本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)熱解氣化、生物質(zhì)炭制備裝置，特別涉及一種煙梗熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

世界煙草產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了多年的風(fēng)雨發(fā)展后，已成為一個(gè)非常龐大的產(chǎn)業(yè)。到目前為止，全球共有125多個(gè)國(guó)家進(jìn)行煙草種植，超過120多個(gè)國(guó)家進(jìn)行卷煙生產(chǎn)。全球煙葉種植面積達(dá)到400多萬公頃，煙葉年生產(chǎn)總量約1000萬噸左右。主要的生產(chǎn)國(guó)家有中國(guó)、美國(guó)、巴西、印度等國(guó)。我國(guó)煙草植物的種植面積和產(chǎn)量均居世界首位，煙草種植與產(chǎn)品加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用,煙草在我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品收入中，僅次于稻、麥、棉花、大豆、玉米，居第六位。目前國(guó)內(nèi)外種植的煙草主要用作卷煙。作為煙草生產(chǎn)大國(guó)，我國(guó)每年煙葉產(chǎn)量450至500萬噸。如云南作為煙草大省,每年烤煙產(chǎn)量中約有30％至35％屬干無法進(jìn)行卷煙加工的低等或等外級(jí)煙葉未能得到合理利用，各卷煙企業(yè)也積存有大量的煙末，還有大量的上部煙葉、煙花和煙草秸稈等煙草廢棄物，估計(jì)每年煙草廢棄物的數(shù)量約120萬噸以上。每年都有大量的廢次煙葉、煙梗等下腳料被燒掉，這樣不僅浪費(fèi)資源，而且造成環(huán)境嚴(yán)重污染。

長(zhǎng)期以來，煙草廢棄物造成了大量的煙草資源浪費(fèi)以及環(huán)境壓力，傳統(tǒng)煙草廢棄物主要處置方式為：直接曬干焚燒、直接回填到農(nóng)田，僅有非常少的原料被用于醫(yī)藥中間體制造以及農(nóng)藥生產(chǎn)等，如表所示。這些粗放的處理方式除了浪費(fèi)了大量有效煙草資源，破壞了生態(tài)環(huán)境外，不但沒有為煙農(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入帶來顯著改善，反而還造成了煙草生態(tài)種植環(huán)境朝著破壞-生產(chǎn)-破壞的惡性循環(huán)發(fā)展，同時(shí)還使得不法分子有機(jī)可乘利用劣質(zhì)煙葉原料進(jìn)行假煙制造。因此，如何合理、高效地利用煙草廢棄物資源，為煙草產(chǎn)業(yè)及其他行業(yè)提供具有高利用性及創(chuàng)新性的綜合研發(fā)技術(shù)和產(chǎn)品，形成煙草產(chǎn)業(yè)完整的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，達(dá)到節(jié)約和高效循環(huán)利用資源的目的，促進(jìn)煙草種植農(nóng)業(yè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)和諧穩(wěn)定，已成為擺在中國(guó)煙草產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展面前的一項(xiàng)迫切而艱巨的任務(wù)。

煙草行業(yè)的復(fù)烤廠(公司)是煙草產(chǎn)業(yè)鏈上的重要環(huán)節(jié)，加工過程中產(chǎn)生的煙梗等占原料的25-30％，煙梗等煙草廢棄物都被納入煙草專賣管理范疇。但目前國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)還沒有研究出煙梗廢棄物的環(huán)保處理比較有效的方法。隨著生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的持續(xù)發(fā)展，煙梗廢棄物不斷增加，傳統(tǒng)的無效填埋、焚燒等方法的處理能力極其有限，大量的煙梗廢棄物占用庫存，存在著專賣、環(huán)保、物流和安全等方面的隱患。針對(duì)該煙草行業(yè)庫囤的煙梗等廢料，實(shí)施煙梗廢棄物再利用項(xiàng)目，既符合國(guó)家的能源、環(huán)保和產(chǎn)業(yè)政策，又能節(jié)能降耗，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，研究煙草廢棄煙梗再利用方案無疑是迫在眉睫的課題。

