專利名稱：一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)處理領域，特別是涉及一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備。
背景技術：
生物質(zhì)是一種可再生的物質(zhì)資源，但它作為能源物質(zhì)利用主要通過直接燃燒的方式來獲取熱能。由于生物質(zhì)的燃燒特性較差，所以有效利用率很低。隨著我國農(nóng)村生活水平的日益提高，相當大量的生物質(zhì)未得以有效、充分的利用。另外，我國每年因制材、林產(chǎn)品加工產(chǎn)生的木屑中絕大部分被廢棄，同時值得一提的還有餐廚垃圾和城市污水處理剩余污泥等，常規(guī)處理處置技術存在二次污染等問題。如何將這些寶貴的生物質(zhì)能資源轉化實現(xiàn)無害化、資源化利用，是個急需解決的問題。生物質(zhì)熱解技術是指生物質(zhì)在沒有氧化劑(空氣、氧氣、水蒸氣等)存在或只提供有限氧的條件下，加熱到逾500°C，通過熱化學反應將生物質(zhì)大分子物質(zhì)(木質(zhì)素、纖維素和半纖維素)分解成較小分子的燃料物質(zhì)(固態(tài)炭、可燃氣、生物油)的熱化學轉化技術方法。而目前的熱解技術存在能耗較高、難以連續(xù)進料、副產(chǎn)品不易收集等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施方式的目的是提供一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，可以降低能耗， 以連續(xù)進料的方式對包括農(nóng)林剩余物、城市污水處理剩余污泥、餐廚垃圾等生物質(zhì)進行熱解，從而有效提高生物質(zhì)熱解效率及便于收集副產(chǎn)品。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的本發(fā)明實施方式提供一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，該設備包括機架、進料斗、輸送裝置、熱解裝置、加熱裝置和出料裝置；其中，各部件均設置在機架上，進料斗通過輸送裝置與熱解裝置連接，加熱裝置包裹在熱解裝置外面，熱解裝置和加熱裝置外面包裹有保溫層，熱解裝置末端設有出料口和熱解燃氣出口，出料口與出料裝置連接，熱解燃氣出口與加熱裝置連接。上述設備中，所述輸送裝置采用多級螺旋輸送器。上述設備中，所述多級螺旋輸送器包括第一級螺旋輸送器和第二級螺旋輸送器；第一級螺旋輸送器傾斜設置，其頭端設置在所述進料斗的底部，其尾端與水平設置的第二級螺旋輸送器連接，第二級螺旋輸送器的尾端設置在所述熱解裝置內(nèi)。上述設備中，所述熱解裝置包括水平設置在機架上的圓柱狀熱解室以及設置在機架上的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置通過傳動裝置與熱解室連接，能驅(qū)動熱解室進行旋轉。上述設備中，所述熱解裝置與保溫層的連接處設有對連接處進行密封的密封頭。上述設備中，所述加熱裝置包括加熱室、燃燒室、燃氣通道、燃燒器、點火器和鼓風機；包裹在熱解裝置的熱解室外面的加熱室為方形或圓形，加熱室上設有排氣管；
燃燒室與加熱室連通，燃燒室與連接熱解裝置的熱解燃氣出口的燃氣通道連接， 燃燒室底部設有燃燒器和鼓風機，燃燒器上設有點火器。上述設備中，所述燃燒室設置在加熱室的側面，采用觸媒燃燒室。上述設備中，所述設備還包括余熱回收裝置，與加熱裝置的排氣管連接。上述設備中，所述出料裝置由傾斜設置的螺旋輸送器和包裹在螺旋輸送器外面的套管式冷卻裝置構成。由上述本發(fā)明提供的技術方案可以看出，本發(fā)明實施方式提供的熱解設備，將進料斗、輸送裝置、熱解裝置、加熱裝置和出料裝置在機架裝配成一體式設備，可實現(xiàn)對解解的生物質(zhì)以連續(xù)方式進料，并可利用熱解過程產(chǎn)生的燃氣補充熱解過程對能量的需求，并產(chǎn)生生物質(zhì)炭，余熱可用于熱解原料的干燥，并且方便對熱解流程的控制。具有處理效率高、能耗低、無二次污染、操作簡便等優(yōu)點。