[发明专利]多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化-活化装置与方法

权利要求书

1.一种多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化/活化方法，其特征在于：利用多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化/活化装置实现，该装置包括多腔反应炉体(Ⅰ)、支撑传动组件(Ⅱ)、微负压气路流通系统(Ⅲ)；

所述的多腔反应炉体(Ⅰ)包括：依次连接的进料口(1)、筒体(2)、炉尾(11)、出料口(12)；其中，筒体(2)中包括同心同轴的炭化/活化腔(3)、内串联燃烧供热腔(4)，内部的炭化/活化腔(3)为单腔结构，外部的内串联燃烧供热腔(4)为串联多腔结构，由若干个燃烧供热腔沿周向分散布置组成，每个燃烧供热腔通过垂直切面上的呈射线状的析出通道(5)一一对应连通炭化/活化腔(3)；炭化/活化腔(3)前端与进料口(1)相连，后端与出料口(12)相连，在进料口(1)、出料口(12)处开设有空气孔，用于漏进空气；

所述的支撑传动组件(Ⅱ)包括炉体(Ⅰ)外壁上的齿圈(6)与若干滚圈(9)，所述齿圈(6)固定于筒体(2)前端外壁上，与其相连接的减速机(7)与电机(8)供能使其带动筒体(2)转动；所述筒体(2)外壁上间隔设置若干滚圈(9)，滚圈(9)底部配有用于支撑的托轮(10)；

所述的微负压气路流通系统(Ⅲ)包括尾气回收输送管道(14)与引风机(13)；其中，炉尾(11)上的尾气出口与内串联燃烧供热腔(4)相连，尾气回收输送管道(14)前端接入炉尾(11)上的尾气出口，后端与引风机(13)相连；

该装置的运行方法包括以下步骤：

(1)多腔反应炉体(Ⅰ)通过支撑传动组件(Ⅱ)中的齿圈(6)、减速机(7)、电机(8)部件带动不断旋转；将经破碎与烘干后的生物质原料，或者将炭化料和水蒸气从进料口(1)加入炭化/活化腔(3)中，并沿筒体斜度向前输送；

(2)通过微负压气路流通系统(Ⅲ)中引风机(13)调节炉内形成微负压，使空气孔处自然漏进内串联燃烧供热腔(4)内，与热解油气或活化气燃烧，所放出热量为炭化/活化腔(3)中后续热解反应或活化供热，产生的高温烟气通过微负压气路流通系统(Ⅲ)余热回收；

(3)多腔反应炉体(Ⅰ)中，生物质热解产生的高温油气或活化过程产生的活化气在微负压下，由析出通道(5)通入内串联燃烧供热腔(4)中燃烧，燃烧产生的热量为后续热解炭化或活化反应供热；在炉内热解或活化反应进行时由负压实现炭化料与可燃油气的高温分离或活性炭与活化气的高温分离；最终生物质经炭化得到炭化料或炭化料经活化得到活性炭。

2.根据权利要求1所述的多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化/活化方法，其特征在于：所述步骤(2)与步骤(3)中，所述炭化/活化腔(3)中反应产生的可燃物直接从析出通道(5)吸入内串联燃烧供热腔(4)中燃烧，为炭化/活化腔(3)中后续反应供热；可燃油气或活化气在内串联燃烧供热腔(4)中燃烧产生的高温烟气由炉尾的出口通入尾气回收输送管道(14)中，最终通过引风机(13)排出。

3.根据权利要求1所述的多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化/活化方法，其特征在于：所述步骤(2)与步骤(3)中，所述内串联燃烧供热腔(4)内可燃油气或活化气燃烧所需空气量由微负压气路流通系统(Ⅲ)中的引风机(13)进行调节；所述进料口(1)和出料口(12)上端各开设5至10个空气孔，孔直径为40毫米，空气孔处由炉体内外压差自然漏进空气。

4.根据权利要求1所述的多腔串联自热式外加热转炉生物质炭化/活化方法，其特征在于：所述步骤(2)中，热解温度为500℃～700℃，活化温度为800℃～950℃，热解/活化压力为微负压。