本實(shí)用新型的目的是解決上述問題，提供了一種能夠無害化處置煙草廢棄物、制備生物質(zhì)炭的設(shè)備和處理工藝，可以得到碳含量在80％以上具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的煙梗炭。將煙梗通過熱解過程轉(zhuǎn)變?yōu)闊煿Ｌ靠梢詼p少農(nóng)業(yè)廢棄物對(duì)環(huán)境的污染，還可以以可再生能源替代不可再生能源。生物質(zhì)炭通過碳負(fù)效應(yīng)可以近乎永久性地將大氣中的碳固定起來，添加到土壤中的生物質(zhì)炭不易被微生物分解，被認(rèn)為是一種對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)中的CO₂起到長(zhǎng)期的碳匯作用的新方法。因此，近幾年來生物質(zhì)炭被學(xué)術(shù)界、企業(yè)和政府部門廣泛關(guān)注。將生物質(zhì)炭用作土壤改良劑，可以對(duì)土壤產(chǎn)生很多有益的作用，它可以改善土壤的物理性質(zhì)、增強(qiáng)土壤的保水能力、促進(jìn)土壤微生物種群的發(fā)展和增強(qiáng)微生物的活性、減少土壤養(yǎng)分的淋失、促進(jìn)養(yǎng)分的循環(huán)，并且可以增加土壤有機(jī)碳的含量，從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。生物質(zhì)炭表面帶有負(fù)電荷，具有較高的CEC(土壤陽離子交換量)，可以提高土壤對(duì)養(yǎng)分離子鈣、鉀、鎂和NH4+等的吸持能力，提高土壤的肥力。

煙梗炭的另一個(gè)重要特征是具有較高的pH值，一般呈堿性，因此可以用于酸性土壤的改良。由于煙梗炭比較穩(wěn)定，用煙梗炭中和土壤酸度可以克服直接施用農(nóng)作物秸稈存在的不足。煙梗炭還是一種優(yōu)質(zhì)的活性炭原料，可用來生產(chǎn)具有高品質(zhì)的活性炭，具有廣泛的用途。

煙梗原料具有受熱會(huì)發(fā)生劇烈膨脹的特性，膨脹率可達(dá)原體積的3至5倍。申請(qǐng)人另一專利：生物質(zhì)燃?xì)狻⑸镔|(zhì)制備系統(tǒng)公開的熱解反應(yīng)器，為水平結(jié)構(gòu)，反應(yīng)空間有限，容易發(fā)生進(jìn)料堵塞現(xiàn)象。熱解反應(yīng)裝置的進(jìn)料方式為由上向下進(jìn)料，存在煙梗熱解氣由進(jìn)料通道向外泄露等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是：解決現(xiàn)有技術(shù)中熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)用于煙梗原料時(shí)存在的問題，提供一種煙梗熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是：一種煙梗熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)，包括進(jìn)料單元、熱解反應(yīng)單元、出料單元、以及熱解反應(yīng)控制系統(tǒng)，所述進(jìn)料單元包括進(jìn)料倉、旋轉(zhuǎn)進(jìn)料裝置；所述熱解反應(yīng)單元包括熱解反應(yīng)本體、生物質(zhì)炭出料口、生物質(zhì)燃?xì)獬隹?，熱解反?yīng)本體內(nèi)設(shè)有螺旋推進(jìn)裝置，送風(fēng)裝置；所述出料單元具有螺旋出料裝置，所述熱解反應(yīng)本體為具有金屬外殼的長(zhǎng)方形腔體，該腔體前端高出、隆起；

所述旋轉(zhuǎn)進(jìn)料裝置連接到與熱解反應(yīng)本體內(nèi)，并且旋轉(zhuǎn)進(jìn)料裝置與熱解反應(yīng)本體成一定夾角，使得熱解反應(yīng)本體的進(jìn)料方式為由下向上進(jìn)料；

