專利名稱：環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)熱解理論和熱逆流氧化理論，特別涉及一種農(nóng)作物秸稈熱解碳
化處理的工藝及裝置。
二背景技術(shù)：
目前使用的生物質(zhì)碳化工藝，主要采用直接靠外界提供的熱能來對生物質(zhì)進(jìn)行碳 化。碳化裝置主要包括傳統(tǒng)的手工碳化窯和半工業(yè)的碳化釜，其目的是使生物質(zhì)在高溫缺 氧的情況下碳化，為生物質(zhì)碳化工藝作出了貢獻(xiàn)，但同時存在以下缺點(diǎn)和不足①生物質(zhì)碳 化過程所需的能量需不斷的靠外界提供；②生物質(zhì)碳化過程產(chǎn)生的伴生氣直接排空或不能 完全氧化燃燒，造成能量浪費(fèi)和環(huán)境污染；③生物質(zhì)碳化過程是間斷性的手工作業(yè)，沒有形 成連續(xù)的投料、出料工業(yè)性作業(yè)；④溫度控制不精確，生物質(zhì)碳化產(chǎn)物水分含量不恒定，品 質(zhì)差。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝，采用伴生氣高溫逆流氧化 工藝，利用氧化過程中的余熱提供生物質(zhì)碳化和烘干的熱能，既節(jié)約又環(huán)保，有效地克服和 避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足。 —種環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝，包括生物質(zhì)的烘干、干餾是在環(huán)保節(jié)能型生物 質(zhì)碳化工藝裝置中進(jìn)行(A)生物質(zhì)干餾過程中產(chǎn)生的伴生氣，經(jīng)過濾器后分兩路，一路 經(jīng)換熱升溫后為生物質(zhì)干餾系統(tǒng)提供熱能，形成內(nèi)循環(huán)氣體，另一路經(jīng)氧化放熱后形成攜 帶大量熱能的高溫?zé)煔猓?jīng)換熱，為內(nèi)循環(huán)氣體補(bǔ)充能量；(B)換熱后的低溫?zé)煔饨?jīng)上料裝 置，烘干物料后排出；(C)系統(tǒng)啟動后，由內(nèi)循環(huán)氣體提供系統(tǒng)保持生物質(zhì)碳化的能量；(D) 生物質(zhì)經(jīng)過干餾后直接高溫壓制成型(E)生物質(zhì)碳化工藝的全過程均自動控制進(jìn)行。
其中，所述烘干、碳化過程所需能量來源于氧化自身伴生氣體釋放的熱能，無需外 界提供能量。所述自動控制是根據(jù)壓力、溫度傳感器發(fā)出的信號進(jìn)行自動控制。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝裝置，采用全自動控 制，既有效地克服和避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)或不足，又可連續(xù)自動精確控制投料、 碳化、出料全過程。 本發(fā)明所述的環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝裝置，包括物料輸送系統(tǒng)、物料干餾碳 化系統(tǒng)、物料烘干系統(tǒng)、伴生氣氧化余熱回收系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述物料輸 送系統(tǒng)包括干餾爐及其入口連接的上料裝置和出口連接的出料裝置，所述物料干餾系統(tǒng)具 體包括與干餾爐相相連的換熱器和過濾器，所述物料烘干系統(tǒng)包括上料裝置及與其連接的 換熱器和伴生氣余熱回收裝置，所述伴生氣氧化余熱回收系統(tǒng)包括伴生氣余熱回收裝置及 其連接的混燃器和電控雙路換向閥a、b，以及與混燃器相連接的空氣開度調(diào)控閥，所述自動 控制系統(tǒng)包括安裝于干餾爐內(nèi)、伴生氣余熱回收裝置內(nèi)、換熱器前后管線內(nèi)、上料裝置內(nèi)的 溫度傳感器、干餾爐內(nèi)的壓力傳感器、電控雙路換向閥a、 b、 c、 d、 e、 f和與其共同電連接的自動操縱控制顯示器。 