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的集成外熱式生物質(zhì)熱解設備結構示意圖；圖2為圖1中的A-A向剖面示意圖；圖3為圖1中的B-B向剖面示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的集成外熱式生物質(zhì)熱解設備的工作過程流程圖；圖中各標號對應的部件為1、進料斗；2、多級螺旋輸送器；3、旋轉式熱解室；31、 驅(qū)動裝置；32、傳動裝置；4、加熱室；5、保溫層；6、排氣管；7、熱解燃氣觸媒燃燒室；8、熱解燃氣通道；9、套管式冷卻裝置；10、燃燒器；11、密封頭。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。下面對本發(fā)明實施例作進一步地詳細描述。 本發(fā)明實施例提供一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，可以連續(xù)進料方式對生物質(zhì)進行熱解，并有效利用熱解過程中的熱解燃氣及出料和對余熱進行回收。圖1所示是該集成外熱式生物質(zhì)熱解設備的結構示意圖，該設備包括機架、進料斗、輸送裝置、熱解裝置、 加熱裝置和出料裝置；其中， 各部件均設置在機架上，進料斗通過輸送裝置與熱解裝置連接，加熱裝置包裹在熱解裝置外面，熱解裝置和加熱裝置外面包裹有保溫層，熱解裝置與保溫層的連接處設有對連接處進行密封的密封頭，熱解裝置末端設有出料口和熱解燃氣出口，出料口與出料裝置連接，熱解燃氣出口與加熱裝置連接。
上述設備中的輸送裝置采用多級螺旋輸送器。具體可采用包括第一級螺旋輸送器和第二級螺旋輸送器的兩級螺旋輸送器，其中，第一級螺旋輸送器傾斜設置，其頭端設置在所述進料斗的底部，其尾端與水平設置的第二級螺旋輸送器連接，第二級螺旋輸送器的尾端設置在所述熱解裝置內(nèi)。上述設備中的熱解裝置包括水平設置在機架上的圓柱狀熱解室3以及設置在機架上的驅(qū)動裝置31，驅(qū)動裝置31通過傳動裝置32與熱解室3連接，能驅(qū)動熱解室3進行旋轉，這樣形成一種回轉式的熱解室，可以回轉方式進行熱解處理，提高熱解時的受熱效果。上述設備中的加熱裝置(參見圖2、3)包括加熱室、燃燒室、燃氣通道、燃燒器、點火器和鼓風機；包裹在熱解裝置的熱解室外面的加熱室為方形或圓形，加熱室上設有排氣管；燃燒室與加熱室連通，燃燒室與連接熱解裝置的熱解燃氣出口的燃氣通道連接， 燃燒室底部設有燃燒器和鼓風機，燃燒器上設有點火器。其中，燃燒室可設置在加熱室的側面，可采用觸媒燃燒室。上述設備中還可以設置余熱回收裝置，與加熱裝置的排氣管連接。對加熱室經(jīng)排氣管排出的尾氣進行余熱回收利用。上述設備中的出料裝置由傾斜設置的螺旋輸送器和包裹在螺旋輸送器外面的套管式冷卻裝置構成，套管式冷卻裝置的進口也與熱解裝置末端的出料口連接。上述設備中還設置控制裝置，可以對輸送裝置、熱解裝置、加熱裝置和出料裝置等進行自動化控制。下面結合圖1-3對上述熱解裝置作進一步詳細說明熱解裝置的進料斗1位于整套設備最前端，豎直放置于地面，底部連接多級螺旋輸送器2 ；多級螺旋輸送器2每級由單獨電機傳動，輸送路徑與水平面保持一定傾角，最后一級輸送接入旋轉式熱解室3 ；圓柱狀的旋轉式熱解室3水平放置在主體設備內(nèi)部，旋轉式熱解室3末端上方連接熱解燃氣通道8，旋轉式熱解室3下方連接套管式冷卻裝置9，旋轉式熱解室3與保溫層5的連接處均有密封頭11密封，避免熱解產(chǎn)物外泄，旋轉式熱解室3 外圍包裹著加熱室4 ；加熱室4由熱解燃氣觸媒燃燒室7產(chǎn)生的熱風提供熱量，尾氣由加熱室4上方連接的排氣管6排出，進行余熱利用；主體設備(即加熱室及熱解裝置構成的主體設備)最外層包裹著保溫層5，降低熱量損失；熱解燃氣觸媒燃燒室7連接熱解燃氣通道8， 底部安裝燃燒器10和鼓風機，燃燒器10上安裝置點火器；套管式冷卻裝置9接收出料，輸送的同時對出料進行冷卻，套管式冷卻裝置9與水平面保持一定傾角，避免燃氣外泄。利用本發(fā)明實施例的熱解設備對生物質(zhì)進行處理的流程如圖4所示，包括以下步驟經(jīng)預處理后的生物質(zhì)原料由進料斗1經(jīng)多級螺旋輸送器2輸送至旋轉式熱解室3 內(nèi)，在旋轉式熱解室3內(nèi)受熱發(fā)生反應，熱解產(chǎn)物有生物質(zhì)炭和生物質(zhì)氣。生物質(zhì)炭靠重力作用落入套管式冷卻裝置，冷卻至室溫，防止生物質(zhì)炭高溫自燃，冷卻出水余熱可以回收利用；生物質(zhì)氣受旋轉式熱解室3及熱解燃氣觸媒燃燒室7的壓差影響，自行通過熱解燃氣通道8進入熱解燃氣觸媒燃燒室7內(nèi)，燃燒形成熱風進入加熱室4補充原料熱解所需熱量，尾氣由排氣管6排出，熱風的余熱可以回收利用。多余的燃氣也可以凈化處理后，作為其它用途，如清潔燃氣作為民用，凈化后得到木焦油、木醋液等。
