本发明涉及一种自动控温的复合加热式生物炭生产设备及工艺,属于生物质碳化技术领域。
背景技术:
生物炭是指生物有机材料(生物质)在缺氧及低氧环境中经热热解后的固体产物,大多为粉状颗粒。作为一种新型的清洁能源,热解生产的生物炭可以施放到土壤中,既能增加土壤中的有机碳,提高肥力,也能凭借其耐降解性质,提高碳在土壤里的封存时间,缓解温室效应对全球气候变化所带来的负面影响。此外,生物炭具有较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团,可以吸附土壤或污水中的重金属及有机污染物等,因成本较低,被许多人认为是未来活性炭的替代品。
国外发达国家生物质炭化技术发展很快,相继设立众多专门机构,并投入大量资金开展生物炭生产工艺与装备方面的研究,尤其以美国、加拿大、澳大利亚为代表的发达国家已经实现了由炭化试验平台向工业化的转换。我国是农业大国,拥有庞大农业资源,具有广阔的生物炭技术应用前景。目前国内许多单位的生物炭技术研究已从室内研究为主转向以大田应用观测研究为主阶段,生物炭批量化大规模生产工艺的缺乏已成为我国生物炭技术应用的技术瓶颈,因此开发能够实现工业化的生物炭生产系统具有重要意义。
为实现生物炭的连续化生产,中国专利申请“一种生物质碳化设备”(申请号:cn201410185600.x)公开了一种连续式生物质碳化设备,生产速率高,能够将热解油气直接引入燃烧系统燃烧,为生物质的碳化提供能源,降低了对外部碳化能源的需求。但其采用燃烧系统直接对热解腔体进行加热的方法,碳化加热不均匀,同时难以准确控制碳化的温度。申请号为cn200880013328.x的专利申请文件公开了一种用于生产生物炭的设备和工艺,该设备包括:粉碎装置、加热装置、加压装置以及冷却装置,但此发明的能耗高,生物炭生产量小。传统生物炭生产方式中物料在炭化炉中缓慢热解,物料从投入、干燥、热热解炭化和冷却出炭时间较长,无法实现批量化、工业化生产。
技术实现要素:
针对上述现有技术的不足,本发明采用干馏热解原理,提供了一种自动控温的复合加热式生物炭生产设备及工艺。具体技术方案如下:
一种自动控温的复合加热式生物炭生产设备,包括引风机、电机、外加热装置、干燥炭化系统、烟气净化系统和冷却出炭装置;
电机设置在引风机一侧,与引风机相连,为保证烟气净化系统的正常运转提供动力。
引风机和外加热装置维持炭化过程中炭化炉内温度恒定;
干燥炭化系统包括炭化炉、燃烧室、热解室、电加热装置、温度传感器和烟气排出管道;炭化炉为卧式结构,容积大;所述热解室、燃烧室、温度传感器和外加热装置设置在炭化炉内部,所述热解室通过可拆卸的悬挂装置固定于炭化炉上部,装填和取出方便;所述燃烧室位于热解室和电加热装置中间,烟气排出管道设置于炭化炉顶部;所述温度传感器温度探头位于炭化炉中部,温度显示器实时显示炭化炉中温度,通过调节电加热装置维持炭化炉内温度恒定;
炭化炉侧面带有可敞开的开关门,用于炭化炉的密闭;所述炭化炉下部设置炭化炉支撑;
所述热解室为底部开口的立方体,热解室大小及数量根据炭化炉大小进行调节,热解室与热解室之间留有一定的空隙;每个热解室上端密闭,下端开口,每个热解室底部设置双层密闭盖板,其中内层带孔盖板带有热解室燃气排放孔,外层密闭盖板完全密封。在热解过程中内层密封盖关闭,外层密封盖打开,便于热解过程中可燃气体从热解室内排出。热解完成后,将外层密闭盖板密封,防止空气进入,然后将热解室从炭化炉中取出,转移进入冷却出炭装置,将内层带孔盖板和外层密闭盖板打开,将生物炭卸出。
炭化炉室、烟气净化系统和引风机通过排气管道相连。
优选的,所述外加热装置为电加热装置。
