一種電磁炭化裝置和包括該裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電磁炭化裝置和包括該裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)。所述裝置包括由上至下設(shè)置且相互平行的干燥處理管、炭化處理管和焙燒處理管，每個(gè)處理管內(nèi)設(shè)有電磁加熱裝置和同軸的螺旋輸送機(jī)，包括所述電磁炭化裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)還包括上料機(jī)，上料機(jī)與所述電磁炭化裝置的進(jìn)料倉連接，電磁炭化裝置的主排氣管與除塵過濾裝置連接，除塵過濾裝置與可燃?xì)膺^濾冷卻裝置、螺旋管復(fù)合氣液分離器、引風(fēng)機(jī)和儲氣罐順次連接，所述的連接方式為管道連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，節(jié)能環(huán)保，提高炭粉產(chǎn)量又減少高溫?zé)熿F排放，改善操作工人工作環(huán)境，而且對于不同物料所采用的溫度可有效調(diào)整和控制。
【專利說明】一種電磁炭化裝置和包括該裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電磁炭化裝置和包括該裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]生物質(zhì)能源是一種可再生的新能源，其開發(fā)利用不僅可以解決與能源密切相關(guān)的環(huán)境污染問題，而且還可以解決化石能源日趨緊缺的問題，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會的可持續(xù)發(fā)展。目前生物質(zhì)能源的開發(fā)利用方法很多，在熱化方法中目前主要有以下幾種技術(shù):生物質(zhì)氣化、土窯炭化、干餾釜熱解、生物質(zhì)炭化制氣。生物質(zhì)炭化制氣是將粉碎后的物料，經(jīng)烘干系統(tǒng)后直接連續(xù)加入裂解爐，裂解熱源經(jīng)多回程利用，提高了熱效率，同時(shí)由于機(jī)組的連續(xù)運(yùn)行，避免了裂解爐反復(fù)加熱、冷卻的熱損失，最終可得到生物燃?xì)狻⑸锾?、木焦油和木醋液等產(chǎn)物，且其生物炭為炭粉，拓展了原料及炭粉的用途。該技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，促進(jìn)了生物質(zhì)能源的清潔、高效利用。
[0003]目前生物質(zhì)炭化制氣主要為氣化加熱，氣化加熱是將粉碎的物料加入氣化爐內(nèi)，經(jīng)缺氧燃燒生成可燃?xì)??？扇細(xì)饨?jīng)過濾凈化用于連續(xù)炭化設(shè)備點(diǎn)火和加熱，但由于可燃?xì)獾募兌炔淮_定，且其生成量難以控制，導(dǎo)致連續(xù)炭化設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行和炭粉質(zhì)量不穩(wěn)定。更嚴(yán)重的是物料在氣化爐生成可燃?xì)獾倪^程中的產(chǎn)生大量的高溫?zé)熿F，高溫?zé)熿F排放對環(huán)境污染較大，并且在生產(chǎn)過程中氣化爐溫度過高容易造成操作人員燙傷，工作環(huán)境比較惡略。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種電磁炭化裝置和包括該裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，節(jié)能環(huán)保，提高炭粉產(chǎn)量又減少高溫?zé)熿F排放，改善操作工人工作環(huán)境，而且對于不同物料所采用的溫度可有效調(diào)整和控制。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種電磁炭化裝置，所述裝置包括由上至下設(shè)置且相互平行的干燥處理管、炭化處理管和焙燒處理管，每個(gè)處理管內(nèi)設(shè)有電磁加熱裝置和同軸的螺旋輸送機(jī)，每個(gè)螺旋輸送機(jī)的主軸與相應(yīng)的傳動裝置連接；干燥處理管、炭化處理管和焙燒處理管與水平線夾角皆為5° -10°，干燥處理管的上端設(shè)有進(jìn)料倉，下端設(shè)有出料口，干燥處理管的出料口與炭化處理管的進(jìn)料口連接，炭化處理管的出料口與焙燒處理管的進(jìn)料口連接。
