一種生物質(zhì)碳化設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，輸送機按褶皺方式在豎直方向上設(shè)置，每兩個輸送機之間通過波紋管連接，在輸送機的外表包裹有電加熱裝置，在輸送機和波紋管外設(shè)有保溫層，保溫層將整個輸送機和波紋管完全包裹，電加熱裝置與保溫層之間的間隙為加熱空間，在波紋管內(nèi)設(shè)有溫度探頭，在輸送機上設(shè)有與輸送機內(nèi)腔連通的油氣輸送管，每個輸送機上的油氣輸送管與設(shè)置在加熱空間內(nèi)的噴氣燃燒機構(gòu)連接，出料口與冷卻機構(gòu)連通。本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的油氣堵塞管道、以及碳化受熱不均勻、碳化溫度梯度過小或無梯度引起的碳化質(zhì)量差的問題，具有能耗低，無污染的特點，可應(yīng)用于各種生物質(zhì)的碳化。
【專利說明】一種生物質(zhì)碳化設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，屬于生物質(zhì)碳化【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]生物炭技術(shù)是將生物質(zhì)(如作物秸桿和林業(yè)廢棄物等)或其衍生物進行碳化，然后以一定的方式施用于土壤以獲得相應(yīng)經(jīng)濟、生態(tài)和環(huán)境收益的科學(xué)和技術(shù)理念。生物炭技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)中的固碳潛力和對我國農(nóng)業(yè)增收、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境改善潛力的評估表明，如果生物炭技術(shù)能夠在我國農(nóng)業(yè)中推廣應(yīng)用，僅作物秸桿的碳化就可以每年固定5億噸CO2當(dāng)量。如果該固碳方式被納入聯(lián)合國碳減排方案或我國將其納入未來國內(nèi)碳交易市場之中，則按目前的國際碳市場價格13歐元/噸估算，該技術(shù)的應(yīng)用可使我國農(nóng)業(yè)每年增收4000億元人民幣。如此大的經(jīng)濟收益必然大幅度提高秸桿利用價值，從而從根本上解決我國秸桿有效利用率低下和秸桿焚燒問題。
[0003]目前，國內(nèi)外生物質(zhì)碳化方法在技術(shù)途徑的選擇上普遍采用干餾法，即在無氧條件下加熱使生物質(zhì)產(chǎn)生裂解反應(yīng)，最終生成炭黑、生物油、和成氣等。自1970年直至今利用干餾法原理生產(chǎn)生物炭的技術(shù)專利就有近170項之多。干餾法途徑技術(shù)相對簡單、成本較低。其中 CN102020999A、CN200920232191.9、CN201110433923.2 等技術(shù)均涉及利用生物質(zhì)生產(chǎn)生物炭等產(chǎn)品，但這些技術(shù)存在以下問題:1、在回收裂解油、合成氣的時候油氣輸送管道會出現(xiàn)堵塞的問題。2、加熱生物質(zhì)的溫度梯度過小或無溫度梯度從而影響生物質(zhì)碳化產(chǎn)率和質(zhì)量。3、碳化溫度控制不精確。4、設(shè)備結(jié)構(gòu)布置不合理，存在占地大或者碳化質(zhì)量不好的問題。5、生產(chǎn)成品生物炭多直接用水冷卻，從而對生物炭成品質(zhì)量造成影響等。6、容易造成大氣污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題:提供一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，以解決:在回收裂解油、合成氣的時候油氣輸送管道會出現(xiàn)堵塞的問題，同時解決碳化溫度不精確和碳化過程中的能源問題及污染問題；加熱生物質(zhì)的溫度梯度過小或無溫度梯度從而影響生物質(zhì)碳化產(chǎn)率和質(zhì)量的問題；設(shè)備結(jié)構(gòu)布置不合理，存在占地大的問題；成品因冷卻方式不佳對質(zhì)量有影響的問題。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案:
[0006]一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，包括進料斗、輸送機和出料口，所述輸送機按褶皺方式在豎直方向上設(shè)置，且上一個輸送機的出口通過波紋管與下一個輸送機的進口相連接，在輸送機的外表包裹一層電加熱裝置，在輸送機和波紋管外設(shè)有保溫層，保溫層將整個輸送機和連接上下輸送機的波紋管完全包裹，電加熱裝置與保溫層之間的間隙為加熱空間，在波紋管內(nèi)設(shè)有溫度探頭，溫度探頭與溫控系統(tǒng)連接，溫控系統(tǒng)又與電加熱裝置連接，在輸送機上設(shè)有與輸送機內(nèi)腔連通的油氣輸送管，每個輸送機上的油氣輸送管與設(shè)置在加熱空間內(nèi)的噴氣燃燒機構(gòu)連接，所述出料口與冷卻機構(gòu)連通。[0007]上述噴氣燃燒機構(gòu)包括燃料補充管、空氣管、噴油嘴和點火槍，燃料補充管穿過空氣管并設(shè)置在空氣管內(nèi)，且燃料補充管與噴油嘴連接，點火槍設(shè)置在空氣管的下方并向上傾斜。