优选的,所述炭化炉外部装有保温层。
优选的,在炭化炉内部顶端设置悬挂支架,热解室悬挂挂钩悬挂于悬挂支架上;热解室与热解室之间留有一定的间隙便于导热和燃烧气体的排出。
优选的,所述热解室燃气排放孔的孔径范围为5-10mm。
优选的,烟气净化系统包括循环水管道、沉降池、净化塔,净化塔内有水,所述净化塔底部设置支撑架,净化塔塔身设置液面观察孔,用于观察净化塔内水液面高度;烟气净化水进水口设置在净化塔中部,烟气净化水排出口设置在净化塔底部;炭化炉顶部引出的烟气排出管连接净化塔的下部。
进一步的,循环水管道与净化塔上部连接,沉降池位于净化塔下部。沉降池、循环水管道和净化烟气排放管道中均有扇叶,在引风机的作用下扇叶转动。燃烧后的烟气通过管道进入净化塔中的水体中,扇叶转动将烟气和水体充分混合洗净后通过管道排出。
优选的,冷却出炭装置包括冷却水喷头、冷却水出口、密封盖、冷却出炭室、冷却水喷头和循环出料传送带,在密封盖下方、冷却出炭室上方位置设置冷却喷淋系统三脚架,在冷却喷淋系统三脚架上部设置横向悬挂架,在冷却喷淋系统三脚架下部设置冷却水喷头,热解室通过横向悬挂架固定在冷却喷淋系统三脚架上,炭存储装置位于冷却喷淋系统三脚架下方,用于生物炭的冷却和存储。
本发明提供的一种自动控温的复合加热式生物炭生产设备,所述电加热装置位于燃烧室底部,温度探头位于炭化炉中部,温度显示器实时显示炭化炉温度,通过调节电加热装置维持炭化炉内温度恒定。初期热解室内未产生可燃气体时,热量由加热装置提供,炭化过程中产生的可燃气体量不足时,可由加热装置维持炭化炉温度稳定。炭化完成后将炭化炉中的热解室转入喷淋系统,放出生物炭并快速喷淋,得到产品。
所述的炭化炉内带有若干个单独的热解室,热解室通过热解室悬挂挂钩固定于炭化炉内。炭化炉正面为可开闭的密封板,在热解室装填悬挂过程中打开,装填完毕后关闭密封板连同保温层密闭;热解室底部带有若干个热解室燃气排放孔,便于热解过程中可燃气体的排出,并在燃烧室内燃烧对热解室进行加热,同时防止热解室内的爆炸及灰化。
由于炭化冷却时间缓慢、碳化温度变化幅度大,生物炭产物性质不稳定,独立的热解室可以短时间内被转移到冷却装置,缩短了冷却时间,减少生物碳产物的转化;相对于专利申请低耗环保型生物炭生产设备(申请号cn201610629917.7)和自动控温连续生产生物炭的工艺和设备(申请号cn201110433923.2)公开的内置式热解室的设计,整套炭化时间减少,生产效率大幅度提高。
烟气净化系统中净化塔用来净化烟气,沉降灰尘;炭化炉炭化烟气经冷凝器循环水系统净化冷却,循环水系统的沉降池、循环水管道和净化烟气排放管道中均有扇叶,在引风机的作用下扇叶转动,废气进入循环水管道,经循环水接触洗净后排出。
本发明还提供了一种自动控温的复合加热式生物炭生产工艺,该工艺主要包括三个步骤,步骤一:将挤压成块的农作物秸秆装入本发明提供的上部完全密封、下部带有可开关的双层密封盖的热解室中。关闭内层带孔盖板,打开外层密闭盖板。将热解室通过热解室悬挂挂钩固定于炭化炉中悬挂支架上,热解室与热解室之间留有一定的孔隙便于烟气排出和温度均衡。
步骤二:关闭炭化炉室,打开引风机和烟气净化系统,按照系统软件中设定的程序通过仪表控制台设定热解时间和热解温度。在热解初期,采用外加热装置对炭化炉进行低温加热,热解室中的作物秸秆等有机物料在炭化炉中低温烘干,水蒸气在引风机的作用下从内层带孔盖板的热解室燃气排放孔排出,经排气管道经烟气净化系统处理后排出;在热解炭化期,炭化炉按照设定程序逐步调高温度,使热解室内有机物料高温炭化,炭化过程中分解出的含一氧化碳、甲烷、氢气及其他杂质的烟气在引风机的作用下从热解室底部排出,在燃烧室内燃烧并对炭化炉持续加热,助燃空气是由炭化炉底部的通风孔经引风机吸入,助燃气体和可燃气体经混合后在燃烧室内燃烧对炭化炉进行往复循环加热炭化。热解室内可燃气体排出量波动范围大,难以保持炭化炉温度稳定。通过调节电加热装置功率对炭化炉持续加热,保持炭化炉内温度恒定。待热解室燃气排放孔不再继续产生可燃气体时表示热解完成。