[0006]優(yōu)選的，所述的每個(gè)處理管內(nèi)軸方向上等間距設(shè)有三套電磁加熱裝置。
[0007]優(yōu)選的,所述的傳動裝置包括變頻電機(jī),變頻電機(jī)與減速機(jī)連接,減速機(jī)與傳動主軸連接，傳動主軸與相應(yīng)的螺旋輸送機(jī)主軸通過花鍵連接。
[0008]優(yōu)選的，所述炭化處理管的進(jìn)料口位于其下端，出料口位于其上端，焙燒處理管的進(jìn)料口為與其上端，出料口位于其下端，并與炭粉冷卻裝置連接。
[0009]優(yōu)選的，每個(gè)處理管內(nèi)螺旋輸送機(jī)的傳動裝置設(shè)置在靠近進(jìn)料口一端。
[0010] 優(yōu)選的，每個(gè)處理管上皆設(shè)有出氣口，出氣口分別通過相應(yīng)的支排氣管與主排氣管連接。
[0011]所述的電磁炭化裝置工作時(shí)，將粉碎后的生物質(zhì)原料通過進(jìn)料倉送入干燥處理管內(nèi)，干燥處理管內(nèi)的三套電磁加熱裝置分別獨(dú)立控制，使得干燥處理管內(nèi)原料溫度在80-200°C之間，保證原料從內(nèi)到外加熱至水分充分排出。原料干燥后，干燥處理管內(nèi)的螺旋輸送機(jī)在相應(yīng)的傳動裝置帶動下轉(zhuǎn)動，向下推動干燥原料從干燥處理管的出料口和炭化處理管的進(jìn)料口進(jìn)入炭化處理管內(nèi)；炭化處理管內(nèi)的三套電磁加熱裝置分別獨(dú)立控制，使得炭化處理管內(nèi)原料的溫度在250-400°C之間，此溫度下原料急劇地進(jìn)行熱分解，生成大量分解產(chǎn)物，然后炭化處理管內(nèi)的螺旋輸送機(jī)在相應(yīng)的傳動裝置帶動下轉(zhuǎn)動，向上推動炭化后原料和分解產(chǎn)物從炭化處理管的出料口和焙燒處理管的進(jìn)料口進(jìn)入焙燒處理管，焙燒處理管內(nèi)的三套電磁加熱裝置分別獨(dú)立控制，使得焙燒處理管內(nèi)的物料溫度在450-800 V，提供外部熱量使分解產(chǎn)物中生物炭進(jìn)行煅燒，排出殘留在生物炭中的揮發(fā)性物質(zhì)，提高生物炭的固定碳含量，最終，焙燒處理管內(nèi)的螺旋輸送機(jī)在相應(yīng)的傳動裝置帶動下轉(zhuǎn)動，向下推動分解產(chǎn)物中的生物炭從焙燒處理管的出料口落入炭粉冷卻裝置中，同時(shí)，將每個(gè)處理管中原料產(chǎn)生的生物可燃?xì)怏w通過支排氣管導(dǎo)入主排氣管中被處理；每個(gè)處理管的傾斜角度設(shè)置，也利于原料分解出的木焦油和木醋液等液態(tài)產(chǎn)物的回收。
[0012]根據(jù)不同原料在不同階段的炭化溫度曲線，電磁炭化裝置內(nèi)三個(gè)處理管內(nèi)的溫度被9套相互獨(dú)立操控的電磁加熱裝置控制，適應(yīng)不同物料的炭化工藝生產(chǎn)，能夠保證可燃?xì)怏w質(zhì)量純度和數(shù)量穩(wěn)定，其后續(xù)處理和使用提供保障。另外產(chǎn)生的可燃?xì)怏w可充當(dāng)焙燒處理管煅燒的原料，自給自足，節(jié)省能耗。
[0013]包括所述電磁炭化裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括上料機(jī)，上料機(jī)與所述電磁炭化裝置的進(jìn)料倉連接，電磁炭化裝置的主排氣管與除塵過濾裝置連接，除塵過濾裝置與可燃?xì)膺^濾冷卻裝置、螺旋管復(fù)合氣液分離器、引風(fēng)機(jī)和儲氣罐順次連接，所述的連接方式為管道連接。
