连续生产木炭的处理和反应器制造技术

具有同心布置的同心装料区(1)和干燥区(2)、碳化区(3)、冷却区(4)和排出区(5)的立式反应器中的连续生产木炭系统以及从碳化气体回收能量以生产该木炭的方法，包括从干燥区(2)提取碳化气体并将其细分为再循环气体和加热气体，其余气体超过发电所需的能量；在热气体发生器(11)中燃烧加热气体；将再循环气体注入到热回收单元(9)中；将燃烧后的加热气体注入到热回收单元(9)中，间接加热再循环气体；以及将加热后的循环气体再注入反应器(R)的碳化区(3)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连续生产木炭的处理和反应器
本专利技术涉及用于冶金工业连续生产高级木炭的反应器和系统。本专利技术还涉及一种从碳化气体中回收能量以连续生产木炭的方法，该方法适用于反应器和连续生产木炭系统。该方法提供了更高的能源效率，并在生产木炭处理中更好地利用了源自碳化的化学能，从而减少了其他能源的消耗。
技术介绍
例如，用于连续生产木炭的反应器由文献FR2416931，US5584970和US1739786以及PI0800063-8已知。FR2416931公开了一种在移动床反应器中连续生产木炭的方法，包括截面减小的装料堆H，其中，定期控制木材的水平以确保该堆不断地装满木材。然后提供具有大得多的截面的大桶C，其中木材逐渐干燥，并随后在来自所述大桶的下部的热气体的作用下碳化。焦木蒸汽通过提取管线从大桶中抽出，并输送到与大桶C下部相连的腔室F中，同时将来自热交换器E的热气体注入该腔室F中。气体产物从基本上与腔室F处于同一高度的腔室抽出，并输送到与热交换器E连接的空间。在大桶C的碳化区下方是一个隔室R，用于通过塔L内的水冷管线循环从所述隔室中抽出并将其重新注入隔室中的气体来冷却木炭。US5584970公开了一种反应器1，其包括输入腔室2、用于干燥木材的预热区3、碳化区4、可选的煅烧区5和冷却区6。在不同的区之间s是具有圆锥形状的环形斜槽28和38，由此在碳化区出口处提取的热气体被循环，与(冷)废气混合，再注入干燥区和碳化区之间的斜槽周围。供给冷却区的冷却气体在下锥体周围提取并通过冷却器。包含可燃元素的废气从预热区的顶部提取并部分输送到燃烧室，从该室提取的气体用于在热交换器中对空气进行预热，然后将其排出。具体地，在FR2416931中，并且在US5584970中以较小的比例，装料区的横截面比随后的预热区的横截面小并且部分地US1739786，这种重叠具有以下作用：在预热区顶部的热气体的提取期间，使木材从气体出口处排出，从而防止了锯末被输送到气体导管中，从而避免了堵塞和频繁维护的需要。专利PI0800063-8也公开了一种用于连续生产木炭的立式反应器，其目的在于减少锯末与从预热区提取的气体一起被拖拽，而基本上不改变反应器的形状和尺寸。为此，装料区相对于干燥区偏心地布置，用于从干燥区提取气体的出口基本上位于由装料区延伸到干燥区中而形成的具有最大环形空间的部分中。专利PI0800063-8还提到，装料区的直径约为2,000mm，而干燥区的直径为2,500mm，因此装料区的竖直几何轴与干燥区的竖直几何轴之间的距离D约为100mm。装料区和干燥区的直径之比为0.8。尽管装料区和干燥区的这种偏心阵列对于减小锯末拖拽是有效的，即使其尺寸相对相似，其也可在干燥炉中产生碳化更大的优先流动区。这干扰了干燥炉中的碳化热分布，对其性能产生不利影响。本专利技术的目的本专利技术的主要目的是所描述类型的反应器，其提供对碳化区热曲线的更好控制，这意味着对所得木炭的物理和化学性质进行更好的现代化。这个事实可使木材团的木炭产量更高，从而使冶金行业的产量最大化。本专利技术的另一个目的是提供一种更好地利用碳化气体中的化学能的技术。此外，该解决方案还旨在减少在反应器顶部提取蒸气时木屑的拖拽。本专利技术的另一个目的是使加热的碳化气体的再循环团通过环以均质的方式分布在碳化区基部。
技术实现思路
通过从碳化气体中回收能量以在具有竖直结构的反应器中连续生产木炭的方法中获得本专利技术的目的，该反应器依次包括：顶部装料区、干燥区、碳化区、冷却区和排出区，该方法包括以下步骤：从反应器干燥区的顶部提取碳化气体，并将其分成至少包括再循环气体团和加热气体团的部分；在热气体发生器中进行加热气体团的燃烧；将再循环气体团注入到热回收单元中；将燃烧后的加热气体团注入到热回收单元中，而不与再循环气体团接触，从而加热再循环气体团；并且通过热回收单元将加热后的循环气体团重新注入反应器的碳化区基部。在从反应器中提取和细分碳化气体的步骤中，可将碳化气体细分为三个部分，其中，第三部分是被送到火力电厂的剩余团。此外，在燃烧之后并且在被注入到热回收单元上之后，加热气体团随后可被用于干燥木材，该木材随后将被供给到反应器的装料区中。本专利技术的目的还通过一种连续的生产木炭系统来实现，该系统由具有竖直结构的反应器组成，该反应器依次包括：顶部装料区、在其顶部具有至少两个用于提取碳化气体的出口的干燥区、碳化区、冷却区和排出区，以及与至少两个干燥区出口流体连通的气体回收回路。