步骤三:热解完成后将关闭热解室底部的外层密封盖,将解热室从炭化炉内取出,将热解室转移至冷却出炭装置中,将热解室固定于横向悬挂架上。打开冷却水喷头,对热解室外壁进行快速降温冷却,打开热解室底部两层盖板,对热解室倾倒出来的生物炭产品进行快速降温冷却,冷却出炭装置密封性好,防止生物炭倾倒过程中回气和炭粉扬尘。
优选的,在热解初期,采用外加热装置对炭化炉进行低温加热时设定的温度范围为120-350℃,加热时间为10-120min;热解炭化温度范围为350-850℃,热解时间为30-180min。
该工艺及设备的优点是:1.以挤压成块状的农作物秸秆等有机物料为原料,在热解室内热解产生的气体通过底部密闭盖的孔隙进入炭化炉的燃烧室内,维持系统温度的持续加热,以生物炭原材料热解过程中产生的燃气为主要燃料,以可自动控温的加热电炉为辅助热源,降低了能耗。炭化炉内供氧和废气排放通过引风机进行。所产生的废气经沉降室和循环喷淋装置净化处理。热解室内不再继续产生燃烧气时将热解室从炭化炉内取出,在出炭喷淋室中放出生物炭冷却存储。2.炭化炉内温度通过自动控温系统进行控制,能够保持碳化过程中温度恒定,避免了不同批次生物炭产品因热解温度差异引起的性质差别,保证了各批次产品质量的相对稳定。3.炭化炉内装有可拆卸式裂解室,原料装填完成后可直接放入炭化炉内,热解完成后可从炭化炉中直接转入冷却出炭室中,减少了在原料装填和炭化炉中解热室缓慢降温耗时,提高了生物炭炭化效率。4.炭化温度监控系统用于监测和控制炉内温度和升温速率,确保炉膛内炭化环境可控。它可以实时的显示和设定温度,实现对温度的自动控制,而且设有超温报警程序。
本发明的要点是:
(1)能耗低:生物质炭化过程中产生的烟气全部转化为纯净可燃气体,作为自身炭化的热源,减少了焦油等副产品收集和分离,减少了热解过程中能量损耗和废气排放。产生的一氧化碳、甲烷、氧气等可燃气体回收、净化,循环燃烧的先进技术。即解决了普通炭化炉在炭化工程中产生的浓烟对环境的污染问题,又解决了设备所需的热能问题,充分做到了自供自给,提高了设备的连续性、经济性,充分利用农林剩余物,使其变废为宝,减轻了我国林业资源供求紧张的压力。
(2)温度恒定:通过自动温度检测探头和电加热装置,能够使炭化炉内温度按照设定要求保持恒定,保证了不同批次产品间热解条件和产品性质相一致。
(3)批量化生产:炭化炉为卧式结构,容积大。将挤压成块的农作物秸秆等有机废弃物装入热解室内,多个热解室顺序悬挂于炭化炉内,热解室与热解室之间留有一定的空隙,便于温度的恒定。
(4)热解速度快:实现生物炭热解过程的快速化,热解室与炭化炉相互分离,作物秸秆装填于热解室内后可快速放入炭化炉中,减少了冷却时间,提高了生物炭生产速率。
(5)无废气排放:所产生的废气经沉降室和循环喷淋装置净化处理,燃烧烟气在烟气净化系统中处理,粉尘及焦油、木醋等经过净化处理后循环使用,冷凝器用来冷却气化炉和炭化炉炭化烟气;净化塔是净化烟气的;循环水系统中冷却水可循环利用,节约能源、绿色环保。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明提供的一种自动控温的环保型生物炭生产设备结构示意图;