其中，所述干餾爐內(nèi)設(shè)有煙氣通道，該通道與過濾器相連接。所述過濾器通過引風(fēng) 機(jī)a和換向閥e與換熱器低溫端進(jìn)氣口相連接。所述上料裝置內(nèi)腔安設(shè)有煙氣通道，該通 道通過電控雙路換向閥d與換熱器高溫端出氣口相連接。所述物料干餾碳化系統(tǒng)和余熱回 收裝置通過電控雙路換向閥e相連接。干餾爐下端安裝有出料裝置及制碳機(jī)。所述干餾爐 出料口為光滑螺桿密封結(jié)構(gòu)。所述上料裝置的煙氣通道為防物料堵塞結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點(diǎn) 1、結(jié)構(gòu)合理，能量利用轉(zhuǎn)換率高，裝置啟動后生物質(zhì)碳化過程所需的能量無需外 界提供； 2、生物質(zhì)碳化過程產(chǎn)生的伴生氣經(jīng)伴生氣高溫?zé)崮媪餮趸酂峄厥昭b置完全燃 燒利用，無有害氣體排放，既節(jié)能又環(huán)保； 3、生物質(zhì)碳化過程實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的投料、出料工業(yè)性作業(yè)； 4、干餾溫度實(shí)現(xiàn)精確控制，生物質(zhì)碳化產(chǎn)物品質(zhì)優(yōu)良，無過燒，無夾生，形成了高 熱值、高密度的木炭產(chǎn)品，便于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和存儲； 5、自動化程度高，裝料、碳化、出料、伴生氣氧化余熱回收等過程完全自動化控制。
四

附圖為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)流構(gòu)示意圖。
五具體實(shí)施例方式
—種環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝，包括生物質(zhì)的烘干、干餾是在環(huán)保節(jié)能型生物 質(zhì)碳化工藝裝置中進(jìn)行(A)生物質(zhì)干餾過程中產(chǎn)生的伴生氣，經(jīng)過濾后分兩路，一路經(jīng)換 熱升溫后為生物質(zhì)干餾系統(tǒng)提供熱能，形成內(nèi)循環(huán)氣體，另一路經(jīng)氧化放熱后形成攜帶大 量熱能的高溫?zé)煔?，?jīng)換熱，為內(nèi)循環(huán)氣體補(bǔ)充能量；(B)換熱后的低溫?zé)煔饨?jīng)上料裝置， 烘干物料后排出；(C)系統(tǒng)啟動后，由內(nèi)循環(huán)氣體提供系統(tǒng)保持生物質(zhì)碳化的能量；(D)生 物質(zhì)在上料過程中烘干、然后經(jīng)過干餾后直接高溫壓制成型(E)生物質(zhì)碳化工藝的全過程 均自動控制進(jìn)行。烘干、碳化過程所需能量來源于氧化自身伴生氣體釋放的熱能，無需外界 提供能量。自動控制是根據(jù)壓力傳感器13和溫度傳感器14發(fā)出的信號進(jìn)行自動控制。
參閱附圖，一種環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝裝置，包括物料輸送系統(tǒng)、物料干餾碳 化系統(tǒng)、物料烘干系統(tǒng)、伴生氣氧化余熱回收系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)。物料輸送系統(tǒng)包括干餾 爐9及其入口連接的上料裝置5和出口連接的出料裝置7 ;物料干餾系統(tǒng)包括與干餾爐9相 相連的換熱器10和過濾器11 ;物料烘干系統(tǒng)包括上料裝置5及與其連接的換熱器10和伴 生氣余熱回收裝置3 ;伴生氣氧化余熱回收系統(tǒng)包括伴生氣余熱回收裝置3及其連接的混 燃器2、電控雙路換向閥4a和4b，以及與混燃器2相連接的空氣開度調(diào)控閥1 ;
