專利名稱：秸稈炭化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種炭化設(shè)備，特別涉及一種能提高能量利用效率的秸稈炭化爐。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物秸稈是一種優(yōu)良的生物質(zhì)能源，而且每年都有很大的產(chǎn)量，以前由于對農(nóng)作物秸稈的利用方式少，通常是堆疊在田地里直接焚燒，不僅浪費，而且污染環(huán)境。隨著生物質(zhì)能源的研究和開發(fā)，農(nóng)作物秸稈作為優(yōu)良的生物質(zhì)能源，可以通過高溫炭化，從而實現(xiàn)多種用途。目前的秸稈炭化設(shè)備一般是讓秸稈處于高溫環(huán)境下進行炭化，采用封閉的爐灶式，一次進料以后需要封閉炭化室進行炭化，炭化完成后再進行出料，無法持續(xù)工作，而且在出料和再次進料過程中，熱量損失較大，經(jīng)濟性差，而且炭化過程中由于秸稈處于一個相對封閉的環(huán)境中，秸稈分解產(chǎn)生的可燃性氣體無法利用，造成極大浪費。中國專利局2010年6月2日公告的CN201495199U號專利，名稱為稻殼炭化成套設(shè)備，該裝置由磁調(diào)速電機、燃燒器加料斗、燃燒器、爐體、炭化桶絞龍、炭化爐加料斗、上料絞龍、出料絞龍、燃燒器、外框架、噴火口連接管、風(fēng)箱、進料絞龍、燃燒器除渣絞龍、燃燒器高壓風(fēng)機、電機、進料絞龍減速箱構(gòu)成。磁調(diào)速電機與進料絞龍減速箱相連接，進料絞龍上安有燃燒器加料斗，燃燒器除渣絞龍與燃燒器相連接，燃燒器與爐體相連接，炭化桶絞龍安裝在爐體內(nèi)，出料絞龍與炭化桶絞龍相連接。該裝置中稻殼依次通過上料絞龍、炭化絞龍、 出料絞龍，在高溫的爐內(nèi)炭化，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程的持續(xù)性，但炭化過程中稻殼內(nèi)析出的水分沒有排出，低鏈可燃性氣體也沒有被導(dǎo)出利用、造成浪費和環(huán)境污染，這些組分如不排出會阻塞絞龍，使進料不能通暢進行，同時會影響產(chǎn)品質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有炭化設(shè)備農(nóng)作物中的水分及低鏈可燃組分沒有排出進行利用的問題，提供一種高效利用炭化過程能量的秸稈炭化爐。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種秸稈炭化爐，包括炭化室、為炭化室提供熱量的燃燒器，所述炭化室中設(shè)有炭化絞龍，炭化絞龍具有一個進料口和一個出料口，炭化絞龍的絞龍壁上設(shè)有若干將可燃氣體導(dǎo)出到炭化室外部的導(dǎo)氣管。燃燒器提供熱量使炭化室內(nèi)形成高溫環(huán)境，經(jīng)過粉碎的秸稈從進料口添加到炭化絞龍中，炭化絞龍將秸稈往出料口輸送，輸送過程中炭化絞龍中的秸稈處于一個高溫、缺氧的環(huán)境中，秸稈在輸送過程中完成炭化，同時在炭化過程中分解出的可燃性氣體通過導(dǎo)氣管輸送到炭化室外部進行利用。炭化絞龍每隔一段就設(shè)置一個導(dǎo)氣管連接點，使可燃性氣體可以盡量導(dǎo)出，避免由于較長輸送段沒有導(dǎo)氣造成阻塞。作為優(yōu)選，所述導(dǎo)氣管外端與燃燒器相連，并在連接處的導(dǎo)氣管上設(shè)有閥門。導(dǎo)氣管導(dǎo)出的可燃性氣體可以直接輸送到燃燒器中進行燃燒，為炭化室提供熱量，因為從導(dǎo)氣管中導(dǎo)出的氣體本身具有較高的熱量，使加熱一炭化一炭化分解的可燃氣體燃燒進行加熱形成循環(huán)，減少燃料的消耗，降低成本，減少污染。