[0008]前述的油氣輸送管與空氣管連通。
[0009]前述的空氣管上設(shè)有旋轉(zhuǎn)閥。
[0010]前述的空氣管與空氣增壓機連接。
[0011]前述的燃料補充管通過旋轉(zhuǎn)閥、增壓泵與柴油儲蓄箱連接，增壓泵與增壓動力源連接。
[0012]前述的冷卻機構(gòu)包括出料輸送機和套在出料輸送機外部的密封管，密封管兩端與出料輸送機外管體形成密封，每端設(shè)一個出口，且該出口與制冷系統(tǒng)的制冷液管路相連接。
[0013]前述油氣輸送管上設(shè)有泄壓清洗管，泄壓清洗管上設(shè)有閥門。
[0014]前述的進料斗與輸送機之間設(shè)有剛性給料機。
[0015]前述的保溫層呈圓柱狀，內(nèi)層為輕質(zhì)保溫材料，外層為金屬皮。
[0016]本實用新型的有益效果:
[0017]本實用新型通過在輸送機外表包裹的電加熱裝置，可使輸送機在碳化時能提供穩(wěn)定而均勻的熱量，同時電加熱裝置由溫控系統(tǒng)控制，因此在對生物質(zhì)碳化時可調(diào)控各個電加熱裝置的加熱能量大小，不僅便于形成加熱的溫度梯度，形成上冷下熱的碳化溫度分布，同時還可以準(zhǔn)確地將每個加熱梯度的溫度控制在I度以內(nèi)的誤差范圍，從而保證生物質(zhì)碳化質(zhì)量；油氣輸送管設(shè)置在加熱空間內(nèi)，由于加熱空間內(nèi)溫度較高的原因，即可巧妙的解決回收裂解油、合成氣的時候油氣輸送管道會出現(xiàn)堵塞的難題；輸送機按褶皺方式在豎直方向設(shè)置，有利于在有限的空間內(nèi)加大輸送機的工作長度，從而延長生物質(zhì)的碳化時間，便于生物質(zhì)的緩慢加熱；回收的裂解油和合成氣通過油氣輸送主管輸送到噴氣燃燒機構(gòu)內(nèi)與空氣混合進行燃燒，即可以節(jié)省碳化燃料，又可以防治碳化過程中的大氣污染；碳化成品經(jīng)過冷卻機構(gòu)的處理，可有效的降溫制冷，便于后續(xù)的包裝和儲存；在進料斗下方與第一個輸送機之間有鋼性給料機，既可固定給料的速度，又可防止裂解油氣從給料斗上逸；波紋管可伸縮、擺動，使應(yīng)力消除，能增加設(shè)備使用壽命。本實用新型的設(shè)備大小具有靈活可變的特點，設(shè)備的規(guī)?？筛鶕?jù)實際需要很方便地進行放大和縮小。設(shè)備具有能耗低，無污染的特點。
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0019]圖1是本實用新型輸送機的結(jié)構(gòu)布置圖；
[0020]圖2是輸送機的剖視圖及與噴氣燃燒機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是噴氣燃燒機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是冷卻機構(gòu)的截面示意圖。
[0023]【具體實施方式】:
[0024]實施例:
[0025]參考圖1至圖4，本實用新型中所涉及的電加熱裝置12、電機、溫控系統(tǒng)(包括PLC等)均為市購產(chǎn)品。電加熱裝置采用履帶式加熱器，具有加熱速度快，熱利用率高，節(jié)能顯著，勞動強度低，使用安全可靠、操作方便等特點，溫控系統(tǒng)有模擬量輸出/輸出模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)據(jù)處理模塊等，其中PLC采用可編程的儲存器，用于內(nèi)部儲存程序，并進行各種計算。[0026]本實用新型生物質(zhì)碳化設(shè)備，包括進料斗1、輸送機2和出料口，進料斗I與輸送機2之間安裝一個剛性給料機16，既可固定給料的速度，又可防止裂解油氣從給料斗上逸，輸送機2按褶皺方式在豎直方向設(shè)置，處于褶皺端點的每兩個輸送機2之間的進出口均通過波紋管3連接，在輸送機2外表設(shè)有保溫層11以及包裹在輸送機2外表的電加熱裝置12，電加熱裝置12與保溫層11之間的間隙為加熱空間，在波紋管3內(nèi)設(shè)有溫度探頭15，溫度探頭15與溫控系統(tǒng)連接，溫控系統(tǒng)又與電加熱裝置12連接，在輸送機2上設(shè)有與輸送機2內(nèi)腔連通的油氣輸送管13，每個輸送機13上的油氣輸送管13與設(shè)置在其加熱空間內(nèi)的噴氣燃燒機構(gòu)4連接，所述出料口與冷卻機構(gòu)7連通。
[0027]所述噴氣燃燒機構(gòu)4包括燃料補充管42、空氣管41、噴油嘴44和點火槍43，燃料補充管42穿過空氣管41并設(shè)置在空氣管41內(nèi)，且燃料補充管42與噴油嘴44連接，點火槍43設(shè)置在空氣管41的下方并向上傾斜，以便于混合油氣的著火燃燒，在空氣管41上設(shè)有旋轉(zhuǎn)閥6，可方便調(diào)節(jié)空氣進氣量的二次供氧，保證燃燒過程中需氧量，燃料補充管42也設(shè)有旋轉(zhuǎn)閥6，也能方便的調(diào)節(jié)燃料的二次供給量的大小，空氣管41與空氣增壓機8連接，空氣增壓機與真空主機泵連接，空氣增壓機和真空主機泵分別與控制箱連接，燃料補充管42通過旋轉(zhuǎn)閥6、增壓泵9與柴油儲蓄箱10連接，增壓泵9與增壓動力源連接。
