本發(fā)明屬于環(huán)保新能源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)熱解炭氣油液用氣炭爐。

背景技術(shù)：

近些年，國內(nèi)對生物質(zhì)能源開發(fā)利用有了較大的發(fā)展，但由于生物質(zhì)特別是秸稈類的特殊性，綜合利用程度和能源轉(zhuǎn)化率較低，特別是北方地區(qū)，廣大農(nóng)村還基本上延用傳統(tǒng)的燃燒方法，生活和冬季采暖使用剩余部分無法處理便會就地焚燒，既浪費了資源又污染了環(huán)境。

國內(nèi)外在炭化設(shè)備中，長方體結(jié)構(gòu)并不常見，只有在靜態(tài)干餾制炭的生產(chǎn)工藝技術(shù)中可以采用方體結(jié)構(gòu)，靜態(tài)干餾制炭是傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，就是把物料裝入罐體內(nèi)，在封閉后對罐體進行加熱，使物料升溫熱解析出可揮發(fā)的成分來完成炭化制炭的，這種制炭工藝技術(shù)，炭化過程時間比較長，少則幾小時，多則幾天，炭化時間的長短是由物料的顆粒體的大小和加熱的溫度高低決定的。目前市場上已開發(fā)出多罐體并列來提高炭化能力和實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)化作業(yè)，但造價高，投入大，成本回收時間長，關(guān)鍵是不適于對生物質(zhì)、散碎物料的炭化。

針對散碎生物質(zhì)物料進行炭化的設(shè)備也是市場近期開發(fā)的新型秸稈制炭爐，爐體為圓筒式結(jié)構(gòu)，爐體底部為圓盤篩篦，在炭化時，圓盤篩篦實現(xiàn)炭化物的分離，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)炭化，但有一定的局限性，圓盤在旋轉(zhuǎn)過程中造成靠近內(nèi)圈和外圈的物料的炭化時間差別比較大，無法克服，炭化質(zhì)量差，為了避免時間差太大，市場上開發(fā)的圓體立式氣炭爐的直徑不超過兩米，直徑小的氣炭爐炭化效果好，但是產(chǎn)量少，不能到達規(guī)?；纳a(chǎn)能力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)熱解炭氣油液用氣炭爐，解決現(xiàn)有技術(shù)氣炭爐存在的炭化質(zhì)量差和炭化效率低不能規(guī)?；a(chǎn)的問題，實現(xiàn)對生物質(zhì)的炭化，避免生物質(zhì)資源的浪費，同時避免焚燒帶來的環(huán)境污染。

本發(fā)明的生物質(zhì)熱解炭氣油液用氣炭爐包括：

一體式爐體，上部筒狀結(jié)構(gòu)，下部為錐狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)上端開有進料口，錐狀結(jié)構(gòu)下端中心位置開有出料口，所述出料口相對錐狀結(jié)構(gòu)下端面向下凹陷，所述爐體內(nèi)部上部為物料裝載部，中間為炭料分離部，下部為炭裝載部

設(shè)置在爐體內(nèi)部的炭料分離部處的爐排爐箅子，所述爐排爐箅子通過運動驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)水平往復運動；

設(shè)置在炭料分離部和炭裝載部的集氣管，所述集氣管上均勻設(shè)置有兩排進氣孔，所述集氣管通過連接管外部設(shè)備連接；

設(shè)置在炭裝載部的撥料結(jié)構(gòu)，所述撥料結(jié)構(gòu)將落入炭裝載部的炭撥到錐狀結(jié)構(gòu)下端的出料口；

以及設(shè)置在錐狀結(jié)構(gòu)下端的出料口處的出炭攪龍機。

所述運動驅(qū)動機構(gòu)包括傳動軸、滾輪、第一擺線減速機、旋轉(zhuǎn)盤和拉桿，多個平行設(shè)置的傳動軸位于所述爐排爐箅子下方，每個傳動軸上均勻設(shè)置有多個滾輪，每個傳動軸的一個端部和一個拉桿鉸接，所述拉桿的另一端和一個旋轉(zhuǎn)盤上設(shè)置的偏心軸鉸接，所述旋轉(zhuǎn)盤和一個第一擺線減速機連接。

所述傳動軸的數(shù)量為五個，每個傳動軸上設(shè)置有六個滾輪。

所述撥料結(jié)構(gòu)包括同一水平面的多個撥料軸，多個撥料軸對稱分布在爐體下端出料口兩側(cè)，每個撥料軸上交錯設(shè)置有刮料板，每個撥料軸的一個端部和一個第二擺線減速機連接實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，位于出料口左側(cè)的撥料軸逆時針旋轉(zhuǎn)位于出料口右側(cè)的撥料軸順時針旋轉(zhuǎn)。