自動控制系統(tǒng)包括安裝于干餾爐9內(nèi)、伴生氣余熱回收裝置3、換熱器10前后管線 和上料裝置5內(nèi)安裝的溫度傳感器13、干餾爐9內(nèi)安裝的壓力傳感器14、電控雙路換向閥 4a、4b、4c、4d、4e、4f和與其共同電連接的自動操縱控制顯示器12。 干餾爐9內(nèi)設(shè)有煙氣通道，該通道與過濾器11相連接。過濾器11通過引風(fēng)機(jī)6a 和換向閥4e與換熱器10低溫端進(jìn)氣口相連接。上料裝置5內(nèi)腔安設(shè)有煙氣通道，該通道通過電控雙路換向閥4d與換熱器10高溫端出氣口相連接。物料干餾碳化系統(tǒng)和余熱回收 裝置通過電控雙路換向閥4e相連接。干餾爐9下端安裝有出料裝置7及制碳機(jī)8。干餾爐 9出料口為光滑螺桿密封結(jié)構(gòu)。上料裝置7的煙氣通道為防物料堵塞結(jié)構(gòu)。電控雙路換向 閥4a、4f相互連接，電控雙路換向閥4c 一端與換熱器10相連接，另一端與排空口相連接。 電控雙路換向閥4f 一端與電控雙路換向閥4b相連接，另一端與過濾器11和引風(fēng)機(jī)6b相 連接。 運(yùn)行時，啟動過程由液化氣提供能量，空氣開度閥1打開，空氣與液化氣在混燃器 2內(nèi)混燃，高溫?zé)煔鈱Π樯鷼飧邷責(zé)崮媪餮趸酂峄厥昭b置3加熱后進(jìn)入換熱器10，與干餾 爐9內(nèi)空氣換熱，此時引風(fēng)機(jī)6a啟動，干餾爐9開始升溫。換熱后的低溫?zé)煔膺M(jìn)入上料裝 置5，然后經(jīng)引風(fēng)機(jī)6b排空。上料裝置5達(dá)到設(shè)定溫度后開始上料。物料經(jīng)上料裝置5烘 干后進(jìn)入干餾爐9，物料在干餾爐9內(nèi)充分干餾后的固體產(chǎn)物由出料裝置7輸送至制碳機(jī) 8，壓制成固定形態(tài)的高密度高熱值木碳。干餾過程產(chǎn)生的伴生氣經(jīng)過濾器11過濾后的燃 氣進(jìn)入伴生氣高溫?zé)崮媪餮趸酂峄厥昭b置3進(jìn)行氧化放熱，為整個系統(tǒng)的干餾和烘干提 供能量。系統(tǒng)正常運(yùn)行后，切斷液化氣源，系統(tǒng)依靠自生能量運(yùn)行。運(yùn)行過程含有大量熱能 的多余煙氣，由受干餾爐9和上料裝置5內(nèi)部溫度傳感器控制的電控雙路換向閥4d及時排 空。為了防止干餾伴生氣中C0、 H2、 CH4等可燃?xì)怏w未完全氧化的逃逸現(xiàn)象，在裝于伴生氣 高溫?zé)崮媪餮趸酂峄厥昭b置3兩端的溫度傳感器13、空氣開度控制閥1、電控雙路換向閥 4a和4b的共同調(diào)控下對流經(jīng)伴生氣高溫?zé)崮媪餮趸酂峄厥昭b置3而未氧化的伴生氣進(jìn) 行及時換向回收氧化，從而實(shí)現(xiàn)伴生氣的完全氧化回收利用，無有害氣體排放。
權(quán)利要求
一種環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝，包括生物質(zhì)的烘干、干餾、出料、高溫壓制成型，其特征在于生物質(zhì)的烘干、干餾是在環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝裝置中進(jìn)行(A)生物質(zhì)干餾過程中產(chǎn)生的伴生氣，經(jīng)過濾器后分兩路，一路經(jīng)換熱升溫后為生物質(zhì)干餾系統(tǒng)提供熱能，形成內(nèi)循環(huán)氣體，另一路經(jīng)氧化放熱后形成攜帶大量熱能的高溫?zé)煔?，?jīng)換熱，為內(nèi)循環(huán)氣體補(bǔ)充能量；(B)換熱后的低溫?zé)煔饨?jīng)上料裝置，烘干物料后排出；(C)系統(tǒng)啟動后，由內(nèi)循環(huán)氣體提供系統(tǒng)保持生物質(zhì)碳化的能量；(D)生物質(zhì)經(jīng)過干餾后出料，直接高溫壓制成型；(E)生物質(zhì)碳化工藝的全過程自動控制進(jìn)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保節(jié)能型工業(yè)生物質(zhì)碳化工藝，其特征在于所述烘干、碳化 過程所需能量來源于氧化自身伴生氣體釋放的熱能，無需外界提供能量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述環(huán)保節(jié)能型工業(yè)生物質(zhì)碳化工藝，其特征在于所述自動控制是 根據(jù)壓力、溫度傳感器發(fā)出的信號進(jìn)行自動控制。
