該發(fā)明涉及一種炭化設(shè)備，特別是涉及一種生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的生物質(zhì)連續(xù)炭化設(shè)備技術(shù)一般為簡(jiǎn)單的外加熱滾筒式連續(xù)碳化設(shè)備，從外觀形式上分為多層小型滾筒管道重疊形式和滾筒回轉(zhuǎn)型式兩種，其生產(chǎn)技術(shù)目的相同，理念都是輸送機(jī)上料，通過(guò)外部輔助燃料燃燒對(duì)單層鋼板構(gòu)成自旋轉(zhuǎn)滾筒筒體進(jìn)行加熱，利用滾筒筒體鋼材的熱傳導(dǎo)輻射熱量對(duì)滾筒筒體內(nèi)的生物質(zhì)原材料進(jìn)行加熱碳化，需要大量外部輔助熱能進(jìn)行加熱，其配置的氣化爐需將大量生物質(zhì)材料進(jìn)行不充分燃燒的造氣反應(yīng)過(guò)程，存在消耗燃料成本過(guò)高、浪費(fèi)大量碳化可用資源的缺點(diǎn)，也容易出現(xiàn)碳化不到位的情況，再次燃燒時(shí)會(huì)有煙。外加熱滾筒式連續(xù)碳化裝置一般配置有氣化爐、單層主滾筒、簡(jiǎn)易的煙氣凈化設(shè)備構(gòu)成，設(shè)計(jì)不合理，機(jī)械裝置過(guò)多，很容易發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)方面的機(jī)械故障，屬于維護(hù)成本較高、產(chǎn)能及產(chǎn)品質(zhì)量低的技術(shù)，從而無(wú)法在市場(chǎng)上全面推廣。

傳統(tǒng)連續(xù)碳化設(shè)備同時(shí)還具有以下有待改進(jìn)的地方，單層炭化滾筒筒體在滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下加熱后會(huì)產(chǎn)生物理扭曲變形，從而導(dǎo)致鋼板構(gòu)成的滾筒主體不同心，進(jìn)而致使該設(shè)備維修率高、使用壽命短，甚至危及操作人員人身安全。依靠鋼板為媒介進(jìn)行熱傳導(dǎo)，大量可用熱能量無(wú)法充分利用于實(shí)際碳化吸熱反應(yīng)，熱能或被熱傳導(dǎo)媒介吸收、或在未被媒介吸收前直接散失。鋼材最高軟化臨界溫度500℃，所以滾筒外壁燃燒加熱不宜過(guò)高，導(dǎo)致筒體內(nèi)最高碳化可用溫度不超過(guò)400℃，該最高臨界溫度無(wú)法對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行充分高溫碳化，因而無(wú)法制得高質(zhì)量炭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)連續(xù)碳化設(shè)備存在諸多不足的問(wèn)題，提供一種炭化質(zhì)量較高的生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備：含有進(jìn)料裝置、炭化滾筒、催化裝置、緩沖裝置、出料冷卻裝置、煙氣凈化裝置和底座，其中炭化滾筒傾斜布置在底座上，炭化滾筒從進(jìn)料口至出料口依次分為干燥區(qū)、熱解區(qū)和炭化區(qū)，其中干燥區(qū)端通過(guò)密封裝置套接進(jìn)料裝置的出料口，干燥區(qū)端通過(guò)管道固定連接煙氣凈化裝置，炭化區(qū)的出料口通過(guò)密封裝置套接在緩沖裝置的進(jìn)料口處，緩沖裝置的出料口固定連接在出料冷卻裝置的進(jìn)料口處，緩沖裝置的一側(cè)固定連接有催化裝置的加熱噴嘴，炭化滾筒進(jìn)料口的垂直高度高于出料口，炭化滾筒的內(nèi)壁固定嵌有耐火保溫層，炭化滾筒的內(nèi)壁徑向固定有攪拌翅。

