CN102071036B - 一种生物质热解炉 - Google Patents

Abstract

本发明所述的生物质热解炉，包括炉壳、炉胆、排汽管、烟管、回收塔、排汽管、进气管等组成，烟管设置在炉壳上，炉胆设置在炉壳内，所述的炉胆顶底面与四周设有多网孔，炉胆与炉壳内壁间设有排汽层，烟管一端连接炉壳，另一端连接回收塔。炉壳一面上端设有烟道口和进气管，排汽管设在炉壳相对应的一面。回收塔与水平面呈α角。生物质燃料的热解过程是：在炉胆内中央放置一个圆柱体，把生物质燃料(如植物秸杆)放置在炉胆内，压实，然后拔出圆柱体，留出一个圆柱体洞，把炉胆移入炉壳内，点燃木块，放入圆柱体洞内，盖上炉体盖，随着温度的升高，水份从炉胆炉面和其它5个面的网孔冒出，通过炉胆与炉壳的排汽层迅速从排汽管中排出；当温度达到150℃时，生物质细胞中的水份蒸发完，随着温度的升高，当炉体温度达到300℃时，生物质已热解成炭、木焦油和木煤气等。

Description

一种生物质热解炉

技术领域：

本发明涉及生物质燃料热解设备，具体涉指一种生物质热解炉。

背景技术：

直接加热式热解炉是一个封闭的炉体，如一种防止氧化热解炉(专利号：200920062938.0)，四周和上面都无孔隙，底部开有缝隙，用于排水蒸汽、木醋液、木焦油和木煤气等。生物质是一种含水量高的可再生能源，在热解开始，首先是蒸发生物质中的水份，水变成蒸汽后，通过厚厚的生物质，才能进入烟道排出，由于受厚厚的生物质层的阻力，水蒸汽不易通过，随着时间的延长，点火处的温度不断上升，到600℃以上，这时产生大量的水蒸汽、木醋液气、木焦油气和木煤气等，造成炉内压力升高，而木煤气与温度和压力成正比，由于排气不畅，热解区点火处温度继续升高，炉内压力也随着升高，炉内热解方向朝生产木煤气方向发展，大量木炭和木焦油转化成木煤气，木煤气热值低，是一种不凝性气体，只好被排空，污染环境，浪费能源，尽管热解炉点火处温度在600℃以上，而离点火处较远的生物质水份仍然没有蒸发，为了排气，经常要打开炉盖，用铁棒撬动生物质，木焦油气和木煤气迅速在炉面燃烧，给操作工带来危险，同时，大量可燃气体被排走，浪费了能源，一般每隔4小时要撬动一次。而热解温度不同，压力不同，产生的木炭、木醋液、木焦油和木煤气是不同的。在常压下，每100公斤全干木材在300℃时木炭产量为53公斤，木煤气只有5.6立方米，热值为6594KJ/M³，木煤气总热量是36926KJ，在600℃时木炭产量为28.6公斤，木煤气有14.3立方米，热值为15198KJ/M³，木煤气总热值是217331KJ，是300℃时的5.8倍，《木质废弃物再生循环利用技术》化学工业出版社P32。木焦油与温度和压力成反比，温度越高，产油越少，压力越高，产油越少。在生产过程中，一个长1油一般要80多个小时。且水蒸汽与木焦油气体一并从烟道排入冷凝，木焦油中含有大量的水蒸汽。生物质炭和木焦油产量低。经过几年的生产得出，含水量为25％的1吨木本植物才能产0.15吨炭和2公斤木焦油，大量的炭燃料变成木煤气和木醋液，而木煤气是一种低品位燃料，一般对空排放，木醋液的商品价值低，利用不多。这种生物质燃料热解设备有如下不足：1.每隔几小时要撬动一次，劳动强度大，不安全；2.生物质热解时间长、生产效率低，生产成本高；3.生物质炭和木焦油产量少，大量的炭燃料变成木煤气和木醋液，原料浪费大。

过去在分离木焦油和木煤气时常采用的回收塔是垂直设置，如一种环保型热解炉(专利号：200920062939.5)中介绍的回收塔是一个金属筒，金属筒上下封闭，中间焊接许多金属空心管，金属筒的上头焊接冷水管，金属筒的下头焊接热水管。大烟道出来的烟气从回收塔的空心管内穿过，木焦油，木醋液和水被冷却，木煤气则排出。回收塔的底部设置一个木焦油池。为了保证冷却效果，往往把回收塔加高，约20～50米，由于塔底与地面的距离短，一旦回收塔的管道被木焦油堵塞，不便于用工具疏通管道。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作省力、生物质热解时间短、效率高，木焦油热解回收率高的生物质热解炉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案，该生物质热解炉，包括炉壳、炉胆、排汽管、烟管、回收塔、排汽管和进气管等组成，烟管设置在炉壳上，炉胆设置在炉壳内，所述的炉胆顶底面与四周设有多网孔，炉胆与炉壳内壁间设有排汽层，烟管一端连接炉壳，另一端连接回收塔。

