專利名稱：一種適合細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化轉(zhuǎn)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及生物質(zhì)材料的干餾炭化設(shè)備，尤其是適用于細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化轉(zhuǎn)爐。二背景技術(shù)：
生產(chǎn)活性炭的方法有兩種，一種是物理活化法，如以水蒸汽為活化劑的活化法；一種是化學(xué)活化法，如以磷酸為活化劑的活化法。物理活化法生產(chǎn)活性炭的最大優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝對(duì)環(huán)境的影響很小，除在局部產(chǎn)生少量的粉塵外，對(duì)大氣和水體環(huán)境的影響很小。物理活化法生產(chǎn)活性炭需要經(jīng)過原料的炭化和活化這兩個(gè)主要工序，炭化就是生物質(zhì)原料或含碳原料在高溫下干餾熱解制成炭的過程。用物理活化法生產(chǎn)活性炭的原料主要是煤和生物質(zhì)原料如木材、果核殼等，在北方以煤為主，在南方以生物質(zhì)原料為主。隨著生態(tài)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，木材的砍伐量受到限制，目前在我國(guó)已經(jīng)很少用木材作原料生產(chǎn)活性炭，取而代之的是用木材加工剩余物為原料生產(chǎn)活性炭的較多，如用木屑為原料，物理法流態(tài)化活化爐生產(chǎn)活性炭，其產(chǎn)品質(zhì)量較好。用該工藝生產(chǎn)活性炭，首先要將木屑炭化制成木屑炭， 然后，木屑炭在流態(tài)化爐中進(jìn)行高溫活化。由于木屑的顆粒較細(xì)，透氣性較差，同時(shí)，木屑的導(dǎo)熱系數(shù)較小，傳熱性能較差，再者就是木屑在于餾中產(chǎn)生焦油會(huì)使物料相互粘結(jié)成塊，適用于顆粒或塊狀物料的自燃式移動(dòng)床炭化爐，將不適合用于木屑的炭化，到目前，還沒有較好的木屑炭化設(shè)備應(yīng)用于生產(chǎn)，現(xiàn)在常用的木屑炭化方法是將成堆的木屑點(diǎn)燃，然后不斷地在燃燒的木屑堆上加木屑，使木屑處于半燃燒狀態(tài)，最終用水熄滅燃燒的木屑堆，這樣， 達(dá)到完成木屑炭化的目的。這種炭化方法存在著以下缺點(diǎn)(1)物料的炭化溫度不均勻，炭化料的質(zhì)量不均勻；( 半燃燒炭化的狀態(tài)完全憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制，如控制不好， 可能未完全炭化，也可能過分燃燒而灰化嚴(yán)重，炭的得率和質(zhì)量受操作工的責(zé)任心和經(jīng)驗(yàn)影響很大；(3)木屑炭化的得率較低，原料消耗較大；(4)由于木屑堆處于半燃燒狀態(tài)，產(chǎn)生大量的煙霧，對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生較大的影響；( 炭堆最后需用水熄滅和冷卻，得到的木屑炭的水分含量較高，在進(jìn)行活化前還要經(jīng)過烘干，既增加生產(chǎn)工序，顯得較麻煩，又增加了能源消耗，提高生產(chǎn)成本。因此，開發(fā)先進(jìn)適用的木屑炭化設(shè)備就顯得非常必要。本實(shí)用新型提供了一種適用于細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化轉(zhuǎn)爐。
三
實(shí)用新型內(nèi)容為解決細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化設(shè)備問題，本實(shí)用新型提供了一種適用于細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化轉(zhuǎn)爐，它具有連續(xù)化生產(chǎn)，利用原料熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w燃燒來提供炭化過程所需的熱量，正常生產(chǎn)時(shí)基本不用外加燃料，能耗省，炭化料的質(zhì)量易控制，操作方便等特點(diǎn)。