進 入加熱爐23的下進料口被再次熱解。谷殼被熱解后的形成的氣體進入除塵器11中，除塵器11將其中的生物炭分離出來，除塵后的氣體進入冷卻分離塔12被冷凝成液體，冷凝后得到的冷凝液進入沉淀塔13中靜置沉淀，生物醋從沉淀塔13殼體的中部開設生物醋出口 17得到，生物焦油從沉淀塔13殼體的下部開設的生物焦油出口 19得到。
[0025]由于加熱爐的下部為圓錐形，且分離爐24的出料口位于加熱爐23的下進料口的上方，使二者的連接管路與加熱爐23的夾角(即連接管路的軸線與連接管路與加熱爐相連接處的母線的夾角)小于45°，從而避免了有分離爐24的出料口進入加熱爐的未完全碳化的顆粒被鼓風機通入的空氣吹回。
[0026]本實施例中加熱爐23的進氣口內還可以通入蒸汽，從而可以得到具有微孔的生物炭。
[0027]實施例2
[0028]本實施例用于處理秸桿等這類生物質資源。如圖2所示，本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統包括熱解裝置10、除塵器11、冷卻分離塔12和沉淀塔13。沉淀塔13豎直設置，沉淀塔13包括殼體和內腔14，內腔14呈上大下小的圓錐形，殼體的頂部開設有與內腔14連通的進料口 40，在殼體的中部開設有與內腔14連通的生物醋出口 44，在殼體的下部開設有與內腔14連通的生物焦油出口 42，在殼體的底部開設有與內腔14連通的灰渣出口 43。熱解裝置10的出氣口與除塵器11的進風口連通，除塵器11的出風口 45與冷卻分離塔12的進氣口連通，冷卻分離塔12的冷凝液出口與沉淀塔13的進料口 40連通。除塵器11可以采用旋風除塵器或布袋除塵器。
[0029]在本實施例中沉淀塔13還包括圓柱形的容置腔46，容置腔46位于內腔14的上部，容置腔46與內腔14連通，沉淀塔13的進料口 40與容置腔46連通，在殼體的頂部還開設有廢氣出口(圖中未示出)，廢氣出口與活性炭凈化裝置(圖中未示出)連接。
[0030]本實施例中熱解裝置10包括爐殼和加熱腔48，爐殼的左端開設有燃料進口 49和進氣口 50，在爐殼的前側開設有至少一個出灰口 51，本實施例中出灰口有3個。在加熱腔48內還安裝有爐筒52。爐筒52可轉動的固定在爐殼上，即爐筒52的兩端通過軸承座固定在爐殼上。在爐筒52的內壁上固定安裝有呈螺旋分布且旋向向右的若干揚料板(圖中未示出)，當爐筒52旋轉時，可以是爐筒52內的物料從左向右移動。在爐殼的左端還固定安裝有蒸汽管(圖中未示出)和風管55，風管55的右端伸入爐筒52內，蒸汽管的右端插入風管55內，且蒸汽管的右端位于風管55外。在爐殼的左端還固定安裝有進料斗56，進料斗56的下端固定有進料管57，進料管57的上端與進料斗56連通，進料管57的下端伸入爐筒52內且不與爐筒52接觸，即進料管57的下端傾斜伸入爐筒52的左端開口中。爐筒52右端的下部開設有出渣口 58，爐筒52右端的上側開設有出氣口 59，爐筒52的出氣口與除塵器11的進風口連通。本實施例中爐筒52從左到右向下傾斜，且爐筒52的軸線與水平面的夾角為5°。
[0031]本裝置在使用時，首先需要將秸桿進行前處理。秸桿的前處理工藝按照以下步驟進行:1、、將秸桿進行人工或機械打捆；2、將打捆后的秸桿進行除雜處理，去除秸桿中的雜物；3、將除雜后的秸桿粉碎；4、將粉碎后的秸桿壓塊；5、將壓塊后的秸桿進行炭化/活化處理。
[0032]將經過上述工藝處理后得到的塊狀秸桿加入進料斗56，塊狀秸桿由進料管57進入爐筒52內，隨著爐筒52的轉動，緩慢的由左向右移動，在移動過程中，加熱腔48內加入的燃料產生高溫，使秸桿熱解，秸桿熱解后得到的氣體隨著風管55中通入的風被送入除塵器11中，除塵器11將其中的生物炭分離出來，除塵后的氣體進入冷卻分離塔12被冷凝成液體，冷凝后得到的冷凝液進入沉淀塔13中靜置沉淀，生物醋從沉淀塔13殼體的中部開設生物醋出口 44得到，生物焦油從沉淀塔13殼體的下部開設的生物焦油出口 42得到。同時由爐筒52的最右端的出渣口 58排出的也是生物炭。
[0033]實施例3