所述撥料軸數(shù)量為六個。

所述爐體還包括用于觀察、檢測以及取樣用的孔門和溫度測量儀，所述孔門和溫度測量儀位于所述爐體物料裝載部相對應位置的側(cè)壁處。

所述爐體中物料裝載部為爐體整體的四分之三高度。

所述集氣管上的進氣孔位于集氣管的下部。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的生物質(zhì)熱解炭氣油液用氣炭爐可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃氣體、炭粉、焦油和木醋液四種產(chǎn)品，本發(fā)明通過氣炭爐實現(xiàn)生物質(zhì)的熱解炭化，炭化后的炭粉從出炭攪龍機排出，本發(fā)明的氣炭爐爐體結(jié)構(gòu)和功能可分為四部分，由于爐體的上部、中部、下部和底部出炭攪龍機四部分構(gòu)成，上部爐體，用來裝載生物質(zhì)物料的主體，占有爐體的四分之三空間，中部爐體內(nèi)水平分布5根傳動軸，每根傳動軸上有6套限位滾輪，滾輪拖住往復運動的爐排爐箅子，爐排爐箅子拖住上部爐體的所有物料，爐排爐箅子往復運動依靠爐體外的第一擺線減速機的旋轉(zhuǎn)盤連接的拉桿產(chǎn)生往復運動，往復運動的目的是實現(xiàn)炭層分離下落，下部爐內(nèi)裝有集氣管和撥炭結(jié)構(gòu)，集氣管兩端固定在爐體上，可增強爐體強度，爐排爐箅子的往復運動形式保證了不同部位相同的炭化時間，炭化質(zhì)量高。集氣管下面的兩排進氣孔可導入可燃氣體，集氣管與爐底之間安裝的六組撥料結(jié)構(gòu)，目的是將炭化料拖箱爐體中部通過出炭攪龍機輸出。本發(fā)明的生物質(zhì)氣化制炭的炭化的工藝技術(shù)原理，是屬于自然熱解，爐體設(shè)計為長方形結(jié)構(gòu)，生物質(zhì)物料在爐體內(nèi)的爐排爐箅子靠自燃產(chǎn)生的溫度熱解炭化的，自燃熱解炭化與干餾罐體炭化的區(qū)別在于，干餾熱解依靠罐體外部加熱發(fā)生炭化，而自燃炭化就開物料自身燃燒進行炭化的，自燃炭化的狀態(tài)也稱為缺氧燃燒，本氣化制炭是依靠爐體內(nèi)物料堆積高度產(chǎn)生的密度阻斷氣流實現(xiàn)缺氧自燃炭化的。

本氣化制炭可對生物質(zhì)物料在爐體內(nèi)的炭化狀態(tài)情況進行監(jiān)控和檢測，并根基具體炭化狀況調(diào)整爐排爐箅子往復運動的速度，生物質(zhì)炭化的基本原理就是物質(zhì)達到熱解的溫度可揮發(fā)的成分大量析出，剩余固體物質(zhì)為炭質(zhì)，木質(zhì)類和玉米秸稈類自身碳含量在50％左右，其中的固定碳大約10％，所以炭化后的炭料只有25-30％之間。

本氣化制炭爐的炭化過程具有連續(xù)性，自燃炭化時間短，效率高，而罐體封閉外部加熱炭化時間長具有周期性，按設(shè)備炭化能力來衡量，干餾封閉制炭依據(jù)廣體的空間溶劑，自燃制炭依據(jù)爐體內(nèi)的平方面積，炭化發(fā)生的狀態(tài)、自燃炭化是層面狀態(tài)，而封閉罐體必須是容積內(nèi)的物料整體狀態(tài)，所以兩種炭化形式產(chǎn)生的炭化效率是完全不同的。爐內(nèi)炭化的狀態(tài)從孔門可以取樣直接觀察和檢測，也可以從溫度測量儀了解掌握爐內(nèi)炭化情況。

