[发明专利]磁氧低氮燃烧耦合生物质炭化的装置

说明书

本发明公开了一种磁氧低氮燃烧耦合生物质炭化的装置，其包括空气鼓风机、电磁氮氧分离器、补偿气控制器、烟气循环管道、炭化炉、空压机；其中炭化炉包括壳体、炭化室，本发明利用氮氧的磁化率差异，将空气中的氮气与氧气分离，得到高纯度的氧气作为补偿气体，减少了生物质炭化过程的空气补偿体积，降低了能耗；对炭化过程产生的可燃性烟气进行循环利用，作为热源为炭化室提供热量，不仅减少了能源的浪费，还不会造成环境污染，有利于碳达峰碳减排，本发明装置占地面积小，热解效果好且无二次污染，有利于市场推广。

技术领域

本发明涉及炭化炉技术领域，具体涉及一种磁氧低氮燃烧耦合生物质炭化的装置。

背景技术

生物质是一类物种丰富、可再生且易得的优良材料，其主要包括农业废弃物、林业废弃物及城镇有机生活垃圾等。我国自古以来就是一个农业大国，在农业生产活动中，农作物秸秆、果木枝条等是优良的生物质能源，而且每年都有很大的产量。过去生物质的利用方式较为单一，通常是直接焚烧，不仅造成了浪费，而且污染环境。随着生物质能源的研究和开发，生物质废弃物利用技术中的热解炭化因其产物利用广泛备受关注。生物炭制备条件对生物炭性能有很大的影响，热解温度、热解时间和升温速率是生物炭制备过程中最重要的三个影响因素。目前的生物质炭化设备主要为内热式或外热式炭化炉，一般是让生物质处于高温环境下进行炭化，炭化炉启动时间长，升温速率慢，热解时间长。传统的炭化炉在炭化过程中不仅需要外部提供热量，而且没有对炭化过程产生热量进行合理利用，不但造成能源的浪费，还对环境造成污染。此外，炭化过程中对炭化炉内的空气补偿也是重要部分，目前的工艺中空气补偿方式单一，容易受到操作和炉体结构的影响，降低炭化效果。

CN 102533291A公开一种自循环加热的秸秆炭化炉，该炭化炉利用内燃烧室和外燃烧室实现内外层加热，将炭化室包夹在中间，加热效果好，热量利用率更高，但是该装置对原料尺寸有限制，需要进行粉碎，才能随气流输送，运用范围受到限制，而且启动过程是对燃烧室提高热量以使炭化室达到燃烧，启动时间长且能耗较高。CN 215517254 U提供了一种烟气充分循环利用的炭化炉装置，该装置结构简单，可实现炭化过程的连续性，但是炭化室和燃烧室的上下式设计减少了传热接触面积，降低了炭化室上层物料的炭化效果等。

发明内容

为了解决上述技术存在的问题，本发明提供了一种炭化成本较低，产炭品质较高，实用方便无污染的磁氧低氮燃烧耦合生物质炭化的装置，解决现有炭化技术空气补偿形式单一、能量损耗大、生物质原料热解效果差和炉体难升级改造等问题。

本发明磁氧低氮燃烧耦合生物质炭化的装置包括空气鼓风机、电磁氮氧分离器、补偿气控制器、烟气循环管道、炭化炉、空压机；其中炭化炉包括壳体、炭化室，炭化室设置在壳体中心处，炭化室外壁与壳体内壁之间为燃烧室，燃烧室顶部开有燃烧室出气口；炭化室顶部开有入料口，底部设置有带排料炉门的排料口，烟气循环管道设置在燃烧室内；烟气循环管道上端的烟气出口设置在炭化室顶部并与炭化室连通，烟气循环管道底端为带若干个出烟孔的环形管道，环形管道设置在燃烧室内并套装在炭化室底部；燃烧室补偿气和助燃剂入口设置在壳体上并与燃烧室内壁上设置的2根以上的燃烧管道连通，燃烧管道上设置有若干个燃烧喷嘴Ⅰ，炭化室补偿气和助燃剂入口设置在壳体上并通过管道与炭化室内的燃烧喷嘴Ⅱ连通，引燃器设置在炭化室内并位于燃烧喷嘴Ⅱ一侧；空气鼓风机通过电磁氮氧分离器与补偿气控制器连接，补偿气控制器一路通过阀门Ⅰ连通至燃烧室补偿气和助燃剂入口，另一路通过阀门Ⅱ连通至炭化室补偿气和助燃剂入口，炭化室、燃烧室内下部分别设置有一个以上的温度传感器，炭化室内的温度传感器通过反馈模块分别与补偿气控制器、助燃剂控制器连接，燃烧室内的温度传感器通过反馈模块分别与补偿气控制器、助燃剂控制器连接，空压机通过助燃剂储罐与助燃剂控制器连接，助燃剂控制器分别通过阀门Ⅲ、阀门Ⅳ与燃烧室补偿气和助燃剂入口、炭化室补偿气和助燃剂入口连通。

所述壳体外设置有隔热层，隔热层用高温浇注料制成，耐火度为500～2500℃；