图2为本发明提供的一种自动控温的环保型生物炭生产设备的热解室结构示意图;
图3为本发明提供的一种自动控温的环保型生物炭生产设备的冷却出炭装置结构示意图;
图4为本发明提供的一种自动控温的环保型生物炭生产工艺的生物炭热解流程图。
如图所示,图中标号分别代表:1:炭化炉支撑;2:控制仪表台;3:数据传输线;4:燃烧室;5:外加热装置;6:炭化炉;7:保温层;8:悬挂支架;9:温度显示器;10:烟气排出管道;11:热解室燃气排放孔;12:通风孔;13:烟气净化水排出口;14:支撑架;15:液面观察孔;16:扇叶;17:净化塔;18:引风机;19:烟气净化水进水口;20:热解室悬挂挂钩;21:热解室;22:内层带孔盖板;23:外层密闭盖板;24:固定栓塞;25:冷却水出口;26:冷却水喷头;27:冷却喷淋系统三脚架;28:横向悬挂架;29:热解室出料口;30:冷却出炭室;31:循环出料传送带。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本发明提供进一步的说明。
实施例1:
正如背景技术所介绍的,现有的生物炭生产工艺和设备仍存在生产能耗高,生产时间过长,无法批量化生产等问题,基于此,本发明提供了一种自动控温的环保型生物炭生产工艺及设备。所述的引风机、温度传感器、温度显示器和电加热装置均为市购产品。
本发明提供了一种自动控温的环保型生物炭生产设备,如图1及图2所示,包括引风机18、电机、外加热装置5、干燥炭化系统、烟气净化系统和冷却出炭装置;其中外加热装置5为电加热装置;
电机设置在引风机18一侧,与引风机相连,为保证烟气净化系统的正常运转提供动力。
引风机18和外加热装置5维持炭化过程中炭化炉内温度恒定;
干燥炭化系统包括炭化炉6、燃烧室4、热解室21、电加热装置、温度传感器和烟气排出管道10;炭化炉6为卧式结构,热解室21、燃烧室4、温度传感器和电加热装置设置在炭化炉6内部,在炭化炉6内部顶端设置悬挂支架8,热解室悬挂挂钩20悬挂于悬挂支架8上,固定于炭化炉6内;电加热装置位于燃烧室4底部,燃烧室4位于热解室21和电加热装置之间,温度传感器探头位于炭化炉6中部,温度显示器9实时显示炭化炉6温度,通过调节电加热装置维持炭化炉6内温度恒定,烟气排出管道10设置于炭化炉6顶部;
炭化炉6侧面带有可敞开的开关门,用于炭化炉6的密闭;所述炭化炉6下部设置炭化炉支撑1;所述炭化炉6外部装有保温层7。
如图2所示,热解室21为底部开口的立方体,热解室21大小及数量根据炭化炉大小进行调节,热解室21与热解室21之间留有一定的空隙;每个热解室21上端密闭,下端开口,每个热解室21底部设置双层密闭盖板,其中内层带孔盖板22带有热解室燃气排放孔11,燃气排放孔直径为5mm,外层密闭盖板完全密封。在热解过程中内层带孔盖板22关闭,外层密封盖板23打开,便于热解过程中可燃气体从热解室内排出。热解完成后,将外层密封盖板23密封,防止空气进入,然后将热解室21从炭化炉6中取出,转移进入冷却出炭装置,将外层密封盖板23和内层密封盖板22打开,将生物炭卸出。
控制仪表台2通过数据传输线3连接电加热装置。
其中,炭化炉室、烟气净化系统和引风机18通过排气管道相连。
实施例2:
一种自动控温的环保型生物炭生产设备,如图1~图3所示,包括引风机18、电机、电加热装置、干燥炭化系统、烟气净化系统和冷却出炭装置;
引风机和电加热装置维持炭化过程中炭化炉内温度恒定;
