【技术实现步骤摘要】
本技术涉及农业废弃物综合利用与资源化，尤其涉及一种针对农作物秸秆（包含瓜果藤蔓）、稻谷壳等农业废弃物炭化的设备。
技术介绍
1、生物炭是将生物质在无氧或缺氧条件下进行热裂解而生产出的固体产物。生物炭用途广泛，可以作为土壤改良剂，以提高土壤透气性和保水保温性；也可以作为煤炭的替代能源，减小工业企业对大气碳排放；还可以进一步活化转化为活性炭，用于污水处理及大气污染物的吸附。基于生物炭的上述优点，将现有农业生产过程中产生的废弃物转化为生物炭，无疑是废弃物资源化利用的有效手段。
2、现有生物质炭化炉，多为固定床式或回转窑式。固定床式炭化炉加热方式采用炉内上层或下层自燃式加热；其工作原理主要是通过燃烧部分生物质所产生的热量来加热上层或下层生物质，并通过控制进风量来调整炭化速度。这种炭化设备效率低，而且需要燃烧掉一部分生物质原料，实际生产的炭得率偏低。
3、回转窑式炭化炉通过加热回转窑的外壁给生物质干馏提供热能。这种加热方式属于外加热式，导热效率受回转窑外壁面积的限制，热效率不高。因此，回转窑式炭化炉的炭化速度较慢，产量也偏低。
4、现有的炭化炉产炭速度慢、产能偏低，不能满足大批量废弃物（特别是秸秆、稻谷壳、瓜果藤蔓等生物质）炭化的需求和任务，亟需寻找新型的快速炭化设备。
技术实现思路
1、现有的炭化设备中，生物质原来基本处于静止（如固定床式）或缓慢运动中（如回转窑式），这样生物质炭化速度主要依靠导热或热源的流动。针对农作物秸秆、稻谷壳的特性，进一步提高炭化
2、为实现上述目的，本技术提供一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，包括进料器、高温长输裂解管道、旋风除尘器、冷却出炭器、余热管道、煅烧仓、燃烧器、高温风机和排放管道；所述的煅烧仓、进料器、高温长输裂解管道、旋风除尘器、余热管道依次串联形成环形通路，高温风机的风口连接到所述环形通路中，提供烟气流动的动力；所述冷却出炭器连接于旋风除尘器的固体出口，燃烧器连接于煅烧仓，排放管道的一端连接到所述环形通路中，另一端连接于环保设备。
3、所述的高温风机可以置于煅烧仓与进料器之间，也可以置于进料器与高温长输裂解管道之间，也可以置于高温长输裂解管道与旋风除尘器之间，也可以置于旋风除尘器与余热管道之间，还可以置于余热管道与煅烧仓之间。
4、所述的进料器，由进料管道、闭风器、储料器构成；所述的进料管道为循环烟气提供通道，在进料管道的中部安装闭风器；所述的闭风器的作用是在向进料管道输送炭化原料物料的同时，担负着密封的功能，在形式上，闭风器可以是一个或多个星型落料器、翻板（抽板）、翻斗、螺旋送料器、活塞式推料器等具有一定密封作用的输料机构；所述的储料器与闭风器相连，用于缓存或引导炭化原料进入闭风器；储料器在形式上可以是料斗、输料管、输送带等；优选的，进料管道可以使用文丘里管结构。
5、所述的高温长输裂解管道，原料在高温长输裂解管道中处于流化状态，并与循环烟气进行热交换而产生裂解反应；在形式上，高温长输裂解管道可以是直管、弯管，也可以盘绕起来以节省空间；高温长输裂解管道的长度大于20米，优选的，高温长输裂解管道为100米左右。所述的流化状态是指物料颗粒在流动气流中不停的飘动翻滚的状态。
6、所述的旋风除尘器直接连接或通过高温风机连接于高温长输裂解管道尾端，将生物炭提取出来，并送入冷却出炭器；旋风除尘器的气体出口连接余热管道，排出余热烟气。
7、所述的冷却出炭器连接于旋风除尘器的固体出口，将高温的生物炭进行冷却；在形式上，冷却出炭器可以是水冷螺旋送料器、水冷转窑、水冷输送带、冷却池或其它形式的冷却设备；在冷却出炭器的入口或出口或内部通道上还设置有出炭闭风器；在形式上，出炭闭风器可以是星型落料器、翻板（抽板）、翻斗、螺旋送料器、活塞式推料器等具有一定密封作用的输料机构。
