一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于可再生能源技術領域，是一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，具體是基于連續式熱解設備設計了一款燃燒器，對熱解產生的混合氣直接燃燒并將高溫煙氣通回至熱解爐中，為連續熱解提供熱源。
【背景技術】
[0002]生物質熱解炭化技術，是指生物質原料在絕氧或低氧環境中加熱升溫引起分內部分解形成生物炭、生物油和生物質燃氣的過程。連續式炭化技術主要是結合物料的炭化原理和連續輸送原理，采用進料口和出料口的密封技術，保證熱解爐內的密閉環境，再利用內源或外源對生物質原料進行加熱，使物料邊移動邊熱解，最終實現生物質連續熱解的過程。[〇〇〇3]目前，因為熱解過程中產生的焦油在低溫下凝結，容易和水、炭顆粒、灰分等雜質結合在一起，堵塞燃氣管道，卡死閥門，腐蝕金屬等問題而不方便直接利用。經研究人員試驗研究，得出目前除焦油的方法主要是低溫水洗或噴淋、物理過濾和高溫裂解等方法，但是因為水洗方法會造成新污染、物理過濾不能徹底清除等弊端而沒有得到推廣，高溫裂解使大分子的焦油轉化成小分子的有用氣體，不僅在根本上去除了焦油，消除了焦油對設備破壞和環境污染的隱患，而且有效的回收了能量，但是高溫裂解在1KKTC左右才會取得較高的轉化率，因此單純為了追求焦油的熱裂解環境不具有經濟性，本實用新型是利用熱解氣中的燃氣成分燃燒產生的高溫使焦油熱裂解成可燃的小分子氣體，進而燃燒為熱解部分提供熱量，同時也實現了焦油的去除。
[0004]連續式熱解炭化設備主要集中在重力豎流式、攪拌螺旋式和離心回轉式三種類型，因為我國研究起步較晚，因此多數連續式炭化設備仍采用電源加熱的方式進行生物質熱解炭化，在熱解炭化過程中對電能有一個較大的消耗，而且熱解產物在后續的分離收集過程中還需要將熱能置換，因此存在能量的極大浪費，不利于工業化推廣。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是為了解決技術背景中所述現有生物質熱解技術中存在的熱解過程中焦油去除困難，熱解過程中熱量損失嚴重等問題，公開一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，該裝備采用了熱解氣直接燃燒原理，設計一直筒式燃燒器將熱解混合氣（含焦油）直接燃燒，并將燃燒產生的高溫煙氣通回至熱解爐中，為生物質熱解提供熱源。主要包括料斗1、煙氣加熱室2、電加熱室3、阻火器4、氣體燃燒器5、煙氣調節閥6、煙氣回用管路
7、單向閥8、空氣壓縮機9、集炭箱10、煙氣進口 11、折流板12和煙氣出口 13,熱解爐加熱段由前端的煙氣加熱室2和后端的電加熱室3組成，熱解爐后端通過阻火器4連接氣體燃燒器6,氣體燃燒器6后端通過煙氣回用管路7連接到熱解爐中的煙氣加熱室2。
[0006]2、所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，氣體燃燒器5主要由保溫層501、支架502、氣體分布器503、通電線圈504、耐熱爐膛505、焊接板槽506和觀察板507組成，保溫層501是為了減少熱量流失，避免設備表面溫度過高。
[0007]3、所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，氣體分布器503采用耐高溫陶瓷材料，采用篩孔式結構，孔徑為1mm，氣體分布器503共上中下三組，分別通過支架502固定在燃燒器內。
[0008] 4、所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，通電線圈504放置在氣體分布器503上端，與分布器共同分三層布置，通電后第一層電線圈溫度可達到800°C，第二層電線圈溫度可達到900°C，第三層電線圈溫度可達到1000°C，第一組線圈點燃氣體后產生的熱量使爐內溫度急速上升，第二和第三層電線圈作為輔助和保證燃燒使用。
[0009]5、所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，觀察板507采用耐高溫玻璃材料，設計長條狀，利用法蘭固定在燃燒器的焊接板槽506上，通過觀察板507可以監視燃燒爐內的燃燒情況。
[〇〇1〇] 6、所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，熱解爐和氣體燃燒器5之間安裝一阻火器4,防止熱解氣在燃燒過程中回火。
[0011]7、所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，于空氣壓縮機9先通過單向閥8連接的熱解氣管路，合并管路后再連接到氣體燃燒器5,空氣壓縮機9為燃燒提供穩定的空氣流量，空氣與熱解氣的預先混合，使得燃燒更穩定。
[0012] 8、所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，氣體燃燒器出口通過煙氣調節閥6通回至煙氣加熱室2中，其中煙氣調節閥的開度可調節，通過改變閥門的開度來調節熱量的回用量，滿足不同熱解工藝的熱量的需求。
[0013]9、所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，煙氣加熱室2內部焊接有折流板12,折流板12使得高溫燃燒器在煙氣加熱室2中換熱更加充分，提高熱量利用率。
[0014]具體而言，本實用新型專利與現有技術相比有以下優點：
[0015]1)本實用新型中的熱解部分分為煙氣加熱室和電加熱室，電加熱室作為啟動熱源，當設備運行開始后并成為輔助熱源，有效的節約了電能消耗。
[0016]2)本實用新型中的燃燒器，采用直筒燃燒方式，結構簡單，燃燒效果好，克服了連續熱解過程中因熱解氣流量不穩定而導致的燃燒不完全等弊端。
[0017]3)本實用新型中的燃燒器后端直接接入煙氣回流裝置，為前端的熱解炭化提供熱源。
【附圖說明】
[0018]圖1為連續式生物質熱解氣燃燒及回用裝置結構示意圖；
[0019]圖2為熱解氣燃燒爐結構示意圖；