4. 一種環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝裝置，包括物料輸送系統(tǒng)、物料干餾碳化系統(tǒng)、物料 烘干系統(tǒng)、伴生氣氧化余熱回收系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述物料輸送系統(tǒng)包括干 餾爐及其入口連接的上料裝置和出口連接的出料裝置，所述物料干餾系統(tǒng)包括與干餾爐相 相連的換熱器和過濾器，所述物料烘干系統(tǒng)包括上料裝置及與其相連接的換熱器和伴生氣 余熱回收裝置，所述伴生氣氧化余熱回收系統(tǒng)包括伴生氣余熱回收裝置及其連接的混燃器 和電控雙路換向閥a、b，以及與混燃器相連接的空氣開度調(diào)控閥，所述自動控制系統(tǒng)包括安 裝于干餾爐內(nèi)、伴生氣余熱回收裝置內(nèi)、換熱器前后管線上、上料裝置內(nèi)的溫度傳感器、干 餾爐內(nèi)的壓力傳感器、電控雙路換向閥a、b、c、d、e、f和與其共同電連接的自動操縱控制顯 不器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述環(huán)保節(jié)能型工業(yè)生物質(zhì)碳化工藝裝置，其特征在于所述干餾爐 內(nèi)設(shè)有煙氣通道，該通道與過濾器相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述環(huán)保節(jié)能型工業(yè)生物質(zhì)碳化工藝裝置，其特征在于所述過 濾器通過弓I風(fēng)機(jī)和換向閥與換熱器低溫端進(jìn)氣口相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述環(huán)保節(jié)能型工業(yè)生物質(zhì)碳化工藝裝置，其特征在于所述上料裝 置內(nèi)腔安設(shè)有煙氣通道，該通道通過電控雙路換向閥與換熱器高溫端出氣口相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述環(huán)保節(jié)能型工業(yè)生物質(zhì)碳化工藝裝置，其特征在于所述物料干 餾碳化系統(tǒng)和余熱回收裝置通過電控雙路換向閥相連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述環(huán)保節(jié)能型工業(yè)生物質(zhì)碳化工藝裝置，其特征在于干餾爐下端 安裝有出料裝置及制碳機(jī)。
全文摘要
一種環(huán)保節(jié)能型生物質(zhì)碳化工藝，包括生物質(zhì)干餾過程中產(chǎn)生的伴生氣，經(jīng)濾換熱升溫，形成內(nèi)循環(huán)氣體，經(jīng)氧化放熱形成高溫?zé)煔?；換熱后的低溫?zé)煔饨?jīng)上料裝置，烘干物料后排出；系統(tǒng)啟動后，由內(nèi)循環(huán)氣體提供生物質(zhì)碳化的能量；生物質(zhì)經(jīng)過干餾后直接高溫壓制成型；生物質(zhì)碳化自動控制進(jìn)行。裝置包括相連接的干餾爐及上料裝置和出料裝置的物料輸送系統(tǒng)、與干餾爐及換熱器和過濾器相連接的物料干餾碳化系統(tǒng)、上料裝置及與其換熱器和伴生氣余熱回收裝置的物料烘干系統(tǒng)、伴生氣余熱回收裝置及其連接的混燃器和電控雙路換向閥以及與混燃器相連接的空氣開度調(diào)控閥的伴生氣氧化余熱回收系統(tǒng)、與壓力傳感器、電控雙路換向閥和共同電連接的自動操縱控制顯示器的自動控制系統(tǒng)。
文檔編號C10L5/44GK101735839SQ200910255638
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者劉瑞剛, 李榮軍, 許峰, 趙建忠, 路興明, 陳宜亮 申請人:勝利油田勝利動力機(jī)械集團(tuán)有限公司