作為優(yōu)選，所述導(dǎo)氣管外端連接有冷凝集液器，并在與冷凝集液器連接的導(dǎo)氣管端設(shè)有閥門。當(dāng)炭化爐達到所需的炭化溫度后，炭化過程所釋放的熱量足以維持炭化的持續(xù)進行，利用冷凝集液器將導(dǎo)出氣體中可凝性組分冷凝收集形成液體焦油，不凝性組分通過燃燒器進入下一個循環(huán)。收集到的液體焦油可以用于燃燒或者進一步提煉。作為優(yōu)選，所述秸稈炭化爐設(shè)有采用氣流輸送物料的送料管，送料管出口位于炭化絞龍進料口上方，輸送管進口側(cè)設(shè)有送料風(fēng)機，所述炭化室具有進風(fēng)口和出風(fēng)口，炭化室進風(fēng)口與燃燒器出風(fēng)口連通，炭化室處風(fēng)口與送料風(fēng)機進風(fēng)口連通。助燃風(fēng)經(jīng)過燃燒器后形成熱風(fēng)，對炭化室進行升溫后如果直接排放，熱風(fēng)中的熱量就會損失，助燃風(fēng)吹出燃燒器后提供的熱風(fēng)進入炭化室，升高炭化室的溫度，然后熱風(fēng)再從炭化室吹出并作為送料管的送料氣流，在輸送過程中可以對秸稈進行預(yù)熱，達到更高的能量利用效率。作為優(yōu)選，所述送料管在進口處設(shè)置有秸稈粉碎機。整個秸稈炭化爐炭化過程中， 秸稈不需要前期預(yù)加工，可以直接從送料管添加，然后經(jīng)過粉碎、送料脫水、炭化形成產(chǎn)品。作為優(yōu)選，所述炭化絞龍分為若干絞龍節(jié)段，各絞龍節(jié)段上下設(shè)置，前一段絞龍節(jié)段的尾端和后一段絞龍節(jié)段的首端上下對齊、并通過連通管相連，炭化絞龍的進料口設(shè)置在第一段絞龍節(jié)段的首端，出料口設(shè)置在最后一段絞龍節(jié)段的尾端。炭化絞龍經(jīng)過一個絞龍節(jié)段輸送尾端后從連通管進入另一個絞龍節(jié)段的首端換方向輸送，增加秸稈在炭化室內(nèi)的輸送距離，相同輸送速度下增加物料的炭化時間，增加了單位時間的炭化產(chǎn)量，充分合理利用炭化室的空間，可以使炭化室布置更為緊湊，在相同的炭化產(chǎn)量下減少炭化室的內(nèi)部空間，降低能耗。作為優(yōu)選，各絞龍節(jié)段之間螺旋輸送片的間距逐漸減小，由于炭化過程中秸稈的分解和水分的蒸發(fā)，體積會縮小，螺旋輸送片的間距逐漸減小可以使輸送更為緊湊，有利于氣體導(dǎo)出，和秸稈的炭化。作為優(yōu)選，炭化絞龍的螺旋輸送片的根部可以設(shè)有連通螺旋輸送片兩側(cè)的通氣孔，以滿足可燃性氣體導(dǎo)出需要；進一步優(yōu)選，靠近進料口的螺旋輸送片采用不設(shè)置通氣孔的完整螺旋輸送片，減少可燃性氣體從進料口溢出。作為優(yōu)選，同一絞龍節(jié)段的螺旋輸送片間距沿輸送方向逐漸減小。隨輸送過程秸稈分解和水分蒸發(fā)導(dǎo)致體積縮小，變間距的螺旋輸送片可以使輸送更為緊湊，有利于氣體導(dǎo)出，和秸稈的炭化，提高炭化率。作為另外的優(yōu)選方案，前一絞龍節(jié)段的轉(zhuǎn)速大于后一絞龍節(jié)段的轉(zhuǎn)速。通過轉(zhuǎn)速的控制使輸送更為緊湊。作為優(yōu)選，相鄰絞龍節(jié)段輸送方向相反，在炭化爐內(nèi)形成蛇形的炭化絞龍輸送管道。作為優(yōu)選，所述炭化絞龍在炭化室內(nèi)設(shè)置多組。作為優(yōu)選，炭化絞龍的進料口設(shè)置進料漏斗，進料漏斗的底端設(shè)有進料閥門。通過閥門控制進料速度。本發(fā)明在秸稈炭化時將可燃氣體導(dǎo)出進行燃燒、產(chǎn)生熱量對炭化室加熱形成循環(huán)，提高了能量利用率，降低能耗；炭化爐的熱風(fēng)尾氣作為物料輸送氣流對物料進行預(yù)熱， 節(jié)約能耗，降低了能量損失；采用多節(jié)段的炭化絞龍，提高了單位時間的炭化產(chǎn)量，對需要保持高溫環(huán)境的炭化室空間進行充分利用，降低了單位產(chǎn)量的能耗。


圖1是本發(fā)明一種結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明炭化室結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖2中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1.加料斗，2.秸稈粉碎機，3.送料風(fēng)機，4.送料管，5.熱風(fēng)管，6.進料漏斗， 7.炭化絞龍，8.絞龍電機，9.炭化室，10.燃燒器，11.導(dǎo)氣管，12.冷凝集液器，13.觀察窗， 14.上絞龍節(jié)段，15.下絞龍節(jié)段，16.連通管，17.出料口，18.炭化室出風(fēng)口，19.燃燒器插接口。