该回路包括热回收单元，在热回收单元中循环从反应器中提取的再循环气体团，其中，该再循环团被加热并再注入碳化区基部；和热气体发生器，其接收和处理从反应器中提取的加热气体团的燃烧，燃烧后将加热气体排入热回收单元进行热交换，而不与热回收单元中的再循环气体直接接触。该系统还可包括木材干燥机，在燃烧之后并且在通过热回收单元之后，将加热气体供给到木材干燥机中。还可安装一条管线，该管线连接到反应器出口，并将从反应器中提取的碳化气体的剩余团(超过系统的能量要求)运送到热电厂。该系统还可包括围绕碳化区基部的管状环，该环与热回收单元流体连通，并且包括规则地围绕碳化区分布的多个连接件，从而在环的内部与碳化区基部之间建立流体连通，由此使再循环气体团从热回收单元流向环，并通过连接件到达碳化区基部。在根据本专利技术的系统中，反应器的装料区的横截面小于干燥区的横截面，并且具有延伸到干燥区内部的延伸部，在该延伸部周围形成环形空间，其中装料区相对于干燥区同心排列，并且其中，装料区DC的直径与干燥区DS的直径之比在0.68至0.72之间。该系统适于处理上述方法。本专利技术的目的还通过用于连续生产木炭的反应器来实现，该反应器具有竖直结构，依次包括：顶部装料区、干燥区、碳化区、冷却区和排出区，由此装料区的横截面小于干燥区的横截面，并具有延伸到干燥区的内部的延伸部，在延伸部周围形成环形空间，从而在干燥区的顶部，以径向相反的方式布置了至少两个用于提取气体的出口，装料区相对于干燥区同心排列，其中装料区DC的直径与干燥区DS的直径之比在0.68至0.72之间。反应器还可包括围绕冷却区基部的下管状环(该下管状环与其内部流体连通)以及围绕冷却区顶部的上管状环(该上管状环与其内部流体连通)。热交换器具有与上环流体连通的入口，用于在冷却区的顶部提取碳化气体，以及与下环流体连通的出口，由此从冷却区抽出的碳化气体流经上环并且从那里通过热交换器到达下环，再回到冷却区基部。附图说明下面将基于附图中示出的实施方式的实例来更详细地描述本专利技术。这些图示出了：图1A-连续生产木炭反应器不同区的简化示意图，包括外部设备以及装料和排出步骤；图1B-图1A中的装料区和干燥区的局部放大图；图2-用于燃烧碳化气体并加热再循环团的系统，该系统提供能量并保持反应器的热量分布；图3-比较了通过有关本专利技术获得的木炭网格和现有技术中传统干燥炉生产的木炭网的分布图；图4-示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从碳化气体中回收能量以在具有竖直结构的反应器(R)中连续生产木炭的方法，所述反应器依次包括：顶部装料区(1)、干燥区(2)、碳化区(3)、冷却区(4)和排出区(5)，所述方法的特征在于包括以下步骤：/n从所述反应器的所述干燥区(2)的顶部提取所述碳化气体，并将所述碳化气体细分为至少包括再循环气体团和加热气体团的部分；/n在热气体发生器(11)中进行所述加热气体团的燃烧；/n将所述再循环气体团注入到热回收单元中；/n将燃烧后的加热气体团注入到所述热回收单元中，以间接加热所述再循环气体团；并且/n将由所述热回收单元加热的再循环气体团重新注入到所述反应器(R)的所述碳化区(3)的基部中。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171002 BR 102017021185-11.从碳化气体中回收能量以在具有竖直结构的反应器(R)中连续生产木炭的方法，所述反应器依次包括：顶部装料区(1)、干燥区(2)、碳化区(3)、冷却区(4)和排出区(5)，所述方法的特征在于包括以下步骤：
从所述反应器的所述干燥区(2)的顶部提取所述碳化气体，并将所述碳化气体细分为至少包括再循环气体团和加热气体团的部分；
在热气体发生器(11)中进行所述加热气体团的燃烧；
将所述再循环气体团注入到热回收单元中；
将燃烧后的加热气体团注入到所述热回收单元中，以间接加热所述再循环气体团；并且
将由所述热回收单元加热的再循环气体团重新注入到所述反应器(R)的所述碳化区(3)的基部中。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在从所述反应器(R)中提取且细分所述碳化气体的步骤中，将所述碳化气体细分为三个部分，其中，第三部分是被输送到热电厂(17)的剩余团。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在燃烧之后并且在注入到所述热回收单元以进行间接加热之后，随后使用所述加热气体团来干燥木材，所述木材随后将被供给到所述反应器的所述装料区中。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过控制强制进入所述热气体发生器(11)的大气量来控制重新注入到所述反应器(R)的所述碳化区(3)的基部中的所述再循环气体团的温度。