8、所述的余热管道一端直接连接或通过高温风机连接于旋风除尘器的气体出口，另一端直接连接或通过高温风机连接于煅烧仓，可以将余热烟气引入煅烧仓中进行再利用。
9、所述的煅烧仓直接或通过高温风机间接将余热管道和进料器连接起来；在形式上，煅烧仓可以是耐火高温管道、燃烧炉、燃烧室等能承受高温或具有一定燃烧能力的设备或它们的组合。优选的，煅烧仓还可以配置鼓风机，以用于辅助相关气体燃烧。
10、所述的燃烧器连接于煅烧仓，用于产生高温烟气并将高温烟气送入煅烧仓中；在形式上，燃烧器可以是天然气燃烧机、生物质颗粒燃烧机、燃油燃烧机、炉灶等可以燃烧产生高温烟气的设备。
11、所述的排放管道用于将炭化炉中多余的烟气排出；所述的排放管道的一端可以连接到余热管道或煅烧仓上，也可以连接到高温长输裂解管道上；排放管道的另一端连接于环保设备，对排放管道内烟气进行环保处理并排放。
12、所述的高温长输裂解管道与旋风除尘器可以分开设置为两个部件，也可以将高温长输裂解管道盘绕在旋风除尘器外部，而成为一个部件。高温长输裂解管道可以盘绕成螺线形、弹簧线形、圆形、椭圆形、跑道形、圆角方形或矩形、蛇形（回折形）、其它不规则形及这些形状的组合形式。
13、优选的，炭化炉中的高温部件（包括高温长输裂解管道、旋风除尘器、余热管道、煅烧仓）的外部可以设置保温层以减小炭化炉的热损耗。
14、上述农作物秸秆和稻谷壳炭化设备的生产工艺，包括以下步骤：
15、s1，有氧燃烧：利用燃烧器有氧燃烧产生高温烟气，高温烟气进入煅烧仓对余热烟气进行加热和煅烧，并产生工作温度的循环烟气进入进料器，所述的工作温度为350℃以上；余热烟气中污染物（如焦油等）可以得到有效分解，余热烟气中的可燃成分也可以辅助燃烧。优选的，当余热烟气中的可燃成分所释放化学能可以使循环烟气稳定于工作温度，则燃烧器可以关机或处于小负荷工作状态。
16、s2，密封进料：将炭化原料投入进料器的储料器中，其中，农作物秸秆（包含瓜果藤蔓）等需要切成小段，稻谷壳等则直接投入；炭化原料再经由闭风器进入进料管道中。
17、s3，流化裂解：炭化原料在进料管道中开始加速，进入高温长输裂解管道后处于流化状态；流化状态的原料在循环烟气中进行裂解反应；流化状态下的裂解产物为生物炭和余热烟气。
18、s4，炭粉沉降：生物炭和余热烟气进入旋风除尘器，在旋风除尘器内生物炭得到沉降，而从旋风除尘器底部排出；余热烟气从旋风除尘器顶部排出。
19、s5，炭粉降温：利用冷却出炭器对生物炭进行降温处理，以防止生物炭遇空气而燃烧；冷却后的生物炭再进行后续处理（如：碾磨、筛选、包装等）。
20、s6，余热利用：余热烟气进入余热管道，在煅烧仓中进行再利用；该步骤的特征在于包括两个部分：第一部分，余热烟气中的可燃成分参与燃烧，释放部分化学能以提高能量利用率；第二部分，余热烟本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：包括进料器（1）、高温长输裂解管道（2）、旋风除尘器（3）、冷却出炭器（4）、余热管道（5）、煅烧仓（6）、燃烧器（7）、高温风机（8）和排放管道（9）；所述的煅烧仓（6）、进料器（1）、高温长输裂解管道（2）、旋风除尘器（3）、余热管道（5）依次串联形成环形通路，高温风机（8）的风口连接到所述环形通路中，提供烟气流动的动力；所述冷却出炭器（4）连接于旋风除尘器（3）的固体出口，燃烧器（7）连接于煅烧仓（6），排放管道（9）的一端连接到所述环形通路中，另一端连接于环保设备。
2.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述的高温风机（8）设置于煅烧仓（6）与进料器（1）之间，或者设置于进料器（1）与高温长输裂解管道（2）之间，或者设置于高温长输裂解管道（2）与旋风除尘器（3）之间，或者设置于旋风除尘器（3）与余热管道（5）之间，或者设置于余热管道（5）与煅烧仓（6）之间。