[0020]圖3為氣體分布器結構示意圖；
[0021]圖4為通電線圈剖面圖；
[0022]圖1中，1為料斗，2為煙氣加熱室，3為電加熱室，4為阻火器，5為氣體燃燒器，6為煙氣調節閥，7為煙氣回用管路，8為單向閥，9為空氣壓縮機，10為集炭箱，11為煙氣進口，12為折流板，13為煙氣出口。
[0023]圖2中，501為保溫層，502為支架，503為氣體分布器，504為通電線圈，505為耐熱爐膛，506為焊接板槽，507為觀察板。
【具體實施方式】
[0024]以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體結構和工作過程進一步的描述。
[0025]如圖1所示的連續式生物質熱解氣燃燒及回用裝置，物料經關風器進入螺旋輸料器，通電啟動電熱絲加熱，在螺旋輸料器中依次經過干燥、預熱解和保溫炭化等化學過程，炭化過程中的熱解混合氣經過阻火器通入至燃燒器中燃燒，熱解混合氣中所含的可燃氣體如C0、CH4、H2等直接燃燒，產生的高溫環境將氣態焦油裂解并燃燒，所產生的高溫煙氣再經回熱管路回流至熱解爐中，對前段的物料起到干燥和預熱解的作用，此時將通過變壓調節電熱絲將變為輔助熱源進行加熱。
[0026]如圖2所示的熱解氣燃燒爐結構示意圖，線圈和分布器組合使用共分三層分布在爐壁上，初步設定最下一層為點火層800°C，第二層為助燃層900°C，第三層為保證燃燒層為KKKTC。在熱解過程中，因為第一層燃燒產生的高溫足以保證燃燒持續進行，因此第二層和第三層電線圈只是起輔助和保證作用，不會消耗太多電能。
[0027]根據以上分類，本發明結合圖例說明如下：
[0028]實施例：采用玉米秸桿生產生物炭
[0029] 采用本生物質熱解氣燃燒及回用裝置生產生物炭，原料為玉米秸桿，長度約3?4mm，水分在10?20 %，密度大約100kg/m3,打開熱解爐上的電熱爐進行升溫加熱，當溫度達到500°C時，打開關風器和螺旋絞龍進行生物質原料的熱解炭化，炭化過程中產生的熱解混合氣通入至燃燒爐中燃燒，燃燒過程中產生的高溫煙氣通過煙氣調節閥回流至熱解爐中，在熱解爐中與生物質原料換熱后排出爐外，完成整個熱解、燃燒及熱量回用過程。
[0030]最后應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，主要包括料斗(1)、煙氣加熱室(2)、電加熱室(3)、阻火器(4)、氣體燃燒器(5)、煙氣調節閥(6)、煙氣回用管路(7)、單向閥(8)、空氣壓縮機(9)、集炭箱(10)、煙氣進口(11)、折流板(12)、煙氣出口(13)，其特征在于熱解爐加熱段由前端的煙氣加熱室(2)和后端的電加熱室(3)組成，熱解爐后端通過阻火器(4)連接氣體燃燒器(5)，氣體燃燒器(5)后端通過煙氣回用管路(7)連接到熱解爐中的煙氣加熱室⑵。2.根據權利要求1所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，其特征在于氣體燃燒器(5)主要由保溫層(501)、支架(502)、氣體分布器(503)、通電線圈(504)、耐熱爐膛(505)、焊接板槽(506)和觀察板(507)組成。3.根據權利要求1或2所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，其特征在于氣體分布器(503)采用耐高溫陶瓷材料，采用篩孔式結構，孔徑為1mm，氣體分布器(503)共上中下三組，分別通過支架(502)固定在燃燒器內。4.根據權利要求1或2所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，其特征在于通電線圈(504)放置在氣體分布器(503)上端，與分布器共同分三層布置，通電后第一層電線圈溫度可達到800°C，第二層電線圈溫度可達到900°C，第三層電線圈溫度可達到1000°C。5.根據權利要求1或2所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，其特征在于觀察板(507)采用石英玻璃材料，設計長條狀，利用法蘭固定在燃燒器的焊接板槽(506)上。6.根據權利要求1或2所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，其特征在于熱解爐和氣體燃燒器(5)之間安裝一阻火器(4)。7.根據權利要求1或2所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，其特征在于空氣壓縮機(9)先通過單向閥(8)連接的熱解氣管路，合并管路后再連接到氣體燃燒器(5)。8.根據權利要求1或2所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，其特征在于氣體燃燒器出口通過煙氣調節閥(6)通回至煙氣加熱室2中，其中煙氣調節閥的開度可調Τ ο9.根據權利要求1所述的一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，其特征在于煙氣加熱室(2)內部焊接有折流板(12)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種生物質熱解氣燃燒及熱量回用裝置，屬于可再生能源技術領域，該裝置主要是基于連續式熱解設備設計了一款燃氣燃燒器，主要由連續熱解設備、燃氣燃燒器和煙氣回路系統等組成，先用電熱爐對生物質原料加熱使其熱解炭化，熱解氣通過阻火器通入至燃燒器中，利用電線圈加熱生物質原料使其熱解，產生的高溫煙氣再通回至前端的熱解爐中作為原料熱解的熱源，高溫熱解氣在熱解爐壁內與生物質原料換熱后排出機外。該裝置不僅實現了熱解副產物能量的高效利用，還解決了熱解氣中焦油難以去除的問題。
【IPC分類】C10B53/02, C10B21/18
【公開號】CN205061978
【申請號】CN201520710556
【發明人】趙立欣, 姚宗路, 賈吉秀, 孟海波, 叢宏斌, 戴辰, 仉麗
【申請人】農業部規劃設計研究院
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月15日