[0014]優(yōu)選的，所述的除塵過濾裝置包括依次連接的一次除塵過濾裝置和二次除塵過濾裝直。
[0015]優(yōu)選的，所述的可燃?xì)怏w過濾冷卻裝置包括依次連接的一次氣體過濾冷卻裝置和二次氣體過濾冷卻裝置。
[0016]優(yōu)選的，所述的電磁炭化裝置的焙燒處理管上設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口與儲氣罐通過管道連接。
[0017]所述的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)工作時(shí)，上料機(jī)將粉碎后的生物質(zhì)原料通過電磁炭化裝置的進(jìn)料倉加入電磁炭化裝置內(nèi)，經(jīng)過電磁炭化裝置處理后的生物炭粉進(jìn)入炭粉冷卻裝置內(nèi)被冷卻后回收，經(jīng)過電磁炭化裝置處理后的生物可燃?xì)怏w通過主排氣管和在引風(fēng)機(jī)的作用下，依次通過一次除塵過濾裝置、二次除塵過濾裝置、一次氣體過濾冷卻裝置、二次氣體過濾冷卻裝置后進(jìn)入螺旋管復(fù)合氣液分離器中脫去大量的水分和焦油，提高純度，高純度的可燃?xì)怏w進(jìn)入儲氣罐中被人們使用或進(jìn)入電磁炭化裝置的焙燒處理管中充當(dāng)煅燒燃料。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
I)根據(jù)不同原料在不同階段的炭化溫度曲線，電磁炭化裝置內(nèi)三個(gè)處理管內(nèi)的溫度被9套相互獨(dú)立操控的電磁加熱裝置控制，適應(yīng)各種不同物料的炭化工藝所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的有效管控，能夠保證可燃?xì)怏w質(zhì)量純度和數(shù)量穩(wěn)定，為其后續(xù)的處理、使用提供保障。[0019]2)采用電磁加熱技術(shù)，徹底解決采用氣化加熱工藝時(shí)，炭化爐“點(diǎn)火冒煙”的技術(shù)瓶頸，為徹底解決環(huán)保及設(shè)備安全運(yùn)行提供有力保證；
3)生產(chǎn)效率高,采用同樣的成本投入,本發(fā)明的生物質(zhì)分解產(chǎn)物產(chǎn)量比現(xiàn)有技術(shù)增加近一倍，即經(jīng)濟(jì)效益提高近一倍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為【具體實(shí)施方式】中電磁炭化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1中電磁炭化裝置的右視圖；
圖3為【具體實(shí)施方式】中包括圖1-2所示電磁炭化裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]如圖1-3所示，一種電磁炭化裝置，所述裝置包括由上至下設(shè)置且相互平行的干燥處理管1、炭化處理管2和焙燒處理管3，每個(gè)處理管內(nèi)設(shè)有電磁加熱裝置和同軸的螺旋輸送機(jī)6，每個(gè)螺旋輸送機(jī)6的主軸與相應(yīng)的傳動裝置5連接；干燥處理管1、炭化處理管2和焙燒處理管3與水平線夾角皆為10°，干燥處理管I的上端設(shè)有進(jìn)料倉4，下端設(shè)有出料口，炭化處理管2的進(jìn)料口位于其下端，出料口位于其上端，焙燒處理管3的進(jìn)料口為與其上端，出料口位于其下端，干燥處理管I的出料口與炭化處理管2的進(jìn)料口連接，炭化處理管2的出料口與焙燒處理管3的進(jìn)料口連接，焙燒處理管3的出料口與炭粉冷卻裝置7連接，每個(gè)處理管內(nèi)軸方向上等間距設(shè)有三套電磁加熱裝置。所述的傳動裝置5包括變頻電機(jī)，變頻電機(jī)與減速機(jī)連接，減速機(jī)與傳動主軸連接，傳動主軸與相應(yīng)的螺旋輸送機(jī)6主軸通過花鍵連接。。每個(gè)處理管內(nèi)螺旋輸送機(jī)6的傳動裝置5設(shè)置在靠近進(jìn)料口一端。每個(gè)處理管上皆設(shè)有出氣口，出氣口分別通過相應(yīng)的支排氣管8與主排氣管9連接。