本發(fā)明實施例的熱解設備，可以連續(xù)方式進料，可不問斷運行，對生物質(zhì)原料連續(xù)熱解轉化為生物質(zhì)氣和生物質(zhì)炭，熱解過程產(chǎn)生的生物質(zhì)氣被直接利用，在設備中直接轉化成設備所需的熱量，既補充熱解過程的能量，又沒有焦油及其污水問題，提高利用效率， 降低能源消耗；該設備從原料的輸送到產(chǎn)品的收集，可實現(xiàn)全流程自動控制，使設備運行更加穩(wěn)定可靠，同時降低了操作難度；并且在熱解過程的余熱可用于熱解原料的干燥，產(chǎn)生副產(chǎn)品生物質(zhì)炭，提高了處理效率，減低了能耗，減少了二次污染。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1.一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，該設備包括機架、進料斗、輸送裝置、熱解裝置、加熱裝置和出料裝置；其中，各部件均設置在機架上，進料斗通過輸送裝置與熱解裝置連接，加熱裝置包裹在熱解裝置外面，熱解裝置和加熱裝置外面包裹有保溫層，熱解裝置末端設有出料口和熱解燃氣出口，出料口與出料裝置連接，熱解燃氣出口與加熱裝置連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，所述輸送裝置采用多級螺旋輸送器。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，所述多級螺旋輸送器包括第一級螺旋輸送器和第二級螺旋輸送器；第一級螺旋輸送器傾斜設置，其頭端設置在所述進料斗的底部，其尾端與水平設置的第二級螺旋輸送器連接，第二級螺旋輸送器的尾端設置在所述熱解裝置內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，所述熱解裝置包括水平設置在機架上的圓柱狀熱解室以及設置在機架上的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置通過傳動裝置與熱解室連接，能驅(qū)動熱解室進行旋轉。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，所述熱解裝置與保溫層的連接處設有對連接處進行密封的密封頭。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，所述加熱裝置包括加熱室、燃燒室、燃氣通道、燃燒器、點火器和鼓風機；包裹在熱解裝置的熱解室外面的加熱室為方形或圓形，加熱室上設有排氣管；燃燒室與加熱室連通，燃燒室與連接熱解裝置的熱解燃氣出口的燃氣通道連接，燃燒室底部設有燃燒器和鼓風機，燃燒器上設有點火器。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，所述燃燒室設置在加熱室的側面，采用觸媒燃燒室。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，所述設備還包括余熱回收裝置，與加熱裝置的排氣管連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，其特征在于，所述出料裝置由傾斜設置的螺旋輸送器和包裹在螺旋輸送器外面的套管式冷卻裝置構成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成外熱式生物質(zhì)熱解設備，屬于生物質(zhì)處理設備領域。該設備包括機架、進料斗、輸送裝置、熱解裝置、加熱裝置和出料裝置；其中，各部件均設置在機架上，進料斗通過輸送裝置與熱解裝置連接，加熱裝置包裹在熱解裝置外面，熱解裝置和加熱裝置外面包裹有保溫層，熱解裝置末端設有出料口和熱解燃氣出口，出料口與出料裝置連接，熱解燃氣出口與加熱裝置連接。該熱解設備采用連續(xù)式進料方式，利用熱解過程產(chǎn)生的燃氣補充熱解過程對能量的需求，并產(chǎn)生生物質(zhì)炭，余熱可用于熱解原料的干燥，可實現(xiàn)全流程自動控制。具有處理效率高、能耗低、無二次污染、操作簡便等優(yōu)點。
文檔編號C10B47/18GK102492443SQ201110376510
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月23日 優(yōu)先權日2011年11月23日
發(fā)明者王凱軍, 閻中, 魏泉源 申請人:王凱軍, 閻中, 魏泉源