優(yōu)選地，所述催化裝置含有風(fēng)機(jī)、風(fēng)箱、料斗、混料控制裝置、混料倉(cāng)和噴嘴，其中風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口固定接入風(fēng)箱，風(fēng)箱的出風(fēng)口固定接入混料倉(cāng)，料斗內(nèi)的原料通過(guò)混料控制裝置被送入混料倉(cāng)中，混料倉(cāng)內(nèi)固定設(shè)有燃燒器，混料倉(cāng)通過(guò)噴嘴固定接入緩沖裝置內(nèi)。

優(yōu)選地，所述進(jìn)料裝置將原料送到炭化滾筒的進(jìn)料口，炭化滾筒內(nèi)壁上的攪拌翅將原料由炭化滾筒進(jìn)料口傳輸至炭化滾筒出料口，煙氣凈化裝置將炭化過(guò)程產(chǎn)生的氣體從炭化滾筒的出料口吸向進(jìn)料口，進(jìn)料裝置為斗式提升機(jī)或帶式輸送機(jī)。

優(yōu)選地，所述密封裝置為多層環(huán)狀的密封片互相貼合連接，密封片含有多個(gè)密封鱗片。

優(yōu)選地，所述耐火保溫層含有髙鋁耐火磚層和納米保溫層。

優(yōu)選地，所述攪拌翅為扇形，其傾斜固定在炭化滾筒的內(nèi)壁上。

優(yōu)選地，所述煙氣凈化裝置的出口固定連接有排氣管道或氣體收集裝置。

優(yōu)選地，所述出料冷卻裝置含有冷卻水箱和出料管，冷卻水箱含有進(jìn)水口和出水口，冷卻水箱內(nèi)部折回貫穿有多排出料管，多排出料管之間首尾相貫通，單排出料管的兩個(gè)端蓋的中心部分套結(jié)有攪拌軸，攪拌軸上固定套結(jié)有螺旋狀的攪拌葉片，其中攪拌軸位于出料管外部的一端固定連接有皮帶輪，皮帶輪通過(guò)皮帶、出料電機(jī)皮帶輪和出料電機(jī)的輸出軸相連接，相鄰兩個(gè)出料管外部的皮帶輪之間通過(guò)皮帶彼此連接。

優(yōu)選地，所述炭化滾筒的筒壁上設(shè)有測(cè)溫孔、測(cè)壓孔和觀察孔。

優(yōu)選地，所述炭化滾筒的中軸線和底座之間的夾角為α，其中5°≤α≤40°。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備具有以下優(yōu)點(diǎn)：本設(shè)備排除了所有外加熱式連續(xù)碳化裝置在現(xiàn)行技術(shù)存在的缺點(diǎn)，并有效地針對(duì)進(jìn)行了技術(shù)改良，改進(jìn)后在以下幾個(gè)實(shí)際運(yùn)行中方面得到技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分體現(xiàn)：

1、炭化滾筒筒體內(nèi)部采用了雙層耐火保溫材料及納米保溫材料，筒體外部鋼板不會(huì)因在運(yùn)動(dòng)工作狀態(tài)下吸收大量熱量而產(chǎn)生變形和外部鋼鐵質(zhì)部件受熱損壞，更不存在因筒體扭曲變形和部件損壞產(chǎn)生的安全隱患。

2、本發(fā)明內(nèi)部熱能量利用率高，加之保溫材料熱傳導(dǎo)系數(shù)低，炭化滾筒筒體外部不存在大量熱能散失，設(shè)備的保溫效果得到很大提升，熱效率高，爐內(nèi)溫度可達(dá)600-1000℃，解決了外加熱滾筒式連續(xù)炭化設(shè)備炭化溫度低的缺點(diǎn)，采用扇形耐高溫推進(jìn)裝置勻速推進(jìn)，使炭成品質(zhì)量、密度、發(fā)熱值有了很大幅度的提高；使木炭粉的質(zhì)量達(dá)到了中、高溫炭的標(biāo)準(zhǔn)。

3、節(jié)省燃料，不需要原有外加熱連續(xù)碳化設(shè)備中配置的氣化爐，碳化所需熱能依靠生物質(zhì)原料自身燃燒反應(yīng)加熱，徹底改變了之前行業(yè)內(nèi)連續(xù)碳化技術(shù)需要輔助熱能及燃料的現(xiàn)狀。

