一种生物炭制备系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种生物炭制备系统，该生物炭制备系统包括炭化炉和尾气处理系统。尾气处理系统即可去除有害气体，又可对可燃气体进行回收，其进气端与炭化炉上的换气口相连，包括依次串联的水洗机构、旋风分离器、冷却器、水气分离器和集气罐。该生物炭制备系统具对制备的生物炭进行降温冷却的冷却机构，且冷却机构至少包括油冷和水冷两级冷却，加速出炭冷却，以实现连续生产。

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭制备系统
本技术涉及农业废弃物无害化处理和资源化高效利用领域，尤其涉及一种生物炭制备系统。
技术介绍
生物炭是生物质在绝氧或缺氧环境下，经过高温热裂解后产生的一类高度芳香化难溶性固体产物。土壤中施用生物质炭可降低土壤容重，提升土壤碳库，提高土壤团聚性和土壤持水能力。另外，由于生物炭特殊的孔隙结构、较大的比表面积和化学官能团，生物炭可以吸附和固定肥料养分，延缓肥料在土壤中的释放和降低养分淋失。此外，生物炭还可作为一种天然的氮素肥料缓释剂在农业生产中发挥巨大作用。因此生物炭在农业发展中具有重要作用。现有技术中在制备生物炭时，多使用碳化炉对物料进行高温热裂解制粒后直接排出，由于炭化区的温度在400℃～600℃，制备成的生物炭温度较高，直接排出后接触空气可能会导致生物炭复燃，破坏生物炭，导致其成品率降低，影响后期肥效。目前公知的生物炭冷却采用自然冷却，生物炭从400℃～600℃逐步冷却至室温需要20余小时以上，夏季甚至需要几天时间，因为生物炭至干馏时，需要加热至500℃以上才会产生干馏气，而制成的生物炭至冷却过程中亦会氧化发热，因此温度难以降低，且该种操作使得生产不能连续，降低了生产效率。另外，生物炭在制备过程中会产生HCN、SO2、NH3、NOX等有害气体，现有的对生产中产生的废气由喷淋塔吸收处理，喷淋塔本身是一种保护环境净化废气的一种设备，它可以把废气中含有的有毒有害物质吸收并消除，主要是因为喷淋塔利用酸碱中反应和氧化还原的原理达到了快速净化废气的目的。但是生物炭在制备过程中还会产生CH4、H2、CO等可燃气体，而现有的对尾气进行水洗处理达到排放标准后就会直接排放，从而使该部分的可燃气体浪费。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种能够对制备的生物炭进行强制降温，实现连续生产，并能够对可燃气体进行回收的生物炭制备系统。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种生物炭制备系统，包括炭化炉和尾气处理系统，所述炭化炉的底部设有支架，于炭化炉的顶部和底部分别设有第一进料口和第一出料口；所述炭化炉内腔的下部设有用于使物料阴燃的点火机构，于其内腔还设有用于推动物料向下输送并搅碎物料呈颗粒状的出料机构，对应点火机构的炭化炉侧壁上开设有换气口，其特征在于：所述尾气处理系统的进气端与换气口相连，包括依次串联的水洗机构、旋风分离器、冷却器、水气分离器和集气罐，于集气罐前的输气管路上设有抽气泵；生物炭制备系统包括用于对制备的生物炭进行降温的冷却机构；所述冷却机构包括油冷室和水冷绞龙；所述油冷室固定于炭化炉底部，其侧壁上开设有进油口和出油口，所述第一出料口贯穿油冷室；所述水冷绞龙倾斜向上设置，其下端的侧壁上具有向上并与第一出料口连接的第二进料口，其上端的侧壁上具有向下的第二出料口，其内部具有用于驱动物料向第二出料口输送的绞龙轴，所述水冷绞龙的壳体呈双层结构，于内、外壳体间形成水冷夹层，所述水冷夹层的上端具有进水口，下端具有出水口，所述进水口和出水口与水冷装置形成环向连接，使得水冷装置能够对水冷夹层循环供给冷却水。进一步的技术方案在于：所述水冷夹层通过隔板于轴向上分隔成上下两个独立的夹层，每一夹层的上下两端均分设有进水口和出水口。进一步的技术方案在于：所述点火机构包括环向均布固定于炭化炉下部内壁上的多个点火器、设于炭化炉下部内的温度传感器和外设的第一控制器，所述第一控制器的信号输入端连接温度传感器，控制输出端连接抽气泵。进一步的技术方案在于：所述换气口上设有能够调节开口大小的电子流量阀，所述第一控制器的控制输出端还连接有电子流量阀。