具體實施例方式下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明。實施例一種秸稈炭化爐，如圖1，圖2所示。本裝置包括一個炭化室9，炭化室9 的右側(cè)面設(shè)有燃燒器10，炭化室9內(nèi)設(shè)有炭化絞龍7，炭化絞龍7包括上下設(shè)置、首尾串連的上絞龍節(jié)段14和下絞龍節(jié)段15，上絞龍節(jié)段14的首端和下絞龍節(jié)段15尾端伸出炭化室外并連接絞龍電機8，上絞龍節(jié)段14首端設(shè)有向上開口的進料口、下絞龍節(jié)段15尾端設(shè)有向下開口的出料口 17，進料口處設(shè)有進料漏斗6。所需炭化的秸稈通過采用氣流輸送的送料管4送料，送料管4的進口設(shè)置在低處，進口處設(shè)有秸稈粉碎機2，秸稈粉碎機2上設(shè)有加料斗1，送料管4的進口處還設(shè)有送料風(fēng)機3以產(chǎn)生送料的氣流，送料管4的出口設(shè)置在進料漏斗6的上方并與進料漏斗6對齊。燃燒器10的出風(fēng)端插接到炭化室9內(nèi)，使燃燒器 10助燃風(fēng)產(chǎn)生的熱風(fēng)吹入炭化室9，使炭化室9形成高溫環(huán)境，炭化室9的左側(cè)頂部設(shè)有炭化室出風(fēng)口 18，炭化室出風(fēng)口 18與送料風(fēng)機3的進風(fēng)口通過熱風(fēng)管5相連，從炭化室出風(fēng)口 18排出的熱風(fēng)通過熱風(fēng)管5、送料風(fēng)機3進入送料管作為送料氣流，并利用熱風(fēng)殘余的熱量對秸稈進行預(yù)熱。炭化絞龍7的絞龍壁上每隔一段距離設(shè)有一個導(dǎo)氣管11接口，導(dǎo)氣管 11伸出炭化室9之外連通到燃燒器10，導(dǎo)氣管11還具有一個連接冷凝集液器12的分叉， 并在導(dǎo)氣管11連接燃燒器10處、導(dǎo)氣管連接冷凝集液器12處分別設(shè)有閥門，以選擇將導(dǎo)出的可燃氣體送入燃燒器燃燒或者送入冷凝集液器儲存。炭化室9內(nèi)的結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示，炭化室9內(nèi)的炭化絞龍7包括上下平行設(shè)置的上絞龍節(jié)段14和下絞龍節(jié)段15，上絞龍節(jié)段14和下絞龍節(jié)段15輸送方向相反，上絞龍節(jié)段14的尾端和下絞龍節(jié)段15首端通過連通管16相連，在上絞龍節(jié)段14的尾端超過連通管的一段設(shè)置反向的螺旋輸送片，避免物料堆積；同樣，在下絞龍節(jié)段15的尾端超過出料口的一段設(shè)置反向螺旋輸送片，上絞龍節(jié)段14的螺旋輸送片間距大于下絞龍節(jié)段15的螺旋輸送片間距。如圖3所示，炭化室9內(nèi)設(shè)有兩組并排的炭化絞龍7，在炭化室9的右側(cè)壁中心設(shè)有連接燃燒器10的燃燒器插接口 19。炭化絞龍7內(nèi)的物料先在上絞龍節(jié)段14從左向右輸送，再通過連通管16進入下絞龍節(jié)段15從右向左輸送，輸送距離大，物料在炭化室9中能保持較長炭化時間，單位時間炭化產(chǎn)量大。炭化絞龍7的進料口和出料口均位于炭化室9的左側(cè)，與燃燒器10位于不同的側(cè)面，避免了燃燒器對進出料的影響，進料口和出料口均設(shè)有閥門，以控制進料量和出料量。本裝置的秸稈炭化過程如下，點燃燃燒器，燃燒器的助燃風(fēng)吹入到炭化室中形成熱風(fēng)，使炭化室迅速形成高溫環(huán)境，將秸稈從加料斗加料，秸稈經(jīng)過秸稈粉碎機粉碎，并通過送料管進入炭化絞龍，炭化室吹出的熱風(fēng)通過送料風(fēng)機作為送料管的送料氣流輸送秸稈，并對秸稈進行預(yù)熱。秸稈在炭化絞龍輸送過程中處于高溫、無氧環(huán)境下進行炭化，炭化過程中分解出的可燃氣體和水汽通過導(dǎo)氣管導(dǎo)出到炭化室外，重新送入燃燒器燃燒，或者輸送到冷凝集液器儲存。在炭化過程中，產(chǎn)生的可燃氣體循環(huán)到燃燒器燃燒而不直接排放， 并跳過了冷卻儲存過程，本身溫度較高，因此能量利用率高，形成燃料循環(huán)，節(jié)約燃料；燃燒器產(chǎn)生的熱風(fēng)在對炭化室進行加熱后不直接排放，而是作為送料氣流對秸稈進行預(yù)熱，形成熱風(fēng)循環(huán)。本裝置炭化過程中具有很高的能量利用率，能耗低。
