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CN108117877B - 一种生物质炭制作及供热系统 - Google Patents

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江秋文
罗诗权
徐良勇
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Abstract

本发明公开了一种生物质炭制作及供热系统，包括若干呈矩阵式分布的地窖式的窑体，两行窑体之间设置一条预燃导热坑道。炭化过程中的可燃气体受锅炉风机作用，依序经预燃导热坑道、总导热坑道、分流门、供热管路进入燃气锅炉炉膛或预热水加热机构。在预燃导热坑道内引燃所述可燃气体以泄压防爆。地窖式构造在造价低廉的前提下实现了较好的保温效果和气密效果；大幅减少能耗；大幅提高了炭的品质；杜绝了环境污染的同时，安全方便地实现了炭化气体的即时利用；系统规模便于灵活调整。

Description

一种生物质炭制作及供热系统
技术领域
本发明涉及一种利用生物质炭制作过程产生的可燃气体供热的系统。
背景技术
林业废弃物如树枝、树皮、木材加工边角料、薪柴、枝桠柴、卷皮、刨花、锯屑等，经过破碎、粉碎得到的木屑用制棒设备热压成棒体，棒体经炭化后制得的炭棒，称之为生物质炭，或机制炭。现在生产实践中大多还是沿用传统土窑烧炭工艺生产生物质炭，从装窑到出炭要10～15天，生产周期长、能耗大、制炭过程中的烟气不但没有得到合理利用，而且排放到空中造成严重污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种综合利用的复合系统，在生产高品质生物质炭的过程中得到清洁安全的气化能源，生产周期短、耗能低，无烟气污染、生产规模灵活可控，设备投资少。本发明采用的技术方案是，一种生物质炭制作及供热系统，其特征在于，包括若干呈矩阵式分布的地窖式的窑体，两行窑体之间设置一条预燃导热坑道，各条预燃导热坑道的一端连通汇集于总导热坑道；总导热坑道通过分流门连通第一供热管路和第二供热管路，第一供热管路连通燃气锅炉炉膛，第二供热管路连通燃气锅炉的预热水箱加热器；
所述窑体为耐火砖砌结构，窑体上端开口设有密封窑盖，窑体一侧的可调式进气口向窑体底部输送空气；窑体另一侧的两条旁通管连通窑体和预燃导热坑道；
所述预燃导热坑道为耐火砖砌结构，炭化过程中产生的可燃气体分布在预燃导热坑道内，预燃导热坑道上端开口设有耐火砖砌的密封盖板；密封盖板上沿预燃导热坑道长度方向均匀分布若干助燃通风孔，助燃通风孔的设有孔盖；任意一个助燃通风孔都可以作为可燃气体的点燃孔；
所述组合窑还包括吊篮、行车；炭棒冷却密封罩和气密水池。
热压制棒机构制得的木屑棒装在吊篮内，吊篮由行车吊装入所述窑体，窑体内置入引燃物并点燃，盖上窑盖木屑棒在窑体内炭化成炭棒后，吊车将吊篮由窑体内吊装至气密水池内，用炭棒冷却密封罩罩住吊篮，气密水池内的水封闭罩体与池底之间的缝隙；炭化过程中的可燃气体受锅炉风机作用，依序经预燃导热坑道、总导热坑道、分流门、供热管路进入燃气锅炉炉膛或预热水加热机构。在预燃导热坑道内引燃所述可燃气体以泄压防爆。
本发明的有益效果在于：
1.地窖式构造在造价低廉的前提下实现了较好的保温效果和气密效果，保温效果好降低了能耗，气密效果好便于可燃气体的收集和烟气排放控制。
2.矩阵式分布的地窖窑以及分布在地窖窑之间的预燃导热坑道有效提高、保持矩阵范围内的氛围温度，从而有利于窑体温度的保持或提高，大幅缩短生产周期，大幅减少能耗；同时大幅提高了炭的品质，成品炭密度1.6～1.8g/cm3，热值7800～9200大卡，燃烧时间长，无烟无味。经济价值较高。
3.烧炭烟气全面收集，杜绝了环境污染的同时，安全方便地实现了炭化气体的即时利用，装置简单，方法易行，造价低廉。同时供热切换方便，可以在两个供热区域灵活调节供气量，确保锅炉安全的同时杜绝了热能损耗，确保排放气体的环保性能。
4.尤须强调的是，设置预燃导热坑道和助燃通风孔，并在坑道内引燃所述可燃气体。这一技术措施同时起到了多重作用：1)起到泄压防爆作用，确保了锅炉设备的安全，使得可燃气体的即时利用具备了可行性；2)起到了烟气收集的管路作用；3)起到了氛围增温保温作用。
5.矩阵式组合结构使得系统规模便于灵活调整，可以根据原料供应规模、场地大小等现实条件确定窑体组合的数量，不论规模大小都能够适用且取得效益，有利用推广使用。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
附图说明
图1为系统整体构成原理示意图(俯视)；
图2为窑体剖面原理结构示意图(左侧窑体201空置，右侧窑体201内放置了吊篮218)；
图3为炭棒冷却密封罩和气密水池原理结构示意图。
具体实施方式