本發(fā)明的生物質(zhì)熱解炭氣油液用氣炭爐使用范圍廣，適應能力強，其設(shè)計針對各種生物質(zhì)原料，對于城市居民生物質(zhì)垃圾、農(nóng)村的畜禽糞便、濕度較大的秸稈類以及其他酒糟、糠酫渣、藥渣、菌袋等多種生物質(zhì)?？赏ㄟ^物料烘干設(shè)備對生物質(zhì)含水分較高的物料進行烘干處理，生物質(zhì)入氣炭爐的水分含量不超過25％，水分含量的高低會直接影響生產(chǎn)的效率。本發(fā)明中的氣炭爐為長方形結(jié)構(gòu)，其規(guī)格的大小不受制約，完全可以根據(jù)生產(chǎn)單位的規(guī)模量生產(chǎn)設(shè)計。

附圖說明

圖1為本發(fā)明應用在生物質(zhì)氣炭生產(chǎn)線的設(shè)備中結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的生物質(zhì)熱解炭氣油液用氣炭爐構(gòu)主視剖視圖；

圖3為本發(fā)明的生物質(zhì)熱解炭氣油液用氣炭爐下部結(jié)構(gòu)右視剖視圖；

其中：1、物料烘干設(shè)備，2、物料傳輸機，3、氣炭爐，301、爐體，302、爐排爐箅子，303、傳動軸，304、滾輪，305、旋轉(zhuǎn)盤，306、拉桿，307、集氣管，308、孔門，309、溫度測量儀，310、出炭攪龍機，311、撥料軸，312、刮料板，313、第二擺線減速機，4、除塵器，401、方體結(jié)構(gòu)，402、錐體結(jié)構(gòu)，403、開關(guān)閥門，5、木醋液分離器，501、木醋液出口，502、水位計，6、供水系統(tǒng)，7、噴淋塔凈化器，8、引風機，9、控制系統(tǒng)，10、鍋爐。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。

參見附圖1，應用本發(fā)明的生物質(zhì)氣炭生產(chǎn)線的設(shè)備包括：

物料烘干設(shè)備1，所述物料烘干設(shè)備1對待炭化的物料進行烘干；

進料口處通過物料傳輸機2和所述物料烘干設(shè)備1的出料口連接的氣炭爐3，通過所述氣炭爐3實現(xiàn)物料的炭化，同時熱解可燃氣體；

和所述氣炭爐3爐體301內(nèi)通過連接管連接的除塵器4，氣炭爐3內(nèi)產(chǎn)生的可燃氣體進入到除塵器4去除可燃氣體中的灰塵；

通過連接管和所述除塵器4出氣口連接的木醋液分離器5；

通過連接管和所述木醋液分離器的出氣口連接的噴淋塔凈化器7，清除焦油；

通過連接管和所述的噴淋塔凈化器7的出氣口連接的引風機8，所述引風機8的另一端與使用可燃氣體的設(shè)備通過連接管連接；

和控制系統(tǒng)9，所述控制系統(tǒng)9控制各生產(chǎn)環(huán)節(jié)連續(xù)正常合理運行生產(chǎn)。

參見附圖2和附圖3，所述氣炭爐3包括：

一體式爐體301，上部筒狀結(jié)構(gòu)，下部為錐狀結(jié)構(gòu)，筒狀結(jié)構(gòu)上端開有進料口，錐狀結(jié)構(gòu)下端中心位置開有出料口，所述出料口相對錐狀結(jié)構(gòu)下端面向下凹陷，所述爐體301內(nèi)部上部為物料裝載部，中間為炭料分離部，下部為炭裝載部，所述物料裝載部為爐體301整體的四分之三高度；

設(shè)置在爐體301內(nèi)部的炭料分離部處的爐排爐箅子302，所述爐排爐箅子302通過運動驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)水平往復運動；

設(shè)置在炭料分離部和炭裝載部的集氣管307，所述集氣管307下面均勻設(shè)置有兩排進氣孔，所述集氣管307通過連接管和除塵器4連接；

設(shè)置在炭裝載部的撥料結(jié)構(gòu)，所述撥料結(jié)構(gòu)將落入炭裝載部的炭撥到錐狀結(jié)構(gòu)下端的出料口；

以及設(shè)置在錐狀結(jié)構(gòu)下端的出料口處的出炭攪龍機310。

所述運動驅(qū)動機構(gòu)包括傳動軸303、滾輪304、第一擺線減速機、旋轉(zhuǎn)盤305和拉桿306，多個平行設(shè)置的傳動軸303位于所述爐排爐箅子302下方，每個傳動軸303上均勻設(shè)置有多個滾輪304，每個傳動軸303的一個端部和一個拉桿306鉸接，所述拉桿306的另一端和一個旋轉(zhuǎn)盤305上設(shè)置的偏心軸鉸接，所述旋轉(zhuǎn)盤305和一個第一擺線減速機連接。