[0023]所述的電磁炭化裝置16工作時(shí)，將粉碎后的生物質(zhì)原料通過進(jìn)料倉4送入干燥處理管I內(nèi)，干燥處理管I內(nèi)的三套電磁加熱裝置分別獨(dú)立控制，使得干燥處理管I內(nèi)原料溫度在80-200°C之間，保證原料從內(nèi)到外加熱至水分充分排出。原料干燥后，干燥處理管I內(nèi)的螺旋輸送機(jī)6在相應(yīng)的傳動裝置5帶動下轉(zhuǎn)動，向下推動干燥原料從干燥處理管I的出料口和炭化處理管2的進(jìn)料口進(jìn)入炭化處理管2內(nèi)；炭化處理管2內(nèi)的三套電磁加熱裝置分別獨(dú)立控制，使得炭化處理管2內(nèi)原料的溫度在250-400°C之間，此溫度下原料急劇地進(jìn)行熱分解，生成大量分解產(chǎn)物，然后炭化處理管2內(nèi)的螺旋輸送機(jī)6在相應(yīng)的傳動裝置5帶動下轉(zhuǎn)動，向上推動炭化后原料和分解產(chǎn)物從炭化處理管2的出料口和焙燒處理管3的進(jìn)料口進(jìn)入焙燒處理管3，焙燒處理管3內(nèi)的三套電磁加熱裝置分別獨(dú)立控制，使得焙燒處理管3內(nèi)的物料溫度在450-800°C，提供外部熱量使分解產(chǎn)物中生物炭進(jìn)行煅燒，排出殘留在生物炭中的揮發(fā)性物質(zhì)，提高生物炭的固定碳含量，最終，焙燒處理管3內(nèi)的螺旋輸送機(jī)6在相應(yīng)的傳動裝置5帶動下轉(zhuǎn)動，向下推動分解產(chǎn)物中的生物炭從焙燒處理管3的出料口落入炭粉冷卻裝置7中，同時(shí)，將每個(gè)處理管中原料產(chǎn)生的生物可燃?xì)怏w通過支排氣管8導(dǎo)入主排氣管9中被處理；每個(gè)處理管的傾斜角度設(shè)置，也利于原料分解出的木焦油和木醋液等液態(tài)產(chǎn)物的回收。
[0024]根據(jù)不同原料在不同階段的炭化溫度曲線，電磁炭化裝置16內(nèi)三個(gè)處理管內(nèi)的溫度被9套相互獨(dú)立操控的電磁加熱裝置控制，適應(yīng)不同物料的炭化工藝生產(chǎn)，能夠保證可燃?xì)怏w質(zhì)量純度和數(shù)量穩(wěn)定，其后續(xù)處理和使用提供保障。另外產(chǎn)生的可燃?xì)怏w可充當(dāng)焙燒處理管煅燒的原料，自給自足，節(jié)省能耗。
[0025]包括所述電磁炭化裝置16的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括上料機(jī)10，上料機(jī)10與所述電磁炭化裝置16的進(jìn)料倉4連接，電磁炭化裝置16的主排氣管9與除塵過濾裝置連接11，除塵過濾裝置11與可燃?xì)膺^濾冷卻裝置12、螺旋管復(fù)合氣液分離器13、引風(fēng)機(jī)14和儲氣罐15順次連接，所述的連接方式為管道連接，除塵過濾裝置11包括依次連接的一次除塵過濾裝置和二次除塵過濾裝置；可燃?xì)怏w過濾冷卻裝置12包括依次連接的一次氣體過濾冷卻裝置和二次氣體過濾冷卻裝置，電磁炭化裝置16的焙燒處理管3上設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口與儲氣罐15通過管道連接。