4、本發(fā)明第一道煙氣凈化采用水霧化吸附并過(guò)濾，第二道采用循環(huán)水冷空氣使煙氣體液化，第三道采用濾料對(duì)剩余煙氣混合物進(jìn)行吸附和細(xì)致過(guò)濾，多級(jí)凈化系統(tǒng)的凈化先進(jìn)，環(huán)保性和凈化效果提高50%；解決了炭化設(shè)備工作時(shí)污染大的問(wèn)題。

5、本發(fā)明中接觸高溫的炭化滾筒，其內(nèi)部均采用雙層耐溫1400℃的耐火保溫材料，對(duì)設(shè)備本身影響較小，所有設(shè)備的使用壽命明顯提高，解決了外加熱滾筒式連續(xù)炭化設(shè)備工作不耐用，維修率高的缺點(diǎn)。

6、炭化方式從原來(lái)的干餾炭化改為缺氧自燃煅燒炭化，使炭化的溫度最高可達(dá)1000℃左右，使碳粉的含炭量和發(fā)熱值達(dá)到高溫炭的標(biāo)準(zhǔn)，屬于生物質(zhì)高溫炭化設(shè)備。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備圖1中a-a’的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備中攪拌翅的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備中攪拌翅的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備中出料冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備中催化裝置的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

附圖說(shuō)明中標(biāo)號(hào)1是進(jìn)料裝置，2是炭化滾筒，3是催化裝置，4是緩沖裝置，5是出料冷卻裝置，6是煙氣凈化裝置，7是底座，8是納米保溫層，9是髙鋁耐火磚層，10是攪拌翅，11是進(jìn)料口，12是冷卻水箱，13是出水管，14是出料口，15是進(jìn)水管，16是風(fēng)機(jī)，17是混料控制裝置，18是料斗，19是混料倉(cāng)，20是噴嘴，21是風(fēng)箱。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明生物質(zhì)連續(xù)式高溫炭化設(shè)備作進(jìn)一步說(shuō)明：：生物質(zhì)連續(xù)式碳化設(shè)備是將木片、優(yōu)質(zhì)煤、無(wú)煙煤、果殼、椰殼、木屑、竹屑、花生殼、稻殼、棉花稈、麻桿等顆粒狀物質(zhì)在炭化滾筒2內(nèi)，保持500-1000℃左右高溫條件下進(jìn)行干餾碳化和煉燒，從而得到體積密度大、無(wú)煙、無(wú)毒、無(wú)味炭粉、炭片的可連續(xù)生產(chǎn)型碳化設(shè)備。本發(fā)明把生物質(zhì)原料在主體內(nèi)高溫狀態(tài)下，進(jìn)行連續(xù)性碳化生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備，屬于熱工碳化技術(shù)領(lǐng)域，并可用于活性炭、有機(jī)肥及各種炭粉等原料的加工。

連續(xù)式木片炭化設(shè)備的工藝流程是：原料→上料→原料初炭化→原料炭化成炭粉→炭粉煅燒→冷卻出料→煙氣凈化后環(huán)保排出。

本發(fā)明的工作流程是，先用催化裝置3對(duì)生物質(zhì)原料進(jìn)行加熱催化，當(dāng)炭化滾筒2內(nèi)部達(dá)到高溫炭化條件時(shí)，停止催化；爐內(nèi)從此不需要其他任何耗能，炭化滾筒2內(nèi)所需能量是靠被炭化原料在缺氧自燃條件下炭化產(chǎn)生的；進(jìn)料系統(tǒng)同時(shí)開(kāi)始勻速進(jìn)料進(jìn)行炭化，炭化好的炭粉經(jīng)過(guò)出料冷卻裝置5送出，產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過(guò)煙氣凈化裝置6凈化后排出或再利用。

