一种利用烟气余热的连续炭化炉的制作方法

1.本发明涉及一种利用烟气余热的连续炭化炉，属于生物炭化技术领域。


背景技术：

2.现有炭化设备大都采用化石能源作为主要热量来源，且裂解气不能回收利用，总体上炭化炉耗能较高，且很多炭化炉采用序批式运行。另外，炭化炉进料口、出料口易与外界接触，空气流入，无法保障严格的限氧环境，造成灰分增多出炭率降低。
3.因此设计一种利用电厂废气余热作为炭化炉热源的同时将炭化炉裂解气回收利用于锅炉供热，尾气排入工厂废气统一处理，不仅大大节省了能耗，且有能量产出；利用气动蝶阀隔绝进料出料与外界直接连通，间歇式进出料，可以降低外界空气的进入，保障出炭率的必要性。


技术实现要素：

4.本发明针对上述背景技术所提及的技术问题，而采用以下技术方案来实现：一种利用烟气余热的连续炭化炉，包括给料仓，所述给料仓的出料口连接有给料缓存仓，所述给料缓存仓的底部安装有给料机，所述给料机的出料口连接有炭化管，所述炭化管上设置有炭化管温度计，所述炭化管靠近给料机的一端安装有螺旋输送机，所述炭化管上叠套有炭化换热管，所述炭化换热管连接有进烟气管道和出烟气管道，所述出烟道管上设置有压力表和耐热风机，所述炭化管远离螺旋输送机的一侧连接有裂解气排放管，所述裂解气排放管连接有锅炉，所述炭化管的出料口连接有缓冲仓，所述缓冲仓的出料口连接有储炭桶。
5.作为优选实例，所述给料缓存仓上安装有搅拌机。
6.作为优选实例，所述进烟气管道上安装有第一气动蝶阀，所述出烟气管道上安装有第二气动蝶阀，所述炭化管与缓冲仓之间安装有第三气动蝶阀，所述给料仓与给料缓存仓之间安装有第五气动蝶阀。
7.作为优选实例，所述进烟气管道上安装有烟气加热器温度计和气动闸阀，且所述烟气加热器温度计位于第一气动蝶阀与炭化换热管之间。
8.作为优选实例，所述缓冲仓与储炭桶之间安装有第四气动蝶阀。
9.作为优选实例，还包括plc控制器，所述plc控制器分别与第一气动蝶阀、第二气动蝶阀、第三气动蝶阀、第四气动蝶阀、第五气动蝶阀、缓存仓搅拌机、烟气加热器温度计、炭化管温度计、压力表、耐热风机及螺旋输送机信号连接。
10.作为优选实例，所述炭化管在炭化过程中的温度控制在460℃。
11.作为优选实例，所述耐热风机开启后出烟道管的压力不超过100pa。
12.作为优选实例，所述螺旋输送机的电气频率大于给料机的电气频率。
13.本发明的有益效果是：1.使用时，打开进烟气管道中的第一气动蝶阀，同时打开出烟气管道中的第二气
动蝶阀和耐热风机使工厂废气进入炭化换热管，待炭化管温度计显示温度升至指定温度460℃开始进料。生物质原料由给料仓进入，打开给料仓下方的第五气动蝶阀，生物质原料进入给料仓缓存仓，给料缓存仓中缓存仓搅拌机对生物质原料进行破碎与均质搅拌，破碎均质好的生物质原料通过给料机与螺旋输送机接力进入炭化管，生物质原料经过炭化换热管阶段时发生热裂解，产生生物炭，生物炭被输送至炭化管的末端，打开炭化管的末端第三气动蝶阀，生物炭进入缓冲仓，缓冲仓中生物炭降温冷却一段时间后，打开缓冲仓与储炭桶之间第四气动蝶阀，生物炭落入储炭桶，生物质原料热解过程中释放的裂解气通过裂解气排放管进入锅炉，实现回收利用，尾气则通过出烟气管道最终排入工厂废气管道统一处理。生物质热裂解主要采用电厂烟气余热作为重要热源，产生的裂解气用于能源回收利用的有益效果和节约能用的有益效果。
14.2.通过第一气动蝶阀、第二气动蝶阀、第三气动蝶阀、第五气动蝶阀的设置可保障间歇性给料与出料后与外部空气隔绝造成限氧热裂解环境，保障连续出炭的同时，降低生物炭灰分，提高生物炭的出炭率的有益效果。
附图说明
15.图1为本发明的结构示意图。
16.图中：给料仓 1、给料缓存仓2、给料机3、炭化管4、螺旋输送机5、炭化换热管6、缓冲仓7、储炭桶8、进烟气管道9、手动阀闸10、锅炉11、烟气加热器温度计12、炭化管温度计13 、压力表14、耐热风机15、裂解气排放管16、第一气动蝶阀17、第二气动蝶阀18、第三气动蝶阀19、第四气动蝶阀20、缓存仓搅拌机21、plc控制器22、第五气动蝶阀23、出烟气管道24。
实施方式
17.为了对本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
18.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
20.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明 的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚 的目的，其本身不指示所
讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的 实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
21.如图1所示，一种利用烟气余热的连续炭化炉，包括给料仓1，给料仓1的出料口连接有给料缓存仓2，给料缓存仓2上安装有搅拌机21，给料缓存仓2的底部安装有给料机3，给料机3的出料口连接有炭化管4，炭化管4上设置有炭化管温度计13，炭化管4靠近给料机3的一端安装有螺旋输送机5，炭化管4上叠套有炭化换热管6，炭化换热管6连接有进烟气管道9和出烟气管道24，出烟道管24上设置有压力表14和耐热风机15，炭化管4远离螺旋输送机5的一侧连接有裂解气排放管16，裂解气排放管16连接有锅炉11，炭化管4的出料口连接有缓冲仓7，缓冲仓7的出料口连接有储炭桶8。
22.进烟气管道9上安装有第一气动蝶阀17，出烟气管道24上安装有第二气动蝶阀18，炭化管4与缓冲仓7之间安装有第三气动蝶阀19，给料仓1与给料缓存仓2之间安装有第五气动蝶阀23。进烟气管道9上安装有烟气加热器温度计12和气动闸阀10，且烟气加热器温度计12位于第一气动蝶阀17与炭化换热管6之间。缓冲仓7与储炭桶8之间安装有第四气动蝶阀20。
23.还包括plc控制器22，plc控制器22分别与第一气动蝶阀17、第二气动蝶阀18、第三气动蝶阀19、第四气动蝶阀20、第五气动蝶阀23、缓存仓搅拌机22、烟气加热器温度计12、炭化管温度计13、压力表14、耐热风机15及螺旋输送机5信号连接。炭化管4在炭化过程中的温度控制范围在在460℃。耐热风机15开启后出烟道管24的压力不超过100pa。
24.具体的，炭化换热管6为烟气管道在炭化管4的叠套部分，进烟气管道9通过气动闸阀10与业主废气管道相连，进烟气管道9安装有烟气加热器温度计12，进烟气管道9中的烟气在温度450~470℃，出烟气管道24耐热风机15，出烟气管道24在耐热风机15前安装有压力表14。打开手动阀闸10，通过plc控制器22打开烟气管道9中第一气动蝶阀17及出烟气管道24中耐热风机15、第二气动阀18，耐热风机15的电气频率为20~40hz，耐热风机15的电气频率优选30hz，工厂废气进入进烟气管道9，烟气经过炭化换热管6时与炭化管4换热，通过耐热风机15运转重新进入工厂废气管道，本步骤充分利用工厂废气余热进行热解，减少外部热源能量损耗。
25.给料仓1与给料缓存仓2之间相互连通，给料缓存仓2内安装有给料机3，给料缓存仓2与炭化换热管4相连，炭化换热管4输送端与螺旋输送机5相连，炭化换4套有炭化换热管6，炭化管4设有温度计13，炭化管4通过裂解气排放管16与锅炉11相连，炭化管4与缓冲仓7相连，缓冲仓7与储炭桶8相连。通过plc控制器22控制生物质原料的进入与生物炭的释放，设置给料机3的电气频率在5~20hz，给料机3的电气频率优选10hz，设置螺旋输送机5的电气频率在10~30hz，螺旋输送机5的电气频率优选20hz，给料机3保障物料给料，且螺旋输送机5的电气频率大于给料机3的电气频率，保障生物质原料或者生物炭不堵塞炭化管。
26.plc控制器22控制各气动蝶阀间歇式开放控制物料的进出，可以隔绝大量空气进入，保障炭化管中限氧环境，提高出炭率，降低生物炭的灰分含量。
27.工作原理：打开进烟气管道9中的第一气动蝶阀17，同时打开出烟气管道24中的第二气动蝶阀18和耐热风机15使工厂废气进入炭化换热管6，待炭化管温度计13显示温度升至指定温度460℃开始进料。生物质原料由给料仓1进入，打开给料仓下方的第五气动蝶阀
23，生物质原料进入给料仓缓存仓2，给料缓存仓2中缓存仓搅拌机21对生物质原料进行破碎与均质搅拌，破碎均质好的生物质原料通过给料机3与螺旋输送机5接力进入炭化管4，生物质原料经过炭化换热管6阶段时发生热裂解，产生生物炭，生物炭被输送至炭化管4的末端，打开炭化管4的末端第三气动蝶阀19，生物炭进入缓冲仓7，缓冲仓7中生物炭降温冷却一段时间后，打开缓冲仓7与储炭桶8之间第四气动蝶阀20，生物炭落入储炭桶8，生物质原料热解过程中释放的裂解气通过裂解气排放管16进入锅炉11，实现回收利用，尾气则通过出烟气管道24最终排入工厂废气管道统一处理。生物质热裂解主要采用电厂烟气余热作为重要热源，产生的裂解气用于能源回收利用。第一气动蝶阀17、第二气动蝶阀18、第三气动蝶阀19、第五气动蝶阀23的设置可保障间歇性给料与出料后与外部空气隔绝造成限氧热裂解环境，保障连续出炭的同时，降低生物炭灰分，提高生物炭的出炭率。本发明设备充分利用了工厂烟气废热，正能量产出、灰分少、出炭率高、可连续运行、结构精简、负碳排放，适合工厂对本厂的生物质废料进行炭化处理。