所述的炉壳一面上端设有烟道口和进气管，排汽管设在炉壳相对应的一面。

所述的回收塔与水平面呈α角，3°≤α≤60°。

由于炉胆装置在炉壳内，所述的炉胆底面与四周设有多网孔，炉胆与炉壳内壁间设有排汽层，烟管一端连接炉壳，另一端连接回收塔。生物质燃料的热解过程是：在炉胆内中央放置一个圆柱体，把生物质燃料(如植物秸杆)放置在炉胆内，压实，然后拔出圆柱体，留出一个圆柱体洞，把炉胆移入炉壳内，点燃木块，放入圆柱体洞内，盖上炉体盖，随着温度的升高，水份从炉胆炉面和其它5个面的网孔冒出，通过炉胆与炉壳的排汽层迅速从排汽管中排出；当温度达到80～150℃时，持续约0.5～1.5小时后，生物质细胞中的水份被蒸发完毕，随着温度的升高，热解速度加快，当炉体温度达到设定温度如300℃时，生物质已热解成炭、木焦油和木煤气，由于排气通畅，热解区温度约300℃，木炭和木焦油只有少量转化为木煤气，木焦油气和木煤气通过烟道，流入回收塔中(长20～50米，α为15度角)，木焦油被冷凝，从回收塔底部的U型油管流出，流入集油池中，将木煤气收集，可用于生物质的烘干，节约了大量的生物质。从点火到300℃大约3～4小时，比原来80多小时提高速度20多倍，通过生产得出，一个边长1.2米的正方形高1.5米的炉壳，内置一个正方形炉胆，边长是1米×1米×1米，含水量为20％的1吨木本植物能产0.35吨炭和0.08吨木焦油，且热解时间约4小时；生物质热解时间短、效率高，木焦油热解回收率高；少量的炭燃料变成木煤气和木醋液，原料浪费小，同时，整个热解过程中，不需要再打开炉盖撬动生物质，操作省力、安全。

下为结合附图对本发明作进一步说明：

附图说明：

附图1：热解炉结构示意图；

附图2：为图1的府视结构图；

附图3：为炉胆的结构图；

附图4：为炉胆的另一实施例；

附图5：为炉胆的另一实施例；

具体实施方式：

温度表1、开关2、排汽管3、U型水封槽4、水封盖5、炉胆6、进气管7、开关8、木煤气管9、引风机10、回收塔11、水管12、水箱13、水泵14、水管15、U型油管16、集油池17、烟管18、开关19、温度表20、角钢21、金属网22和炉壳23和排汽层24。

该生物质热解炉，包括炉壳23、炉胆6、排汽管3、进气管7、烟管18、回收塔11，烟管18装置在炉壳23上，炉胆6装置在炉壳23内，所述的炉胆6顶、底面与四周设有多网孔，炉胆6与炉壳23内壁间设有排汽层24，烟管18一端连接炉壳23，另一端连接回收塔11。

所述的热解炉壳23是一个六面都封闭的箱体，炉口四周设有U型水封槽4，槽内充满水，水封盖5是一个四周向下翻边的盖子，四周嵌入U型水封槽4内。炉壳23一面上端设有烟管18和进气管7，排汽管3设在炉壳23相对应的一面，烟道18设有开关19和温度表20，进气管7上设有开关8，排汽管3上设有一个温度表1和开关2。

所述的回收塔11与水平面呈α角，3°≤α≤60°，塔底与地面的距离留出空间，一旦回收塔的管道被木焦油堵塞，便于用工具疏通管道。

炉胆6放置在炉壳23内，炉胆6底面与四周均用金属网22制成，炉胆6口敞开。各条边用角钢21焊接，金属网22焊接在角钢21上。如果，生物质颗粒较细，炉胆底面用钢板制做。

开关19后连接一个回收塔11，回收塔11是一个金属筒，金属筒两端各设有一个阀兰盖，阀兰口约50厘米处各焊接一块金属板，金属板上开有许多孔，孔与孔之间焊接许多金属空心管。金属筒的上端焊接水管12，金属筒的下端焊接水管15，水管12的一端插入水箱13，水箱13与水管15之间用水泵14相连。回收塔11上端与引风机10相连，引风机10的风出口处连接木煤气管9，回收塔11下端设有一根U型油管16，U型油管16的出口下端设有集油池17。当木焦油堵塞回收塔11时，打开回收塔11下端的阀兰盖，用钢纤用力插入金属空心管，将木焦油排出。

可将几十个热解炉的烟管18并联再连接到回收塔11上。

生物质燃料的热解过程是：在炉胆6内中央放置一个圆柱体，把生物质燃料(如秸杆)放置在炉胆6内，压实，然后拔出圆柱体，留出一个圆柱体洞，在炉外点燃木块，放入圆柱体洞内，盖上水封盖5，将U型水封槽4注满水，打开开关2，水份从炉胆的炉面和其它5个面的网孔冒出，再从排汽管3排出。调节开关8的大小，控制空气进量，防止熄火和空气过量氧化。随着温度的升高，当温度表1的温度达到80～150℃时，持续约0.5～1.5小时后，关闭开关2，打开开关18，启动引风机10，启动水泵14，调节开关8的大小，控制空气进量，防止空气过量氧化，木焦油气和木煤气从烟道18流入回收塔11，冷水通过水管15流入回收塔11，从回收塔11的水管12流出。木焦油气被冷却，从U型油管16流出，流入集油池17中贮藏。当温度表20读数达到约300℃时，生物质已分解出大量的生物质炭，木焦油，木醋液和少量的木煤气等。

本热解炉与传统热解炉生物质燃料热解对比如下表：

从表中可看出，1吨生物质燃料热解后本热解炉炭、木焦油产量大大高于传统热解炉。

Claims (3)

1.一种生物质热解炉，包括炉壳、炉胆、排汽管、烟管、回收塔，烟管装置在炉壳上，炉胆装置在炉壳内，其特征在于，所述的炉胆底面与四周设有多网孔，炉胆与炉壳内壁间设有排汽层，烟管一端连接炉壳，另一端连接回收塔。

2.如权利要求1所述的生物质热解炉，其特征在于，所述的炉壳一面上端设有烟道口和通气管，排汽管设在炉壳与通气管相对应的一面。

3.如权利要求1所述的生物质热解炉，其特征在于，所述的回收塔与水平面呈α角，3°≤α≤60°。

Images