本發(fā)明所述煙梗熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)，優(yōu)選熱解反應(yīng)本體為前、中、后三段高度不同的貫通腔體，前、后兩段為方形腔體，且前段腔體的高度大于后段腔體的高度，中間段為連接前、后兩段，且高度逐漸降低的過渡段腔體，所述前段腔體即連接進(jìn)料單元一側(cè)的腔體，所述后段腔體即連接出料單元一側(cè)的腔體。更優(yōu)選前段腔體高于后段腔體二分之一高度。

本實(shí)用新型在熱解反應(yīng)本體前段腔體內(nèi)殼的頂部安裝有擋料板，熱解反應(yīng)本體內(nèi)殼頂部有氣體混合裝置。所述氣體混合裝置為數(shù)片相鄰設(shè)置的熱風(fēng)擋板，優(yōu)選三片，每?jī)善瑩醢逯g有空隙。

本實(shí)用新型生物質(zhì)燃?xì)獬隹谔幒蜕镔|(zhì)炭出料口內(nèi)部分別安裝電加熱溫度控制的電爐絲。

本實(shí)用新型所述螺旋出料裝置末端連接有出炭旋轉(zhuǎn)閥。

本實(shí)用新型處理的煙梗原料具有受熱會(huì)發(fā)生劇烈膨脹的特性，膨脹率可達(dá)原體積的3至5倍。水平結(jié)構(gòu)的熱解反應(yīng)器，反應(yīng)空間有限，容易發(fā)生進(jìn)料堵塞現(xiàn)象。本實(shí)用新型公開的熱解反應(yīng)器上腔體為中間隆起結(jié)構(gòu)，具有一定向上傾斜角度的斜坡，增加了反應(yīng)的空間，減少了煙梗進(jìn)料時(shí)的堵塞情況。本實(shí)用新型將原專利的螺旋進(jìn)料裝置由上方進(jìn)料改進(jìn)為下方進(jìn)料，螺旋進(jìn)料裝置與熱解反應(yīng)器本體有一定夾角，這種改進(jìn)有利于增加系統(tǒng)的氣密性，并降低煙梗在進(jìn)料過程中提前受熱膨脹。

本實(shí)用新型所述的煙梗熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)，設(shè)置了可自由調(diào)節(jié)高度的擋料板，可調(diào)節(jié)熱解反應(yīng)器中的料層高度，有利于控制熱解反應(yīng)的強(qiáng)度；設(shè)置了破焦裝置，可防止煙梗因膨脹而發(fā)生“結(jié)焦”。

本實(shí)用新型所述的煙梗熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)在出炭單元設(shè)置了旋轉(zhuǎn)閥，可以增加熱解反應(yīng)器的氣密性，減少熱解反應(yīng)器“冒煙”現(xiàn)象，并且更有利于熱解反應(yīng)器的溫度控制。

本實(shí)用新型所述的煙梗熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)，所述隔熱層為輕質(zhì)的耐高溫耐腐蝕隔熱材料。

本實(shí)用新型具有積極的效果：一、增加了反應(yīng)空間、減少了煙梗因膨脹而發(fā)生的進(jìn)料堵塞現(xiàn)象；二、由下向上的進(jìn)料方式，避免了在進(jìn)料過程中，煙梗熱解氣由進(jìn)料通道向外泄露，并且減少了熱量向螺旋進(jìn)料裝置中的煙梗傳遞?？蓽p小煙梗在進(jìn)料過程中的膨脹，降低螺旋進(jìn)料裝置因膨脹而葉片卡死的可能性；三、增加了擋料板和破焦裝置，可精確控制熱解反應(yīng)器中的料層高度，徹底解決進(jìn)料堵塞現(xiàn)象；四、在出炭單元設(shè)置了旋轉(zhuǎn)閥，增加了熱解反應(yīng)器的氣密性。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型熱解反應(yīng)單元的剖切示意圖。