3.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述的进料器（1），由进料管道（1-1）、闭风
4.根据权利要求3所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述的闭风器（1-2）为具有密封作用的输料机构，包括一个以上的星型落料器、翻板、翻斗、螺旋送料器或活塞式推料器；所述的储料器（1-3）包括料斗、输料管或输送带；所述的进料管道（1-1）使用文丘里管结构；
5.根据权利要求4所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述的高温长输裂解管道（2）为100米。
6.根据权利要求4所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述的煅烧仓（6）配置有鼓风机，以用于辅助气体燃烧。
7.根据权利要求4所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述的高温长输裂解管道（2）与旋风除尘器（3）分开设置为两个部件，或者高温长输裂解管道（2）盘绕在旋风除尘器（3）外部，而成为一个部件。
8.根据权利要求4或7所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述高温长输裂解管道（2）的盘绕形状为螺线形、弹簧线形、圆形、椭圆形、跑道形、圆角方形、矩形或蛇形中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述高温长输裂解管道（2）、旋风除尘器（3）、余热管道（5）、煅烧仓（6））的外部设有保温层，以减小炭化设备的热损耗。
...【技术特征摘要】
1.一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：包括进料器（1）、高温长输裂解管道（2）、旋风除尘器（3）、冷却出炭器（4）、余热管道（5）、煅烧仓（6）、燃烧器（7）、高温风机（8）和排放管道（9）；所述的煅烧仓（6）、进料器（1）、高温长输裂解管道（2）、旋风除尘器（3）、余热管道（5）依次串联形成环形通路，高温风机（8）的风口连接到所述环形通路中，提供烟气流动的动力；所述冷却出炭器（4）连接于旋风除尘器（3）的固体出口，燃烧器（7）连接于煅烧仓（6），排放管道（9）的一端连接到所述环形通路中，另一端连接于环保设备。
2.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述的高温风机（8）设置于煅烧仓（6）与进料器（1）之间，或者设置于进料器（1）与高温长输裂解管道（2）之间，或者设置于高温长输裂解管道（2）与旋风除尘器（3）之间，或者设置于旋风除尘器（3）与余热管道（5）之间，或者设置于余热管道（5）与煅烧仓（6）之间。
3.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆和稻谷壳炭化设备，其特征在于：所述的进料器（1），由进料管道（1-1）、闭风器（1-2）和储料器（1-3）构成，所述进料管道（1-1）用于为循环烟气提供通道，所述闭风器（1-2）安装在进料管道（1-1）的中部，用于密封及向进料管道（1-1）输送炭化原料，所述储料器（1-3）与闭风器（1-2）...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑金伟，傅岩梅，吴德会，李德宇，周宏者，
申请(专利权)人：浙江润昇生态科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。