如圖所示，本實(shí)施例中含有進(jìn)料裝置1、炭化滾筒2、催化裝置3、緩沖裝置4、出料冷卻裝置5、煙氣凈化裝置6和底座7，其中炭化滾筒2傾斜布置在底座7上，炭化滾筒2從進(jìn)料口11至出料口14依次分為干燥區(qū)、熱解區(qū)和炭化區(qū)，其中干燥區(qū)端通過(guò)密封裝置套接進(jìn)料裝置1的出料口14，干燥區(qū)端通過(guò)管道固定連接煙氣凈化裝置6，炭化區(qū)的出料口14通過(guò)密封裝置套接在緩沖裝置4的進(jìn)料口11處，緩沖裝置4的出料口14固定連接在出料冷卻裝置5的進(jìn)料口11處，緩沖裝置4的一側(cè)固定連接有催化裝置3的加熱噴嘴20，炭化滾筒2進(jìn)料口11的垂直高度高于出料口14，炭化滾筒2的內(nèi)壁固定嵌有耐火保溫層，炭化滾筒2的內(nèi)壁徑向固定有攪拌翅10。

所述催化裝置3含有風(fēng)機(jī)16、風(fēng)箱21、料斗18、混料控制裝置17、混料倉(cāng)19和噴嘴20，其中風(fēng)機(jī)16的進(jìn)風(fēng)口固定接入風(fēng)箱21，風(fēng)箱21的出風(fēng)口固定接入混料倉(cāng)19，料斗18內(nèi)的原料通過(guò)混料控制裝置17被送入混料倉(cāng)19中，混料倉(cāng)19內(nèi)固定設(shè)有燃燒器，混料倉(cāng)19通過(guò)噴嘴20固定接入緩沖裝置4內(nèi)。

所述進(jìn)料裝置1將原料送到炭化滾筒2的進(jìn)料口11，炭化滾筒2內(nèi)壁上的攪拌翅10將原料由炭化滾筒2進(jìn)料口11傳輸至炭化滾筒2出料口14，煙氣凈化裝置6將炭化過(guò)程產(chǎn)生的氣體從炭化滾筒2的出料口14吸向進(jìn)料口11，進(jìn)料裝置1為斗式提升機(jī)或帶式輸送機(jī)。

所述密封裝置為多層環(huán)狀的密封片互相貼合連接，密封片含有多個(gè)密封鱗片。

所述耐火保溫層含有髙鋁耐火磚層9和納米保溫層8，耐火保溫層燒結(jié)時(shí)結(jié)合多種化工原料，使燒結(jié)后的其保溫系數(shù)和堅(jiān)固性都有增加。炭化時(shí)炭化滾筒2內(nèi)部維持在800℃左右，滾筒表皮只有50以下，滾筒外部不需要保溫，或者使用一般級(jí)別的保溫材料。

所述攪拌翅10為扇形，其傾斜固定在炭化滾筒2的內(nèi)壁上。

所述煙氣凈化裝置6的出口固定連接有排氣管道或氣體收集裝置，氣體收集后可用于其他需要熱源的設(shè)備。

所述出料冷卻裝置5含有冷卻水箱12和出料管，冷卻水箱12含有進(jìn)水口和出水口，其中進(jìn)水口位于冷卻水箱12的底部，內(nèi)部水流循環(huán)流動(dòng)，冷卻水箱12內(nèi)部折回貫穿有多排出料管，多排出料管之間首尾相貫通，單排出料管的兩個(gè)端蓋的中心部分套結(jié)有攪拌軸，攪拌軸上固定套結(jié)有螺旋狀的攪拌葉片，其中攪拌軸位于出料管外部的一端固定連接有皮帶輪，皮帶輪通過(guò)皮帶、出料電機(jī)皮帶輪和出料電機(jī)的輸出軸相連接，相鄰兩個(gè)出料管外部的皮帶輪之間通過(guò)皮帶彼此連接。

所述炭化滾筒2的筒壁上設(shè)有測(cè)溫孔、測(cè)壓孔和觀察孔。

所述炭化滾筒2的中軸線和底座7之間的夾角為α，其中5°≤α≤40°。