所述撥料結(jié)構(gòu)包括同一水平面的六個撥料軸311，六個撥料軸311對稱分布在爐體301下端出料口兩側(cè)，每個撥料軸311上交錯設(shè)置有刮料板312，位于出料口左側(cè)的的三個撥料軸311逆時針旋轉(zhuǎn)位于出料口右側(cè)的三個撥料軸311順時針旋轉(zhuǎn)，六個撥料軸311由鏈輪和鏈條組合傳動，左右方向由一對齒輪傳遞，任意一個撥料軸311的一個端部和一個第二擺線減速機313連接實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。

所述爐體301還包括用于觀察、檢測以及取樣用的孔門308和溫度測量儀309，所述孔門308和溫度測量儀309位于所述爐體301物料裝載部相對應位置的側(cè)壁處。

所述除塵器4采用沉降式除塵、布袋式除塵、過濾式除塵或水幕式除塵。

所述除塵器4采用沉降室除塵，包括上下兩部分，上部為方體結(jié)構(gòu)401、下部為錐體結(jié)構(gòu)402；所述錐體結(jié)構(gòu)402下端設(shè)置有開關(guān)閥門403，所述除塵器4進氣口處設(shè)置有沖擊壁。進入到除塵器4內(nèi)的可燃氣體與沖擊壁碰撞，灰塵緩沖下落到錐體結(jié)構(gòu)402中，可燃氣體經(jīng)出氣口流出，通過錐體結(jié)構(gòu)402下端設(shè)置的開關(guān)閥門403不定時對下落到錐體結(jié)構(gòu)402中的灰塵進行清除。

兩個所述木醋液分離器5連續(xù)設(shè)置，所述木醋液分離器5為筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為循環(huán)設(shè)置的輸氣管，循環(huán)設(shè)置的輸氣管一端和木醋液分離器5的進氣口連接，另一端和木醋液分離器5的出氣口連接，所述輸氣管下端設(shè)置有木醋液出口501，所述木醋液分離器5的內(nèi)部腔體通過連接管和一個循環(huán)供水系統(tǒng)6連接，所述木醋液分離器5側(cè)壁設(shè)置有水位計502。

兩個所述噴淋塔凈化器7連續(xù)設(shè)置，所述噴淋塔凈化器7為筒狀結(jié)構(gòu)，噴淋塔凈化器7的進氣口設(shè)置在一側(cè)的下部，出氣口設(shè)置在另一側(cè)的上部，在噴淋塔凈化器7內(nèi)側(cè)壁與所述進氣口在同一豎直線上均勻設(shè)置有5個噴嘴，每個噴嘴噴出水霧。

兩個所述噴淋塔凈化器7連續(xù)設(shè)置，所述噴淋塔凈化器7為筒狀結(jié)構(gòu)，噴淋塔凈化器7的進氣口設(shè)置在一側(cè)的下部，出氣口設(shè)置在另一側(cè)的上部，在噴淋塔凈化器7頂部均勻設(shè)置多個噴嘴，每個噴嘴噴出水。

生物質(zhì)物料在溫度達到350度以上可揮發(fā)的成分開始析出，在爐排爐箅子302和傳動軸303下部安裝有貫通爐體301內(nèi)的集氣管307，爐體301內(nèi)氣體外輸?shù)膭恿κ强恳L機8產(chǎn)生的，引風機8的流量和風壓大小英語產(chǎn)氣量多少相匹配，本爐體301的下部空間較大，析出的氣體進入集氣管307是產(chǎn)生流速，流速會裹挾輕質(zhì)微小炭灰塵，被析出的氣體就是可燃氣體，氣體中不但有炭灰塵主要是煙塵，煙塵就是炭灰微粒物、焦油質(zhì)微粒物和木醋液成分等混合體，所以需要進行相應的凈化。

可燃氣體從爐體301內(nèi)的集氣管307輸出進入除塵器4進行除塵，可燃氣體從除塵器4的上部輸出進入木醋液分離器5，木醋液分離器5類似于熱交換器，使可燃氣體中的處于汽化狀態(tài)的液態(tài)物質(zhì)得到凝結(jié)，就是生物質(zhì)熱解過程中產(chǎn)生許褚的木醋液成分，木醋液的成分比較復雜，近二百中，主要成分是醋酸，木醋液手機存放于罐體或箱體下部沉寂焦油和炭灰物可分離，可燃氣體在木醋液分離器5中得到進一步凈化后進入噴淋塔凈化器7，清除焦油，得到的可燃氣體可用于鍋爐10和生活等各方面的使用。

