[实用新型]一种生物质有机炭制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物质炭化技术及炭化装置领域，尤其是涉及一种以秸杆为原料的生物质炭化技术及装置。

背景技术

能源是国民经济赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着经济社会的可持续发展，是国家战略安全保障的基础之一。中国目前正面临能源短缺与环境污染的双重压力，如何寻求一种清洁可再生能源来弥补化石能源的短缺，同时减少污染物的排放已迫在眉睫。以生物质能为代表的生物质气化发电、生物质氢能、生物质绿色燃料成为未来发展的重要替代能源。我国生物质储量丰富，每年至少产生30亿吨生物质，如果能将其充分利用，能减少大量的煤炭及石油消耗。

生物质热解炭化技术是生物质能利用技术的一种。生物质炭化是生物质在极低的升温速率、温度约400℃下长时间裂解，以最大限度地得到焦炭，得炭率一般在35%左右。生物质通过热解炭化技术可以制备生物质有机炭，其在有色金属的生产过程中常用于表面阻溶剂；在炼制铁矿石时，可以使得熔炼的生铁具有铸件紧密、细粒结构、裂纹少等特点；其还常用于制造电极、黑火药、润滑剂等，收集的挥发分可用于燃烧发电，裂解焦油也是一种重要的工业产品。有机炭由炭和碳氢氧化物组成，经过活化后可制备活性炭。

传统的窑式炭化炉对燃烧过程中的火力控制要求十分严格，且由于窑体多是由红砖砌成，容积较大；多用硬质原木进行烧炭，不仅资源浪费严重，而且生产过程劳动强度大、条件差、生产周期长、污染严重；无法对农村大量的废弃秸秆、稻草等生物质原料热解制炭。

发明内容

为了解决化石燃料的短缺问题，克服传统窑式炭化炉的缺点，提高生物质能的利用价值，本实用新型提供一种能将生物质成型燃料在无氧条件下热解炭化成生物质有机炭的制备装置。

本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种生物质有机炭制备装置，其特征在于：包括炭化炉炉体，以及安装于炭化炉炉体内的管式换热器和催化剂导流管；所述的炭化炉炉体由上封头、下封头、炉体夹套以及圆柱形炉身组成，所述上封头、下封头分别连接在圆柱形炉身的上下两端，所述的炉体夹套设置在圆柱形炉身及下封头外表面上，所述的上封头顶部设置进料口，所述的下封头底部设置出料口，所述的进料口和出料口对应设置有进料口端盖和出料口端盖；所述的管式换热器通过支架固定在炭化炉炉体内，所述下封头右端的两侧均设置有加热载体进口，所示的加热载体进口所对应的加热载体出口位于下封头的左端，两个加热载体进口在下封头的前后端对称分布，加热载体进口和加热载体出口与管式换热器连接，所述的炉体上封头左右两侧均设有一个催化剂进口，所述的催化剂进口与所述的催化剂导流管连接。

本实用新型还可有进一步的优选技术方案：

    进一步的优选，所述管式换热器在炭化炉炉体内呈分层列管式排列，每层换热管由前后两个对称的部分组成，两个部分均呈半圆柱面形状，各层换热管均以炭化炉炉体轴线为中心线呈圆柱面型排列。生物质成型颗粒填充于换热管间隙内，加热载体通过各层换热管将热量传递给生物质成型颗粒。加热载体从加热载体进口进入管式换热器，根据克拉伯龙气态方程式，通过控制加热载体压力控制蒸汽温度，进而控制反应温度在220～800℃之间，使生物质内挥发分能充分析出。通过控制反应温度在220～800℃之间，控制反应时间在20～100min之间，使生物质成型颗粒充分转化为有机炭；加热载体有热空气、高温烟气、导热油、蒸汽等。

    进一步的优选，所述催化剂导流管以炭化炉炉体轴线为中心线呈若干个圆周阵列竖直分布在炭化炉炉体内，催化剂导流管管壁上均匀开有若干小孔，反应过程中添加催化剂，通过催化剂导流管使催化剂与生物质成型颗粒充分混合。催化剂导流管管壁上均匀开设的若干小孔，使气体催化剂在压力的作用下，或液体催化剂在重力的作用下流出催化剂导流管，与生物质成型颗粒充分混合。所述的催化剂用于提高生物质成型颗粒得炭率。

    进一步的优选，所述炭化炉炉体外表面设置保温隔热层，所用的保温隔热材料为石棉、铝箔复合玻璃纤维布，所述的保温隔热层为先用石棉包裹炭化炉外表面，再在石棉外包裹一层铝箔复合玻璃纤维布，以达到保温隔热的效果，能有效减少炉内反应过程的热量散失。

进一步的优选，所述进料口端盖和和出料口端盖分别用螺栓与所述炭化炉炉体的上封头、下封头连接，端盖和封头中间加垫圈密封。

    本实用新型的有益效果是：

1.管式换热器在炭化炉内呈分层列管式排列，加热载体从两个方向进入，分别流通于炭。