其中，進(jìn)料單元1：進(jìn)料倉11、螺旋進(jìn)料裝置12；

熱解反應(yīng)單元2：熱解反應(yīng)本體21、螺旋推進(jìn)裝置22、送風(fēng)裝置23、熱風(fēng)夾套24、生物質(zhì)炭出料口25、生物質(zhì)燃?xì)獬隹?6、接口27、隔熱層28、破焦裝置29；

出料單元3：水冷套31、螺旋出料裝置32、出炭旋轉(zhuǎn)閥33；

熱解反應(yīng)控制系統(tǒng)4：螺旋推進(jìn)調(diào)速器41、送風(fēng)控制閥42、擋料板43、氣體混合裝置44。

具體實(shí)施方式

(實(shí)施例1)

見圖1，圖2，本實(shí)用新型煙梗熱解氣化、生物質(zhì)炭制備系統(tǒng)具有熱解反應(yīng)本體21，為具有金屬外殼、有隆起的長(zhǎng)方形腔體，分為前、中、后三段高度不同的貫通腔體，前、后兩段為方形腔體，且前段腔體的高度大于后段腔體的高度，中間段為連接前、后兩段，且高度逐漸降低的過渡段腔體，分為上下可分離的兩部分；接口27在腔體的末端下部，熱解反應(yīng)本體21前端連接螺旋進(jìn)料裝置12，有兩個(gè)出料口，分別為上方的生物質(zhì)燃?xì)獬隹?6和下方的生物質(zhì)炭出料口25；進(jìn)料倉11與螺旋進(jìn)料裝置12連接；生物質(zhì)炭出料口25與螺旋出料裝置32連接；熱解反應(yīng)本體21底部裝有雙螺旋結(jié)構(gòu)螺旋推進(jìn)裝置22，螺旋葉片為帶式、且有橫向耙齒，耙齒在高溫區(qū)數(shù)量減少，螺旋軸內(nèi)有熱風(fēng)通過，且熱解反應(yīng)本體21底部裝有送風(fēng)裝置23；在熱解反應(yīng)本體21底部有多孔箱，其孔為疏密間隔的，熱風(fēng)通過管道，經(jīng)過送風(fēng)控制閥42從多孔箱體中通入熱解反應(yīng)本體21內(nèi)；熱解反應(yīng)本體21前段內(nèi)殼的頂部安裝擋料板43，控制熱解器中的料層高度；熱解反應(yīng)本體21前段安裝了破焦裝置29，防止煙梗結(jié)焦；螺旋推進(jìn)調(diào)速器41是安裝在螺旋推進(jìn)裝置22前端的變頻調(diào)速器；熱解反應(yīng)本體21內(nèi)殼頂部有氣體混合裝置44，其為3片相鄰設(shè)置的熱風(fēng)擋板，2片擋板之間有一段空隙，燃?xì)庠诳障吨信鲎不旌?。生物質(zhì)燃?xì)獬隹?6處和生物質(zhì)炭出料口25內(nèi)部周圍分別安裝電加熱溫度控制的電爐絲，其作用為防止焦油結(jié)焦的裝置，熱解反應(yīng)本體21外部有熱風(fēng)夾套24，內(nèi)部，除腔體底部外其他3個(gè)面均安裝有耐高溫隔熱層28，熱風(fēng)夾套24內(nèi)部導(dǎo)熱設(shè)施為熱風(fēng)導(dǎo)向葉片，加強(qiáng)傳熱設(shè)施為傳熱筋片，螺旋出料裝置32外部裝有水冷套31，螺旋出料裝置32另一端與出炭旋轉(zhuǎn)閥33相連接。出炭旋轉(zhuǎn)閥33可保證熱解反應(yīng)器的密封性，防止多余的空氣漏入熱解反應(yīng)器，并防止煙梗熱解氣通過出料單元排除。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。