进一步的技术方案在于：所述出料机构包括出料电机和搅拌轴，所述搅拌轴竖直设于炭化炉的中心，并借助轴承与炭化炉可转动连接，所述搅拌轴上固定有螺旋叶片，所述搅拌轴的下端贯穿油冷室并借助联轴器与出料电机的输出轴固定。进一步的技术方案在于：所述水洗机构包括储水池和喷淋塔，所述喷淋塔具有串联的一级喷淋塔和二级喷淋塔；每一喷淋塔的底部镂空，并架设于储水池上；每一喷淋塔内具有位于进气口上方、且上下间隔设置的至少两组水洗单元，每一水洗单元包括填料层和于其上方的喷淋管，所述喷淋管通过抽水泵与储水池连通；所述一级喷淋塔下部的内壁上周向等距开设有至少两道滑槽，于一级喷淋塔下方的所述填料层上固定有与滑槽相匹配的滑块，所述一级喷淋塔的侧壁上水平固定有与滑块对应的气缸，所述气缸的缸杆伸长后贯穿一级喷淋塔的侧壁，并位于滑块下方对其支撑，所述一级喷淋塔的出气口设有气体流量传感器，所述气体流量传感器和气缸分别连接于一第二控制器的信号输入端和控制输出端。进一步的技术方案在于：所述储水池内壁的上部固定有过滤网，所述抽水泵的进水管位于过滤网的下方，所述喷淋塔的底部位于过滤网的上方。进一步的技术方案在于：所述冷却器包括上下设置的集气箱和集水箱，所述集气箱和集水箱之间连通有多根散热管，所述集气箱通过竖向的隔板分隔成独立的进气腔和出气腔，所述进气腔与旋风分离器的出气端连通，所述出气腔与水气分离器的进气端连通，所述集水箱上开设有排水口。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：在尾气处理系统中增加了对可燃气体的回收部分，通过旋风分离器、冷却器和水气分离器的设置，可去除水洗过程中的水气，以及对高温的气体进行降温，以保证可燃气体的干燥性以及高效的存储，提高生物炭制备的价值。生物炭制备系统具对制备的生物炭进行强制降温冷却的冷却机构，且冷却机构至少包括两级冷却。炭化完成后，首先在出料口周围设置油冷室，在出料的流动过程中，利用冷却油进行快速冷却到200℃以下；然后再利用水冷绞龙进行循环水冷，一方面生物炭经水冷绞龙输送的时间和行程较长，延长了水冷时间，另一方面生物炭在水冷绞龙内经绞龙轴不断搅拌，使生物炭与水冷夹层能够充分的、均匀的接触。通过两级冷却能够有效的保证生物炭出料后与空气不会复燃，有效保证了生物炭的质量，且利用该生物炭制备装置能够连续进行制炭生产，提高了生产效率。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术的结构示意图；图2是本技术中炭化炉与冷却机构连接的结构示意图；图3是本技术中一级喷淋塔的结构示意图。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。如图1和图2所示，一种生物炭制备系统，用于将生物质在绝氧或缺氧环境下，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物炭制备系统，包括炭化炉(101)和尾气处理系统，所述炭化炉(101)的底部设有支架，于炭化炉(101)的顶部和底部分别设有第一进料口(102)和第一出料口(103)；所述炭化炉(101)内腔的下部设有用于使物料阴燃的点火机构，于其内腔还设有用于推动物料向下输送并搅碎物料呈颗粒状的出料机构，对应点火机构的炭化炉(101)侧壁上开设有换气口(104)，其特征在于：/n所述尾气处理系统的进气端与换气口(104)相连，包括依次串联的水洗机构(201)、旋风分离器(202)、冷却器(203)、水气分离器(204)和集气罐(205)，于集气罐(205)前的输气管路上设有抽气泵(206)；/n生物炭制备系统包括用于对制备的生物炭进行降温的冷却机构(301)；/n所述冷却机构(301)包括油冷室(302)和水冷绞龙(303)；所述油冷室(302)固定于炭化炉(101)底部，其侧壁上开设有进油口和出油口，所述第一出料口(103)贯穿油冷室(302)；所述水冷绞龙(303)倾斜向上设置，其下端的侧壁上具有向上并与第一出料口(103)连接的第二进料口(304)，其上端的侧壁上具有向下的第二出料口(305)，其内部具有用于驱动物料向第二出料口(305)输送的绞龙轴，所述水冷绞龙(303)的壳体呈双层结构，于内、外壳体间形成水冷夹层(306)，所述水冷夹层(306)的上端具有进水口(307)，下端具有出水口(308)，所述进水口(307)和出水口(308)与水冷装置形成环向连接，使得水冷装置能够对水冷夹层(306)循环供给冷却水。/n...