炭料落入爐體301內(nèi)的下部被雙向旋轉(zhuǎn)的撥料結(jié)構(gòu)不斷推向中間的出料攪龍機，出料攪龍機的頭端為錐體結(jié)構(gòu)402，炭料進入錐體結(jié)構(gòu)402內(nèi)，空間變小手足，阻力會使炭料的目的增大。

生物質(zhì)炭化的條件是文都時間還必須在缺氧的環(huán)境中來實現(xiàn)，能實現(xiàn)連續(xù)不斷的生產(chǎn)的氣炭爐3必然有進料口和出料口，如何實現(xiàn)進料口和出料口都能達到相對密封是實現(xiàn)連續(xù)炭化的關(guān)鍵，解決進料口空氣進入的方法是物料必須是散碎狀態(tài)，爐體301具備堆積物料的高度，靠物料堆積產(chǎn)生的堆積密度達到阻斷空氣流通進入的目的，如果物料的顆粒密度較大和疏松，就必須采用封閉式方式進料，還可以裝配輔助設(shè)備清除爐體301上部的空氣。

炭料在輸出爐體301的出料口也必須達到封閉狀態(tài)，阻斷空氣進入爐體301內(nèi)，本發(fā)明采用的方法是出料口錐狀結(jié)構(gòu)，當炭料被推到出料口時壓縮致密，隔斷空氣進入。

本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品和用途為：

本發(fā)明的生產(chǎn)線的設(shè)備氣化制炭可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為清潔能源氣體、炭產(chǎn)品、木醋液和焦油，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生任何污染，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)出的產(chǎn)品附加值高市場應用領(lǐng)域廣，發(fā)展?jié)摿Υ蟆?/p>

可燃氣體的主要成分是甲烷、一氧化碳和氧氣，熱值每立方米1500-3000大卡不等，可燃氣體是清潔能源，在廣大的農(nóng)村可用于人們的日常生活和冬季采暖，也可用于鍋爐10和其他行業(yè)使用。

炭產(chǎn)品應用范圍比較廣，生活、燒烤、工業(yè)翻沙鑄造、食品、醫(yī)藥、污水處理、生產(chǎn)煙花爆竹或黑火藥，還可以生產(chǎn)炭基肥料，國內(nèi)多所農(nóng)業(yè)大學和科研部門都有非常好的試驗使用效果證明，炭基肥可以活化土壤，保墑抗旱，對植物有防病防蟲哦少污染的功能，炭基有機肥可以有效改變土壤沙化、板結(jié)、貧瘠狀況，也可用來治理鹽堿化的土地。

木醋液和焦油是本發(fā)明設(shè)備生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品，其成分比較復雜，經(jīng)提純生產(chǎn)多種化工、醫(yī)藥等產(chǎn)品，焦油既是化工原料也是農(nóng)業(yè)肥料，木醋液用于蔬菜瓜果種植是非常好的葉面肥，還能起到防治病蟲災害的作用。

本發(fā)明使用范圍廣，可適用于廣大的農(nóng)村和城市周邊，以村屯為單元，生產(chǎn)的可燃氣可直接用于人們的日常生活和冬季采暖，也可用于工廠、學校和熱力網(wǎng)集中供熱，其余產(chǎn)品可市場銷售，也可自用于農(nóng)業(yè)，還可以集中深加工，延長產(chǎn)業(yè)鏈；本發(fā)明實用性能好，在農(nóng)村布局使用可解決科技運輸和儲存場地，冬季農(nóng)閑期，生產(chǎn)應用人員充足，也可以增加一部分人員收入，冬季生產(chǎn)不必占用大量存料場地，可選擇就近田間低進行臨時存放，不影響耕地，除了可燃氣體可用于生活和采暖，其他產(chǎn)品可銷售，也可以摻雜畜禽糞便制成炭基有機肥，生產(chǎn)純綠色有機蔬菜和糧食，替代化肥，本發(fā)明經(jīng)濟效益好，氣炭爐3將生物質(zhì)轉(zhuǎn)變成清潔能源利用以及市場需求的高附加值產(chǎn)品，投入少，見效快，成本回收周期短，本發(fā)明社會效益好，各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成清潔能源和產(chǎn)品，即解決了廣大農(nóng)村對新能源的需求，也減少了生物質(zhì)對環(huán)境的污染。