該炭化轉(zhuǎn)爐分成干燥段和炭化段兩部分，其主體部分均為圓筒結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)爐筒體用耐高溫的不銹鋼或內(nèi)外表面進(jìn)行搪瓷處理的耐熱鋼制成，轉(zhuǎn)筒內(nèi)側(cè)設(shè)置翻料筋。干燥段采用內(nèi)熱式煙道氣直接加熱；炭化段采用外熱式煙道氣間接加熱。干燥段和炭化段的筒體兩端裝有托輪，整體安裝在支承輪上，筒體的安裝斜度與水平成4 6度角，由一臺(tái)調(diào)速電機(jī)經(jīng)減速機(jī)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)筒同時(shí)旋轉(zhuǎn)，使筒內(nèi)的物料得到攪拌。
3物料從加料斗經(jīng)進(jìn)料螺旋加入到干燥段的轉(zhuǎn)筒中，隨著筒體的旋轉(zhuǎn)，經(jīng)干燥后的物料從干燥段的另一端通過下料槽落到炭化段轉(zhuǎn)筒中，被轉(zhuǎn)筒外的煙道氣加熱而熱解，熱解產(chǎn)生可燃?xì)怏w通過管道返回到炭化段的燃燒室進(jìn)行燃燒，來加熱炭化段轉(zhuǎn)筒，經(jīng)炭化后的炭化料從筒體的另一端卸出，暫時(shí)貯存在暫存箱中，并間隔適當(dāng)時(shí)間進(jìn)行出料，在炭化料暫存箱上接可燃?xì)怏w導(dǎo)出口。在炭化段轉(zhuǎn)筒外設(shè)置燃燒室，在烘爐啟動(dòng)時(shí)用燃料燃燒的煙道氣加熱轉(zhuǎn)筒壁，經(jīng)筒壁將熱量傳給筒內(nèi)的物料，使其被加熱炭化。在正常的炭化時(shí)，將原料熱解時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w引入到燃燒室中燃燒以加熱筒體，達(dá)到熱能循環(huán)利用的目的。用管道將炭化段的加熱用煙道氣引至干燥段的轉(zhuǎn)筒內(nèi)加熱物料，實(shí)現(xiàn)快速去除原料中的水分?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)燃料的添加量或在加熱煙道中吸入適量空氣來調(diào)節(jié)控制煙道氣的溫度。
四
圖1為炭化轉(zhuǎn)爐的立面剖視結(jié)構(gòu)示意圖，(1)為支承輪；(2)為加料螺旋輸送機(jī)， 用不銹鋼制成；(3)為加料斗，不銹鋼制成；(4)為尾氣出口 ；(5)、(11)為支承托輪；(6)、 ⑶為傳動(dòng)齒輪；(7)為干燥段筒體，用耐高溫不銹鋼或耐熱鋼制成；(9)煙道氣接管；(10) 為下料槽；(12)為炭化段加熱煙道；(13)為炭化段筒體，用耐高溫的410S不銹鋼或耐熱鋼制成；(14)為耐火層，用耐火磚砌成；(1 為保溫層；(16)為炭化爐外層，用普通磚砌成； (17)為熱解可燃?xì)怏w出口 ；(18)為炭化料暫存箱，用不銹鋼制成；(19)為冷卻夾套；00) 為燃燒加熱室；(21)為出料閘板。圖2為圖1中A-A橫截面的剖面圖，02)為翻料和加強(qiáng)筋；(23)為燃燒室爐柵； (24)為燃料加入口 J25)為熱解可燃?xì)鉄欤黄溆嗖考f明同圖1。
五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述的炭化轉(zhuǎn)爐為內(nèi)熱式和外熱式相結(jié)合的兩段筒體結(jié)構(gòu)，分成內(nèi)熱式的干燥段和外熱式的炭化段，其直徑和長(zhǎng)度可分別根據(jù)產(chǎn)量要求來確定，一般來說，干燥段和炭化段的直徑應(yīng)在1. 0 3. 0米，長(zhǎng)度應(yīng)在5 20米，較合適的直徑為1. 5 2. 0米， 較適宜長(zhǎng)度為10 18米。炭化工藝的操作是這樣實(shí)現(xiàn)的如圖1所示，干燥段和炭化段轉(zhuǎn)筒的安裝斜度均與水平成4 6度角，用一臺(tái)調(diào)速電機(jī)并通過減速機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)齒輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)干燥段和炭化段的轉(zhuǎn)筒慢速旋轉(zhuǎn)。待炭化的物料從加料斗( 經(jīng)螺旋輸送機(jī) (2)加入到干燥段轉(zhuǎn)筒中，經(jīng)過于燥去除水分后從轉(zhuǎn)筒的另一端通過下料槽(10)下落到炭化段的轉(zhuǎn)筒中，被其外面的煙道氣加熱而得到炭化，經(jīng)炭化后的炭化料從炭化段的轉(zhuǎn)筒另一端掉落到暫存箱(18)中，在暫存箱外的冷卻夾套中通自來水進(jìn)行冷卻。