[发明专利]一种生物质炭化炉烟气余热利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物质资源化利用技术领域，尤其是涉及一种生物质炭化炉 烟气余热利用系统。

背景技术

我国生物质资源丰富，但由于缺乏切实可行的处理及应用技术，除少部分用作 饲料、生活燃料和工业燃料以外，大部分在田间直接焚烧，造成严重的环境污染。 此外，随着我国畜禽业的快速发展，大量畜禽粪便的不合理处置给环境带来严重的 危害。

在秸秆与畜禽粪便的资源化利用领域，传统炭化炉生产木炭的过程中，炭化 时产生的大量烟气直接排放到大气中，对环境造成了极大的危害，同时也是资源的 一种浪费。此外，畜禽粪便腐熟发酵生产有机肥存在着腐熟周期长的难题，其中温 度是制约发酵菌种活力的一个主要因素。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生物质炭化 炉烟气余热利用系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种生物质炭化炉烟气余热利用系统，包括炭化炉、烟气净化装置、烟气冷却 塔及腐熟发酵室，所述的炭化炉、烟气净化装置及烟气冷却塔顺序通过烟气管道连 接，所述的烟气冷却塔与腐熟发酵室之间通过热水回流管道连通，生物质在炭化炉 中炭化，产生的烟气经过烟气净化装置净化后进入烟气冷却塔中为烟气冷却塔内水 管内循环水加热，烟气冷却塔内水管内循环水通过热水回流管道进入腐熟发酵室， 为畜禽粪便的腐熟发酵提供热量。

所述的炭化炉为下吸式固定床炭化炉，在炭化炉内设置有炭化室，炭化室的上 方与下方分别设置有进料口与炭收集口，炭化炉上设置有与炭化室相通的进风口与 出风口，在炭化室的上端设置与烟气管道连通的烟气出口，在炭化室的侧边设有点 火口。

所述的进风口连接在炭化室的下端，所述的出风口连接在炭化室的上端，且所 述的进风口与出风口位于炭化室的相对侧。

所述的炭化室内部连接喷淋装置。所述的喷淋装置呈圆锥面分散于炭化室内， 用于炭化室内降温。

首先在进料口加入预处理过的生物质-秸秆燃料，然后进风口提供氧气，点燃 助燃剂后由点火口送入炭化室，使秸秆达到初步燃烧状态。在确定燃烧室内温度达 到预设温度后，关闭进料口，减小出风口的抽风量，使秸秆在炭化室内“焖烧”。 若温度超高预设温度，通过喷淋装置，使炭化室内降温。炭化后所得的生物炭由炭 收集口收集。

所述的烟气净化装置的烟气入口位于多层过滤网的下方，烟气出口位于多层过 滤网与风机之间。

所述的烟气净化装置上端为用于截留尘粒及焦油的多层过滤网，底端为用于排 出焦油的旋转推进器，在多层过滤网上方设置有用于促进烟气的快速流动的风机。 烟气净化装置采用“下进上出”的进气方式，烟气从底部进入烟气净化装置内，由 于高温烟气的密度较低，并在外压的作用下向烟气净化装置顶部运动，烟气在通过 由活性炭等组成的多层过滤网时，尘粒及焦油被截留，焦油在低温条件下冷凝，聚 集于烟气净化装置的底部，在旋转推进器的作用下，焦油被慢慢挤出。

所述的烟气冷却塔内水管呈螺旋状布置，增大与烟气的接触面积，所述的腐熟 发酵室内设置有呈螺旋状布置的发酵室内水管，所述的烟气冷却塔内水管与发酵室 内水管之间通过热水回流管道连通形成循环回路。其中，烟气冷却塔是一个可调节 的冷却装置，可以根据发酵菌种适宜生长的温度的不同可手动调节烟气冷却塔内水 管出水温度。

所述的烟气冷却塔设置有用于排放烟气的烟气排放口，经过烟气净化装置净化 后干净的烟气进入烟气冷却塔中为烟气冷却塔内水管内循环水加热后，低温烟气由 烟气排放口排出。所述的烟气排放口通过烟气循环管与炭化炉的进风口连通，低温 烟气回流至炭化炉内作为进风，实现烟气的循环利用。

与现有技术相比，本发明首次将炭化炉和有机肥生产结合到一起，利用炭化 炉产生高温烟气，通过烟气冷却塔利用高温烟气为循环水加热，使循环水达到适宜 发酵菌种生长的条件，输送到快速有机肥系统中，促进有机肥发酵效率的提高。具 体而言，本发明具有以下创新点：

(1)解决了传统炭化炉炭化过程中高温烟气的处理问题，避免了高温烟气对 环境的热污染，并且使高温烟气利用到有机肥生产系统中实现了资源的循环利用。

(2)本发明解决了传统有机肥生产由于升温速率慢导致生产效率低的问题， 利用炭化炉产生的高温烟气对有机肥生产环境进行加热，有效地缩短了畜禽粪便的 发酵时间，提高了有机肥的生产效率。