權(quán)利要求
1.一種秸稈炭化爐，包括炭化室、為炭化室提供熱量的燃燒器，其特征在于所述炭化室中設(shè)有炭化絞龍，炭化絞龍具有一個進料口和一個出料口，炭化絞龍的絞龍壁上設(shè)有若干將可燃氣體導(dǎo)出到炭化室外部的導(dǎo)氣管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈炭化爐，其特征在于所述導(dǎo)氣管外端與燃燒器相連，并在連接處的導(dǎo)氣管上設(shè)有閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的秸稈炭化爐，其特征在于所述導(dǎo)氣管外端連接有冷凝集液器，并在與冷凝集液器連接的導(dǎo)氣管端設(shè)有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈炭化爐，其特征在于所述秸稈炭化爐設(shè)有采用氣流輸送物料的送料管，送料管出口位于炭化絞龍進料口上方，輸送管進口側(cè)設(shè)有送料風(fēng)機，所述炭化室具有進風(fēng)口和出風(fēng)口，炭化室進風(fēng)口與燃燒器出風(fēng)口連通，炭化室出風(fēng)口與送料風(fēng)機進風(fēng)口連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的秸稈炭化爐，其特征在于所述送料管在進口處設(shè)置有秸稈粉碎機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或5所述的秸稈炭化爐，其特征在于所述炭化絞龍分為若干絞龍節(jié)段，各絞龍節(jié)段上下設(shè)置，前一段絞龍節(jié)段的尾端和后一段絞龍節(jié)段的首端上下對齊、并通過連通管相連，炭化絞龍的進料口設(shè)置在第一段絞龍節(jié)段的首端，出料口設(shè)置在最后一段絞龍節(jié)段的尾端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的秸稈炭化爐，其特征在于相鄰絞龍節(jié)段輸送方向相反，在炭化爐內(nèi)形成蛇形的炭化絞龍輸送管道。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的秸稈炭化爐，其特征在于各絞龍節(jié)段之間螺旋輸送片的間距逐漸減小。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或5所述的秸稈炭化爐，其特征在于炭化絞龍的螺旋輸送片的根部可以設(shè)有連通螺旋輸送片兩側(cè)的通氣孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4或5所述的秸稈炭化爐，其特征在于所述炭化絞龍在炭化室內(nèi)設(shè)置多組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種秸稈炭化爐，解決了現(xiàn)有炭化設(shè)備農(nóng)作物中的水分及低鏈可燃組分沒有排出進行利用的問題。本裝置包括炭化室、為炭化室提供熱量的燃燒器，其特征在于所述炭化室中設(shè)有炭化絞龍，炭化絞龍具有一個進料口和一個出料口，炭化絞龍的絞龍壁上設(shè)有若干將可燃氣體導(dǎo)出到炭化室外部的導(dǎo)氣管。本發(fā)明在秸稈炭化時將可燃氣體導(dǎo)出進行燃燒、產(chǎn)生熱量對炭化室加熱形成循環(huán)，提高了能量利用率，降低能耗；炭化爐的熱風(fēng)尾氣作為物料輸送氣流對物料進行預(yù)熱，節(jié)約能耗，降低了能量損失；采用多節(jié)段的炭化絞龍，提高了單位時間的炭化產(chǎn)量，對需要保持高溫環(huán)境的炭化室空間進行充分利用，降低了單位產(chǎn)量的能耗。
文檔編號C10B53/02GK102363729SQ20111026285
公開日2012年2月29日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者杜克鏞 申請人:杜克鏞