28.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：包括给料仓（1），所述给料仓（1）的出料口连接有给料缓存仓（2），所述给料缓存仓（2）的底部安装有给料机（3），所述给料机（3）的出料口连接有炭化管（4），所述炭化管（4）上设置有炭化管温度计（13），所述炭化管（4）靠近给料机（3）的一端安装有螺旋输送机（5），所述炭化管（4）上叠套有炭化换热管（6），所述炭化换热管（6）连接有进烟气管道（9）和出烟气管道（24），所述出烟道管（24）上设置有压力表（14）和耐热风机（15），所述炭化管（4）远离螺旋输送机（5）的一侧连接有裂解气排放管（16），所述裂解气排放管（16）连接有锅炉（11），所述炭化管（4）的出料口连接有缓冲仓（7），所述缓冲仓（7）的出料口连接有储炭桶（8）。2.根据权利要求1所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：所述给料缓存仓（2）上安装有搅拌机（21）。3.根据权利要求2所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：所述进烟气管道（9）上安装有第一气动蝶阀（17），所述出烟气管道（24）上安装有第二气动蝶阀（18），所述炭化管（4）与缓冲仓（7）之间安装有第三气动蝶阀（19），所述给料仓（1）与给料缓存仓（2）之间安装有第五气动蝶阀（23）。4.根据权利要求3所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：所述进烟气管道（9）上安装有烟气加热器温度计（12）和气动闸阀（10），且所述烟气加热器温度计（12）位于第一气动蝶阀（17）与炭化换热管（6）之间。5.根据权利要求4所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：所述缓冲仓（7）与储炭桶（8）之间安装有第四气动蝶阀（20）。6.根据权利要求5所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：还包括plc控制器（22），所述plc控制器（22）分别与第一气动蝶阀（17）、第二气动蝶阀（18）、第三气动蝶阀（19）、第四气动蝶阀（20）、第五气动蝶阀（23）、缓存仓搅拌机（22）、烟气加热器温度计（12）、炭化管温度计（13）、压力表（14）、耐热风机（15）及螺旋输送机（5）信号连接。7.根据权利要求1所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：所述炭化管（4）在炭化过程中的温度控制在460℃。8.根据权利要求1所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：所述耐热风机（15）开启后出烟道管（24）的压力不超过100pa。9.根据权利要求1所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：所述螺旋输送机（5）的电气频率大于给料机（3）的电气频率。10.根据权利要求1所述的一种利用烟气余热的连续炭化炉，其特征在于：所述耐热风机（15）的电气频率优选为30hz。

技术总结
本发明公开了一种利用烟气余热的连续炭化炉，属于烟气脱硝技术设备领域。它给料仓，给料仓的出料口连接有给料缓存仓，给料缓存仓的底部安装有给料机，给料机的出料口连接有炭化管，炭化管上设置有炭化管温度计，炭化管靠近给料机的一端安装有螺旋输送机，炭化管上叠套有炭化换热管，炭化换热管连接有进烟气管道和出烟气管道，出烟道管上设置有压力表和耐热风机，炭化管远离螺旋输送机的一侧连接有裂解气排放管，裂解气排放管连接有锅炉，炭化管的出料口连接有缓冲仓，缓冲仓的出料口连接有储炭桶。它解决利用电厂废气余热作为炭化炉热源的同时将炭化炉裂解气回收利用于锅炉供热，尾气排入工厂废气统一处理，不仅大大节省了能耗问题。题。题。


技术研发人员：陈卫华 孙鹏 沈国清 吴健 乐亮亮 徐建华
受保护的技术使用者：上海黎明资源再利用有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/21