[0034]本實施例適用于處理細小樹枝梢等這類生物質資源。如圖3所示，本發明聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統包括熱解裝置10、除塵器11、冷卻分離塔12和沉淀塔13。沉淀塔13豎直設置，沉淀塔13包括殼體和內腔14，內腔14呈上大下小的圓錐形，殼體的頂部開設有與內腔14連通的進料口 70，在殼體的中部開設有與內腔14連通的生物醋出口72，在殼體的下部開設有與內腔14連通的生物焦油出口 74，在殼體的底部開設有與內腔14連通的灰渣出口 73。熱解裝置10的出氣口與除塵器11的進風口連通，除塵器11的出風口45與冷卻分離塔12的進氣口連通，冷卻分離塔12的冷凝液出口與沉淀塔13的進料口 70連通。除塵器11可以采用旋風除塵器或布袋除塵器。
[0035] 在本實施例中冷卻分離塔12的下端側壁上開設有廢氣出口 75，廢氣出口 75通過管路與活性炭凈化裝置(圖中未示出)連接。活性炭凈化裝置用于除去廢氣中的硫氧化物、氮氧化物等污染物，避免廢氣污染空氣。
[0036]本實施例中的廢氣處理方式也可以采用實施例1中提供的處理方式。即沉淀塔還包括圓柱形的容置腔，容置腔位于內腔的上部，容置腔與內腔連通，冷卻分離塔的進料口與容置腔連通，在殼體的頂部還開設有廢氣出口，廢氣出口與活性炭凈化裝置連接。
[0037]本實施例中熱解裝置10包括爐殼和加熱腔。爐殼的底部設置有4個與加熱腔連通的通氣口，4個通氣口從左到右沿爐殼的底端均勻排列，左側的3個通氣口 78通入熱風，右側的I個通氣口 79通入高溫蒸汽。加熱腔內設置有傳送鏈板，傳送鏈板固定安裝在爐殼上。傳送鏈板包括主動軸、從動軸和鏈板，主動軸和從動軸均通過軸承固定安裝在爐殼上，主動軸和從動軸平行設置，且主動軸和從動軸上均固定安裝有鏈輪，鏈板呈環形，且安裝在鏈輪上，鏈板上均勻開設有多個透氣孔。傳送鏈板的鏈板從左到右向下傾斜設置。主動軸通過減速電機驅動，驅動鏈板轉動，從而實現鏈板上物料的輸送。爐殼的左上端設置有進料斗81，進料斗81的出料口位于傳送鏈板左端的正上方，爐殼的右下端開設有出渣口 82，出渣口 82位于傳送鏈板右端的正下方。爐殼的右端上側開設有出氣口，爐殼上的出氣口與除塵器11的進風口連通。
[0038]本實施例中的熱解裝置 10還包括有熱風爐83，熱風爐83由爐殼、爐腔和換熱管(圖中未示出)組成，換熱管在爐腔內的部分以盤管的形式存在，以增加換熱面積。爐殼的下部還開設有燃料進口 86和進氣口(圖中未示出)，其中進氣口與鼓風機(圖中未示出)連接。爐殼的底部開設出灰口 88。爐殼的頂部開設有熱風出口 89，換熱管85位于爐殼外的兩端分別進水口 90和蒸汽出口 91。水由換熱管85的進水口進入后，在爐腔84內形成高溫蒸汽，再有蒸汽出口 91排出。該熱風爐83的熱風出口通過管路與爐殼下端的左側的三個通氣口 78連通，熱風爐83的蒸汽出口與爐殼下端右側的I個通氣口 79連通。
[0039]本裝置在使用時首先將細小樹枝梢這類生物質資源加入進料斗81，細小樹枝梢從進料斗81內落下，落在傳送鏈板上，隨著傳送鏈板的轉動，緩慢的由左向右移動，在移動過程中，左側的3個通氣口 78通入熱風，右側的I個通氣口 79通入蒸汽，使細小樹枝梢熱解，細小樹枝梢熱解后得到的氣體從爐殼的右端上側開設的出氣口被送入除塵器11中，除塵器11將其中的生物炭分離出來，除塵后的氣體進入冷卻分離塔12被冷凝成液體，冷凝后得到的冷凝液進入沉淀塔13中靜置沉淀，生物醋從沉淀塔13殼體的中部開設生物醋出口 72得到，生物焦油從沉淀塔13殼體的下部開設的生物焦油出口 74得到。同時由爐殼的右下端開設的出渣口 82排出的也是生物炭。
[0040]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:包括熱解裝置、除塵器、冷卻分離塔和沉淀塔，所述沉淀塔豎直設置，沉淀塔包括殼體和內腔，內腔呈上大下小的圓錐形，殼體的頂部開設有與內腔連通的進料口，在所述殼體的中部開設有與內腔連通的生物醋出口，在殼體的下部開設有與內腔連通的生物焦油出口，在殼體的底部開設有與內腔連通的灰渣出口，所述熱解裝置的出氣口與除塵器的進風口連通，除塵器的出風口與冷卻分離塔的進氣口連通，冷卻分離塔的冷凝液出口與沉淀塔的進料口連通。