[0028]在油氣輸送管13上設(shè)有泄壓清洗管14，泄壓清洗管14上設(shè)有閥門，可方便對油氣輸送管清洗以及泄壓，保證工作的正常進行。
[0029]所述的冷卻機構(gòu)7包括出料輸送機71和套在出料輸送機71外部的密封管72，密封管72兩端與出料輸送機71外管體形成密封，每端設(shè)一個出口，且該出口與制冷系統(tǒng)的制冷液管路相連接，以實現(xiàn)對生物質(zhì)碳化成品的冷卻降溫。
[0030]保溫層11呈圓柱狀，內(nèi)層為30 - 70cm厚的輕質(zhì)保溫材料，外層為金屬皮，既能保溫，又具有一定的強度，保溫層11上可安裝檢修門，以便于檢修。
[0031]啟動時，電動機帶動輸送機2運轉(zhuǎn)，溫控系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的溫度，即電加熱裝置2從前往后具有加熱溫度逐漸增大的特點，控制每個輸送機2上的電加熱裝置12對輸送機2進行加熱，生物質(zhì)經(jīng)由進料斗I進入，經(jīng)過輸送機2時被逐漸裂解，所產(chǎn)生的裂解油和合成氣經(jīng)由油氣輸送管13、送入到噴氣燃燒機構(gòu)4內(nèi)進行燃燒，剛開始時由于裂解油和合成氣較少，需要燃料補充管42進行燃料補充，到生物質(zhì)產(chǎn)生的裂解油和合成氣較多時，可以關(guān)掉燃料補充管42，生物質(zhì)碳化完成后進入冷卻機構(gòu)7進行冷卻，以便于后續(xù)的包裝儲存。
[0032]本實用新型也可以根據(jù)溫度探頭15反饋回來的溫度值，溫控系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的程序?qū)崿F(xiàn)電加熱裝置12的加熱大小調(diào)控。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，包括進料斗(I)、輸送機(2)和出料口，其特征在于:所述輸送機(2 )按褶皺方式在豎直方向上設(shè)置，且上一個輸送機(2 )的出口通過波紋管(3 )與下一個輸送機(2)的進口相連接,在輸送機(2)的外表包裹一層電加熱裝置(12),在輸送機(2)和波紋管(3 )外設(shè)有保溫層(11)，保溫層(11)將整個輸送機(2 )和連接上下輸送機的波紋管(3)完全包裹，電加熱裝置(12)與保溫層(11)之間的間隙為加熱空間，在波紋管(3)內(nèi)設(shè)有溫度探頭(15 ),在輸送機(2 )上設(shè)有與輸送機(2 )內(nèi)腔連通的油氣輸送管(13 ),每個輸送機(13 )上的油氣輸送管(13 )與設(shè)置在加熱空間內(nèi)的噴氣燃燒機構(gòu)(4 )連接，所述出料口與冷卻機構(gòu)(7)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述噴氣燃燒機構(gòu)(4)包括燃料補充管(42 )、空氣管(41)、噴油嘴(44)和點火槍(43 )，燃料補充管(42 )穿過空氣管(41)并設(shè)置在空氣管(41)內(nèi)，且燃料補充管(42)與噴油嘴(44)連接,點火槍(43)設(shè)置在空氣管(41)的下方并向上傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述的油氣輸送管(13)與空氣管(41)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述的空氣管(41)上設(shè)有旋轉(zhuǎn)閥(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述的空氣管(41)與空氣增壓機(8)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述的燃料補充管(42)通過旋轉(zhuǎn)閥(6 )、增壓泵(9 )與柴油儲蓄箱(10 )連接，增壓泵(9 )與增壓動力源連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述的冷卻機構(gòu)(7)包括出料輸送機(71)和套在出料輸送機(71)外部的密封管(72 )，密封管(72 )兩端與出料輸送機(71)外管體形成密封，每端設(shè)一個出口，且該出口與制冷系統(tǒng)的制冷液管路相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述油氣輸送管(13)上設(shè)有泄壓清洗管(14)，泄壓清洗管(14)上設(shè)有閥門。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述的進料斗(I)與輸送機(2)之間設(shè)有剛性給料機(16)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)碳化設(shè)備，其特征在于:所述的保溫層(11)呈圓柱狀，內(nèi)層為輕質(zhì)保溫材料，外層為金屬皮。
【文檔編號】C10G1/00GK203807395SQ201420225173
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】李心清, 何云勇 申請人:中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所