[0026]所述的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)工作時(shí)，上料機(jī)10將粉碎后的生物質(zhì)原料通過電磁炭化裝置16的進(jìn)料倉4加入電磁炭化裝置16內(nèi)，經(jīng)過電磁炭化裝置16處理后的生物炭粉進(jìn)入炭粉冷卻裝置7內(nèi)被冷卻后回收，經(jīng)過電磁炭化裝置16處理后的生物可燃?xì)怏w通過主排氣管9和在引風(fēng)機(jī)的14的 作用下，依次通過一次除塵過濾裝置、二次除塵過濾裝置、一次氣體過濾冷卻裝置、二次氣體過濾冷卻裝置后進(jìn)入螺旋管復(fù)合氣液分離器13中脫去大量的水分和焦油，提高純度，高純度的可燃?xì)怏w進(jìn)入儲氣罐15中被人們使用或進(jìn)入電磁炭化裝置16的焙燒處理管3中充當(dāng)煅燒燃料。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁炭化裝置，其特征在于，所述裝置包括由上至下設(shè)置且相互平行的干燥處理管、炭化處理管和焙燒處理管，每個(gè)處理管內(nèi)設(shè)有電磁加熱裝置和同軸的螺旋輸送機(jī)，每個(gè)螺旋輸送機(jī)的主軸與相應(yīng)的傳動裝置連接；干燥處理管、炭化處理管和焙燒處理管與水平線夾角皆為5° -10°，干燥處理管的上端設(shè)有進(jìn)料倉，下端設(shè)有出料口，干燥處理管的出料口與炭化處理管的進(jìn)料口連接，炭化處理管的出料口與焙燒處理管的進(jìn)料口連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電磁炭化裝置，其特征在于，所述的每個(gè)處理管內(nèi)軸方向上等間距設(shè)有三套電磁加熱裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電磁炭化裝置，其特征在于，所述的傳動裝置包括變頻電機(jī)，變頻電機(jī)與減速機(jī)連接，減速機(jī)與傳動主軸連接，傳動主軸與相應(yīng)的螺旋輸送機(jī)主軸通過花鍵連接。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電磁炭化裝置，其特征在于，所述炭化處理管的進(jìn)料口位于其下端，出料口位于其上端，焙燒處理管的進(jìn)料口為與其上端，出料口位于其下端，并與炭粉冷卻裝置連接。
5.如權(quán)利要求4所述的一種電磁炭化裝置，其特征在于，每個(gè)處理管內(nèi)螺旋輸送機(jī)的傳動裝置設(shè)置在靠近進(jìn)料口一端。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電磁炭化裝置，其特征在于，每個(gè)處理管上皆設(shè)有出氣口，出氣口分別通過相應(yīng)的支排氣管與主排氣管連接。
7.包括權(quán)利要求1-6任一所述電磁炭化裝置的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括上料機(jī)，上料機(jī)與所述電磁炭化裝置的進(jìn)料倉連接，電磁炭化裝置的主排氣管與除塵過濾裝置連接，除塵過濾裝置與可燃?xì)膺^濾冷卻裝置、螺旋管復(fù)合氣液分離器、引風(fēng)機(jī)和儲氣罐順次連接，所述的連接方式為管道連接。
8.如權(quán)利要求7所述的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)，其特征在于，所述的除塵過濾裝置包括依次連接的一次除塵過濾裝置和二次除塵過濾裝置。
9.如權(quán)利要求7所述的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)，其特征在于，所述的可燃?xì)怏w過濾冷卻裝置包括依次連接的一次氣體過濾冷卻裝置和二次氣體過濾冷卻裝置。
10.如權(quán)利要求7所述的生物質(zhì)炭化系統(tǒng)，其特征在于，所述的電磁炭化裝置的焙燒處理管上設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣口與儲氣罐通過管道連接。
【文檔編號】C10B47/44GK103952163SQ201410199975
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】王建安, 楊丁元, 申洪濤, 劉國順, 張洪映, 劉曉琰 申請人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)