2.根據權利要求1所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述沉淀塔還包括圓柱形的容置腔，所述容置腔位于內腔的上部，容置腔與內腔連通，沉淀塔的進料口與容置腔連通，在殼體的頂部還開設有廢氣出口。
3.根據權利要求2所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述廢氣出口與活性炭凈化裝置連接。
4.根據權利要求1或2或3所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述熱解裝置包括加熱爐和分離爐，所述加熱爐包括爐殼和加熱腔，加熱腔上大下小，加熱腔的上部為圓柱形、下部為圓錐形，加熱爐的爐殼內設置有加熱裝置，加熱爐的頂部開設有上進料口，在加熱爐的下部開設有下進料口，加熱爐的底部開設有進氣口，在加熱爐的頂部還開設有出氣口，所述分離爐包括爐殼和內腔，在分離爐的頂部開設有進氣口和出氣口，在分離爐的底部開設有出料口，所述分離爐的出料口位于所述加熱爐的下進料口的上方，且所述分離爐的出料口與加熱爐的下進料口連通，分離爐的進氣口與加熱爐的出氣口連通，分離爐的出氣口與除塵器的進風口連通。
5.根據權利要 求4所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述加熱爐的底部還開設有蒸汽入口。
6.根據權利要求1或2或3所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述熱解裝置包括爐殼和加熱腔，所述爐殼的左端開設有燃料進口和進氣口，在爐殼的前側開設有至少一個出灰口，在加熱腔內還安裝有爐筒，所述爐筒可轉動的固定在爐殼上，在爐筒的內壁上固定安裝有呈螺旋分布且旋向向右的若干揚料板，在爐殼的左端還固定安裝有蒸汽管和風管，風管的右端伸入爐筒內，蒸汽管的右端插入風管內，且蒸汽管的右端位于風管外，在爐殼的左端還固定安裝有進料斗，所述進料斗的下端固定有進料管，所述進料管的上端與進料斗連通，進料管的下端伸入爐筒內且不與爐筒接觸，所述爐筒右端的下部開設有出渣口，爐筒右端的上側開設有出氣口，所述爐筒的出氣口與除塵器的進風口連通。
7.根據權利要求6所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述爐筒從左到右向下傾斜，且爐筒的軸線與水平面的夾角為5°。
8.根據權利要求1或2或3所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述熱解裝置包括爐殼和加熱腔，所述爐殼的底部設置有4個與加熱腔連通的通氣口，所述4個通氣口從左到右沿爐殼的底端均勻排列，所述左側的3個通氣口通入熱風，右側的I個通氣口通入高溫蒸汽，所述加熱腔內設置有傳送鏈板，所述傳送鏈板固定安裝在爐殼上，所述傳送鏈板的鏈板上均勻開設有多個透氣孔，所述爐殼的左上端設置有進料斗，所述進料斗的出料口位于傳送鏈板左端的正上方，所述爐殼的右下端開設有出渣口，所述出渣口位于傳送鏈板右端的正下方，所述爐殼的右端上側開設有出氣口，所述爐殼上的出氣口與除塵器的進風口連通。
9.根據權利要求8所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述熱解裝置還包括有熱風爐，所述熱風爐的熱風出口通過管路與爐殼下端的左側的三個通氣口連通，熱風爐的蒸汽出口與爐殼下端右側的I個通氣口連通。
10.根據權利要求9所述的聯產生物炭、生物醋和生物焦油的系統，其特征在于:所述傳送鏈板從左到右向下傾斜設置。
【文檔編號】C10B53/02GK103980922SQ201410246575
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月5日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】鄒炎 申請人:鄒炎