参见附图，反映本发明的一种具体结构，所述生物质炭制作及供热系统，包括十六个呈4行×4列矩阵式分布的窑体201，窑体201为开设在地面200之下的地窖式结构。各窑体之间的间距为40～50厘米。两行窑体201之间设置一条预燃导热坑道205，两条预燃导热坑道205的一端连通汇集于总导热坑道206，总导热坑道206通过分流门208连通第一供热管路210和第二供热管路209，第一供热管210连通燃气锅炉212的炉膛，第二供热管209连通燃气锅炉212的预热水箱211的加热器。炭化过程中的可燃气体受锅炉炉膛风机作用，依序经预燃导热坑道、总导热坑道、分流门、第一供热管进入燃气锅炉炉膛。烧炭烟气全面收集，杜绝了环境污染的同时，安全方便地实现了炭化气体的即时利用。
所述窑体201为耐火砖砌结构，窑体规格为：长×宽×深＝1.3米×1.3米×1.4米。窑体201上端开口设有密封窑盖214，窑体201一侧的进气口204向窑体201底部输送空气，进气口204的进气门213可调节进气量。窑体201的另一侧的两条旁通管连通窑体201和预燃导热坑道205；两条旁通管上下设置，上旁通管202的开口与窑体201上端口间距为10厘米，下旁通管216的开口靠近窑体201的底面。
所述预燃导热坑道205为耐火砖砌结构，坑道规格为：宽×深＝0.5米×1.4米；炭化过程中产生的可燃气体分布在预燃导热坑道205内，预燃导热坑道205上端开口设有耐火砖砌的密封盖板215；密封盖板215上沿坑道205长度方向均匀分布三个助燃通风孔203，各个助燃通风孔203之间的间距为3米，助燃通风孔203的设有孔盖；任意一个助燃通风孔203都可以作为可燃气体的点燃孔，以在预燃导热坑道205内引燃所述可燃气体以泄压防爆。
所述组合窑还包括吊篮218、行车(图中未显示)；炭棒冷却密封罩217和气密水池207。热压制棒机构制得的木屑棒装在吊篮218内，吊篮218由行车吊装入所述窑体201，窑体201内置入引燃物并点燃，盖上窑盖214木屑棒在窑体内炭化成炭棒后，吊车将吊篮218由窑体201内吊装至气密水池207内，用炭棒冷却密封罩217罩住吊篮218，气密水池内207的水219封闭罩体与池底之间的缝隙以彻底隔绝罩体内外。冷却完成后即得成品炭。上述过程中，在窑体201内，木屑棒炭化成炭棒的耗时情况为：首次使用的冷窑需要24小时，连续作业中(吊走上一窑的炭棒后，即时加入新的木屑棒继续工作)的热窑仅需12小时。
上述的实现方式仅是为了清楚的说明本发明的技术方案，而不能理解为对本发明做出任何限制。本发明在本技术领域具有公知的多种替代或者变形，在不脱离本发明实质意义的前提下，均落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种生物质炭制作及供热系统，其特征在于，包括若干呈矩阵式分布的地窖式的窑体，两行窑体之间设置一条预燃导热坑道，各条预燃导热坑道的一端连通汇集于总导热坑道；总导热坑道通过分流门连通第一供热管路和第二供热管路，第一供热管路连通燃气锅炉炉膛，第二供热管路连通燃气锅炉的预热水箱加热器；
所述窑体为耐火砖砌结构，窑体上端开口设有密封窑盖，窑体一侧的可调式进气口向窑体底部输送空气；窑体另一侧的两条旁通管连通窑体和预燃导热坑道；
所述预燃导热坑道为耐火砖砌结构，炭化过程中产生的可燃气体分布在预燃导热坑道内，预燃导热坑道上端开口设有耐火砖砌的密封盖板；密封盖板上沿预燃导热坑道长度方向均匀分布若干助燃通风孔，助燃通风孔的设有孔盖；任意一个助燃通风孔都可以作为可燃气体的点燃孔；
所述系统还包括吊篮、行车；炭棒冷却密封罩和气密水池；
木屑棒装在吊篮内，吊篮由行车吊装入所述窑体，窑体内置入引燃物并点燃，盖上窑盖木屑棒在窑体内炭化成炭棒后，吊车将吊篮由窑体内吊装至气密水池内，用炭棒冷却密封罩罩住吊篮，气密水池内的水封闭罩体与池底之间的缝隙；炭化过程中的可燃气体受锅炉风机作用，依序经预燃导热坑道、总导热坑道、分流门、供热管路进入燃气锅炉炉膛或预热水加热机构；在预燃导热坑道内引燃所述可燃气体以泄压防爆。
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Assignee: LIUYANG JINREN FORESTRY GROUP Co.,Ltd.

Assignor: Liuyang Yinzhu Agriculture and Forestry Technology Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023980046078

Denomination of invention: A Biomass Carbon Production and Heating System

Granted publication date: 20230707

License type: Common License

Record date: 20231108