【技术特征摘要】
1.一种生物炭制备系统，包括炭化炉(101)和尾气处理系统，所述炭化炉(101)的底部设有支架，于炭化炉(101)的顶部和底部分别设有第一进料口(102)和第一出料口(103)；所述炭化炉(101)内腔的下部设有用于使物料阴燃的点火机构，于其内腔还设有用于推动物料向下输送并搅碎物料呈颗粒状的出料机构，对应点火机构的炭化炉(101)侧壁上开设有换气口(104)，其特征在于：
所述尾气处理系统的进气端与换气口(104)相连，包括依次串联的水洗机构(201)、旋风分离器(202)、冷却器(203)、水气分离器(204)和集气罐(205)，于集气罐(205)前的输气管路上设有抽气泵(206)；
生物炭制备系统包括用于对制备的生物炭进行降温的冷却机构(301)；
所述冷却机构(301)包括油冷室(302)和水冷绞龙(303)；所述油冷室(302)固定于炭化炉(101)底部，其侧壁上开设有进油口和出油口，所述第一出料口(103)贯穿油冷室(302)；所述水冷绞龙(303)倾斜向上设置，其下端的侧壁上具有向上并与第一出料口(103)连接的第二进料口(304)，其上端的侧壁上具有向下的第二出料口(305)，其内部具有用于驱动物料向第二出料口(305)输送的绞龙轴，所述水冷绞龙(303)的壳体呈双层结构，于内、外壳体间形成水冷夹层(306)，所述水冷夹层(306)的上端具有进水口(307)，下端具有出水口(308)，所述进水口(307)和出水口(308)与水冷装置形成环向连接，使得水冷装置能够对水冷夹层(306)循环供给冷却水。


2.根据权利要求1所述的一种生物炭制备系统，其特征在于：所述水冷夹层(306)通过隔板于轴向上分隔成上下两个独立的夹层，每一夹层的上下两端均分设有进水口(307)和出水口(308)。


3.根据权利要求1所述的一种生物炭制备系统，其特征在于：所述点火机构包括环向均布固定于炭化炉(101)下部内壁上的多个点火器(105)、设于炭化炉(101)下部内的温度传感器和外设的第一控制器，所述第一控制器的信号输入端连接温度传感器，控制输出端连接抽气泵(206)。


4.根据权利要求3所述的一种生物炭制备系统，其特征在于：所述换气口(104)上设有能够调节开口大小的电子流量阀(106)，所述第一控制器的控制输出端还连接有电子流...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙世友，刘蕾，茹淑华，王凌，侯利敏，刘孟朝，张国印，赵欧亚，郑晓亮，
申请(专利权)人：河北省农林科学院农业资源环境研究所，河北艾川科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13