[实用新型]一种生物质原料的木炭制备装置

说明书

技术领域：

本实用新型属于能源工程中设备制造技术领域，涉及一种立式的连续生产并逐级控制加热的木炭炉，特别是一种以秸秆或其成型燃料、果木枝干等为燃烧物料的生物质原料的木炭制备装置，可连续生产优质木炭，为木炭生产技术的低耗能、低污染型转化设备，属于环保型节能技术设备。

背景技术：

中国大量生产和利用木炭的历史悠久，商周时期随着冶铜业兴起而开始了制炭业。木炭在工业中有着独特的用途。例如，在有色冶金工业中，铜精炼过程中炭作为脱氧剂，在铜材加工过程中浮在铜液表面产生保护性气氛；在锡精炼中炭作为吸附剂使浮渣与主金属彻底分离等。其他行业如化工、环保等也都消耗大量的木炭，作为脱色剂、吸附剂、催化剂等；在医药医疗方面，活性炭用于药物和血液过滤，也存在类似的问题。木炭的原料取材广泛，按原料中灰分含量对木炭质量评价和分类。木材，尤其是果木枝干是优质的制炭原料，灰分含量较少，机械强度高。随着我国木材资源受到保护，秸秆等生物质成型棒材燃料已经广泛取代了木材资源，则制备的木炭又称为机制炭。但是秸秆燃料中灰分含量较高，所生产的机制木炭不能满足食品、医药等特殊行业对木炭品质的严格要求。目前，国内外市场中木炭需求的缺口越来越大，其中，日本、美国、德国等先进国家是我国高质量木炭的主要出口国家。因为木炭的生产属于高能耗、高污染型，生产木炭常用的土窑式木炭炉热效率低下，制炭周期长，炭质地不均匀；炭化过程的热解气排入大气，既造成其中可燃物发热量的损失，也携带可吸入颗粒物、焦油等污染性组分排放给环境，带来严重的环境危害。近年来我国对生态环境的重视及环保指标的日益严格，小型作坊式木炭土窑被限制使用，大型的隧道窑式制炭技术，属于连续生产型卧式炉窑，占地面积大，水平烟道中链带上的木炭原料被逆流或顺流的热烟气加热而热解，链带进行前后分级，前一级链带上的木炭翻落到下一级链带时受热面翻转，因此增加了材料受热均匀性，尽管现有的一些炉型实现了机械化出入料，自动化程度高，可连续生产，但是，制备木炭的热源是外部燃料燃烧或木炭原料部分燃烧产生的热烟气，烟气携带制炭过程释放的热解气离开炉膛，一般其显热得以回收，但热解气具有的热值并没有得到利用，其热效率仍具有较大的提升空间。

发明内容：

本实用新型的发明目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计一种以杆桔等生物质为原料制备木炭的燃烧炉装置，该装置可连续生产的多级链带结构的立式窑炉，其多级炉排上下分级，热解气被引至立式炉膛外设置的燃烧室，在燃气燃烧的高温环境中着火放热；热源烟气自下而上流经加热的各级炉排上的制炭燃料时热能得到梯级利用，并且其含有的可吸入颗粒物及焦油颗粒等均被各燃料层滤下，其立式炉膛的隧道木炭炉具有更高的热效率，排放符合环保要求，生产容量可调，可替代中小型周期性生产的木炭炉和大型隧道窑炉，具有良好的应用前景和环境效益。

为了实现上述目的，本实用新型的主体结构包括顶部进料装置、立式炉膛、热源烟气进入室、灰室、出炉木炭余热回收室、引风机、燃烧室、助燃空气入口、二次风入口管、炉排、驱动电机、密封挡板、空气夹层、出炭炉排、送风机、燃气进口、流量调节阀、放空管道和放口流量调节阀；立式炉膛的内腔中上下排列间隔式横向制有2～16级相互间隔的炉排，立式炉膛的顶部一侧在上部第一个炉排的上侧制有顶部进料装置，顶部进料装置采用链带或链条结构的输送方式，使输入的燃烧物料整齐的层铺在上部炉排上，每级炉排的两端制有密封挡板；立式炉膛的底部空间构成热源烟气进入室，底部端处构成灰室，立式炉膛的底部一侧处，在最低炉排上侧构成外延式出炉木炭余热回收室，出炉木炭余热回收室的上下侧分别制有空气夹层，中间处横向制有出炭炉排，上侧的空气夹层处与送风机管道连通，下侧的空气夹层处通过管道式助燃空气入口与燃烧室连通，燃烧室的底部与热源烟气进入室和灰室连通，燃烧室的顶部制有二次风入口管，传送热解气和烟气；二次风入口管的上部制有流量调节阀，并与放空管道和引风机控制式连通，放空管道的出口处制有放口流量调节阀；引风机分别与立式炉膛和燃烧室控制式管道连通；每个炉排的两端对应密封挡板处均制有驱动电机，用以推动炉排的转动和翻送均匀燃烧物料；立式炉膛中的多级炉排的每相邻两级之间相向转动，由驱动电机控制和带动其转向和转速；燃烧室的顶部一侧外延式结构制有燃气进口，用于向燃烧室中输送燃气。