[发明专利]一种内循环生物质炭化装置

说明书

一种内循环生物质炭化装置，涉及生物质热化学能转化领域。包括回转窑、回转窑进气管道、风帽、落料口、保温材料、进料器、进料斗、低温木煤气管道、气体热交换器、高温木煤气管道、气阀、高温风机、燃烧机、高温烟道、低温烟道和尾气风机。利用内部自循环的木煤气作为能量载体，高温木煤气在回转窑内部释放出热量为生物质原料的裂解反应供热；放热之后的高温木煤气转变为低温木煤气通过低温木煤气管道进入气体热交换器中；在气体热交换器中，低温木煤气与高温烟气进行非接触热交换，升温为高温木煤气；最后，高温木煤气通过高温风机提供的动力循环回到回转窑内部。

技术领域

本发明涉及到生物质热化学能转化领域，尤其是涉及一种内循环生物质炭化装置。

背景技术

现有的生物质炭化装置的工作原理依据热力学和热解动力学理论。按照生物质热解时热能来源的不同，可把生物质炭化装置分为自燃式和外加热式。

自燃式生物质炭化装置通过自身分解所产生的可燃气体燃烧来提供热源使自身进一步炭化，其优点是可以实现炭化所需热量的自给自足而不需要外源提供热量。但是缺点在于想要实现自给自足就需要较高的炭化温度和精确的控制进程。

外加热式生物质炭化装置的热能来源是由外部的加热设备。通常采用的是炭化设备外层直接与加热设备相接触。这种设计会使得加热设备的体积非常的庞大。且整个换热过程中的换热效率也比较低。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供以木煤气作为能量载体，实现木煤气内循环的一种内循环生物质炭化装置。

本发明包括回转窑、回转窑进气管道、落料口、保温材料、进料器、进料斗、低温木煤气管道、气体热交换器、高温木煤气管道、气阀、高温风机、燃烧机、高温烟道、低温烟道、尾气风机；

所述回转窑的窑头通过回转窑进气管道与高温风机的出风口相连，回转窑的窑尾通过低温木煤气管道连接气体热交换器，回转窑进气管道的末端设有风帽，落料口设于回转窑的窑头处，进料器与进料斗设在回转窑的窑尾；保温材料包裹在回转窑外部；所述气体热交换器用于木煤气与烟气进行非接触式的热交换，气体热交换器的一端连接高温木煤气管道和高温烟道，另一端连接低温木煤气管道和低温烟道；所述高温木煤气管道的主路连接高温风机的进风口，高温木煤气管道的支路连接气阀，气阀的另一端连接高温烟道；燃烧机设于高温烟道的端面；低温烟道与尾气风机进风口相连。

所述回转窑用于生物质原料与高温木煤气进行热交换，回转窑内部热交换生成的生物质炭从位于窑头处的落料口排出收集，回转窑内部的低温木煤气从窑尾排出回转窑进入低温木煤气管道。保温材料包裹在回转窑外层且与回转窑一同旋转，以满足隔热要求。

所述回转窑进气管道的高度大于回转窑的旋转中心线之上，以防止管道内的高温木煤气将生物质炭吹散。

所述风帽用于让高温木煤气更加均匀稳定进入回转窑中，沿着风帽外壁圆周可开设出气孔。

所述落料口的开口位置在回转窑的旋转中心线以下。落料口的尺寸依据生物质原料的投料量来合理规划，防止生物质原料在出口处堵塞。

所述保温材料包裹在回转窑外层且与回转窑一同旋转，其性能需要满足隔热要求。

所述进料器与进料斗用于将原料输送进回转窑内，进料器与回转窑的连接处需密封，通过调节进料电机的功率来控制好进料速度，防止物料堵塞。

所述低温木煤气管道与回转窑和气体热交换器的连接处需保证密封。

所述气体热交换器用于木煤气和烟气进行非接触式的热交换，气体热交换器内部产生的高温木煤气进入高温木煤气管道，低温烟气进入低温烟道；气体热交换器内可增加翅片结构，以使气体间的换热更加充分。