當(dāng)物料將要堆積到炭化段轉(zhuǎn)筒的出料口時(shí)(可通過試驗(yàn)測(cè)定堆滿暫存箱的轉(zhuǎn)筒出料口下方部分的體積所需時(shí)間來確定)，打開暫存箱下面的出料閘板放出炭化料，運(yùn)到活化工序進(jìn)行活化處理。由于在干燥段和炭化段轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁安裝了圖2所示的翻料筋(22)，隨著筒體的旋轉(zhuǎn)，物料被帶到一定高度后再掉落下來，起到翻動(dòng)物料的作用。如圖1所示，原料在炭化段干餾熱解過程中產(chǎn)生的可燃?xì)怏w經(jīng)出口(17)通過管道引至燒嘴0 進(jìn)行燃燒，充分利用其熱能來加熱炭化段轉(zhuǎn)筒外壁，經(jīng)筒壁將熱量傳給筒內(nèi)的物料，使其被加熱而得到炭化。加熱炭化段轉(zhuǎn)爐的煙道氣溫度控制在300 400°C，如熱解可燃?xì)怏w燃燒產(chǎn)生的煙道氣溫度達(dá)不到上述要求，則在炭化轉(zhuǎn)爐的燃燒室中添加燃料進(jìn)行燃燒，使加熱煙道氣溫度達(dá)到300 400°C的要求，用熱電偶來測(cè)定加熱煙道氣的溫度，可以通過調(diào)節(jié)燃料的添加量或在加熱煙道中通入適量空氣來調(diào)節(jié)控制煙道氣的溫度。將炭化段的加熱煙道氣弓I至干燥段的轉(zhuǎn)筒中與物料直接接觸，快速去除原料中的水分，實(shí)現(xiàn)煙道氣余熱的充分利用，可通過通入適量的空氣來調(diào)節(jié)適合干燥段的煙道氣溫度。
權(quán)利要求1.一種適合細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化轉(zhuǎn)爐，其特征是轉(zhuǎn)爐筒體用耐高溫的不銹鋼或內(nèi)外表面進(jìn)行搪瓷處理的耐熱鋼制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化轉(zhuǎn)爐，其特征是轉(zhuǎn)爐的筒體分成干燥段和炭化段兩部分，干燥段采用內(nèi)熱式煙道氣直接加熱物料，炭化段采用外熱式煙道氣通過筒壁間接加熱物料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適合細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化轉(zhuǎn)爐，其特征是在炭化料暫存箱上接可燃?xì)怏w導(dǎo)出口，用管道將可燃?xì)怏w引到炭化爐的燃燒室進(jìn)行燃燒；用管道將炭化段的加熱用煙道氣引至干燥段的轉(zhuǎn)筒內(nèi)加熱物料。
專利摘要為解決細(xì)小顆粒生物質(zhì)原料的炭化設(shè)備問題，本實(shí)用新型提供了一種適用的炭化轉(zhuǎn)爐，該炭化轉(zhuǎn)爐分成干燥段和炭化段，其主體部分均為圓筒結(jié)構(gòu)，用耐熱不銹鋼或內(nèi)外表面進(jìn)行搪瓷處理的耐熱鋼制成，轉(zhuǎn)筒內(nèi)側(cè)設(shè)置翻料筋。干燥段采用內(nèi)熱式的煙道氣加熱；炭化段采用外熱式的煙道氣加熱。物料從加料斗經(jīng)進(jìn)料螺旋輸送機(jī)加到干燥段的轉(zhuǎn)筒中，干燥后的物料通過下料槽落到炭化段轉(zhuǎn)筒中，經(jīng)炭化后的炭化料從轉(zhuǎn)筒的另一端卸出，通過暫存箱進(jìn)行出料。熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w通過管道返回到炭化段的燃燒室進(jìn)行燃燒來加熱炭化段轉(zhuǎn)筒，將炭化段的加熱煙道氣通入干燥段轉(zhuǎn)筒中直接加熱物料?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)燃料的添加量或在煙道氣中通入適量空氣來調(diào)節(jié)控制煙道氣的溫度。
文檔編號(hào)C10B57/10GK202030707SQ20112003664
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月11日
發(fā)明者莊曉偉, 潘炘, 章江麗, 蔣應(yīng)梯, 陳順偉 申請(qǐng)人:浙江省林業(yè)科學(xué)研究院