5.连续生产木炭系统，其特征在于，包括：
具有竖直结构的反应器，所述反应器依次包括：顶部装料区(1)、具有至少两个用于在其顶部提取碳化气体的出口(8)的干燥区(2)、碳化区(3)、冷却区(4)和排出区(5)，以及
与所述干燥区的至少两个所述出口(8)流体连通的气体回收回路，其中，所述气体回收回路包括：
热回收单元(9)，从所述反应器提取的再循环气体团在所述热回收单元中进行循环，其中，所述再循环团被加热并被重新注入所述碳化区(3)的基部中；以及
热气体发生器(11)，所述热气体发生器接收并处理从所述反应器提取的加热气体团的燃烧，将燃烧后的加热气体排出到所述热回收单元(9)，以便与所述热回收单元(9)中的所述再循环气体团进行间接热交换。


6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，包括木材干燥机(18)，所述加热气体在被燃烧之后并且在通过所述热回收单元(9)之后，被进给到所述木材干燥机。


7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，包括与所述反应器的所述出口(8)连通的管(16)，所述管(16)将从所述反应器(R)提取的剩...

【专利技术属性】
技术研发人员：费尔南多·拉托雷，
申请(专利权)人：瓦卢瑞克图沃斯巴西股份公司，
类型：发明
国别省市：巴西;BR