干燥炭化系统包括炭化炉6、燃烧室4、热解室21、电加热装置、温度传感器和烟气排出管道10;炭化炉6为卧式结构,热解室21、燃烧室4、温度传感器和电加热装置设置在炭化炉6内部,在炭化炉6内部顶端设置悬挂支架8,热解室悬挂挂钩20悬挂于悬挂支架8上,固定于炭化炉6内;电加热装置位于燃烧室4底部,燃烧室4位于热解室21和电加热装置之间,温度传感器探头位于炭化炉6中部,数显温度计实时显示炭化炉6温度,通过调节电加热装置维持炭化炉内温度恒定,烟气排出管道10设置于炭化炉6顶部;
如图2所示,热解室4为底部开口的立方体,热解室与热解室之间留有一定的空隙;每个热解室上端密闭,下端开口,底部设置双层密闭盖板,其中内层带孔盖板22带有热解室燃气排放孔11,燃气排放孔直径为10mm,外层密闭盖板23完全密封。热解室4底部壁上设置孔,当外层密闭盖板23关闭时,固定栓塞24穿过热解室4底部壁上的孔,将外层密闭盖板23固定。
其中,烟气净化系统包括循环水管道、沉降池、净化塔17,净化塔17内有水,所述净化塔底部设置支撑架14,净化塔塔身设置液面观察孔15,用于观察净化塔17内水液面高度;烟气净化水进水口19设置在净化塔17中部,烟气净化水排出口13设置在净化塔17底部;炭化炉6顶部引出的烟气排出管道10连接净化塔17的下部。沉降池、循环水管道和净化烟气排放管道中均有扇叶16,在引风机的作用下扇叶16转动。循环水管道通过管道口与净化塔17上部连接,沉降池位于净化塔17下部。燃烧后的烟气通过管道进入净化塔中的水体中,扇叶转动将烟气和水体充分混合洗净后通过管道排出。
如图3所示,冷却出炭装置包括冷却水喷头26、冷却水出口25、密封盖、冷却出炭室30、冷却水喷头26和循环出料传送带31,在密封盖下方、冷却出炭室30上方位置设置冷却喷淋系统三脚架27,在冷却喷淋系统三脚架27上部设置横向悬挂架28,在冷却喷淋系统三脚架28下部设置冷却水喷头26,热解室通过横向悬挂架28固定在冷却喷淋系统三脚架28上,炭存储装置位于冷却喷淋系统三脚架28下方,用于生物炭的冷却和存储。
烟气处理流程:炭化过程中产生的烟气经引风机18从烟气排出管道进入烟气净化装置,烟气经沉降和水洗后从排气管道排出。
气体加热过程:在炭化初期,热解室内未产生可燃气体、以及炭化过程中产生的可燃气体量不足时,可由加热装置维持炭化炉温度稳定。高温炭化热解过程中,自身炭化产生的可燃气体在燃烧室中燃烧,对热解室进行加热炭化。
炭化完成后将热解室底部的密闭盖全部关闭,防止热解室转移过程中氧气进入热解室内。炭化炉中的热解室通过叉车转入冷却出炭装置,打开喷淋装置,打开底部的两层密封盖,放出生物炭并快速喷淋冷却,得到产品。生产过程中可实现无烟炭化、连续生产、机械自动化;炭化温度可任意调节,温度可达300-800℃,炭化过程中烟气经过回收净化处理循环使用,节约能源、绿色环保。
实施例3:
本发明还提供一种自动控温的复合加热式生物炭生产工艺。如图4所示,该工艺主要包括三个步骤:
步骤一:将挤压成块的农作物秸秆装入热解室21中,热解室21的结构为上部完全密封,下部带有可开关的双层密封盖,内层密封盖上带有一定数量的孔洞,外层密闭盖无孔洞;关闭热解室下部内层带孔盖板22,打开外层密闭盖板23。将热解室通过热解室悬挂挂钩20固定于炭化炉中悬挂支架8上,热解室21与热解室21之间留有一定的孔隙便于烟气排出和温度均衡。
步骤二,关闭炭化炉6室,打开引风机和烟气净化系统,按照系统软件中设定的程序通过控制仪表台2设定热解时间和热解温度。控制仪表台2通过数据传输线3连接电加热装置。在热解初期,采用电加热装置对炭化炉6进行低温加热,设定的温度为250℃,热解时间为60min,热解室21中的作物秸秆等有机物料在炭化炉中低温烘干,水蒸汽在引风机18的作用下从内层带孔盖板22上的热解室燃气排放孔11排出,经排气管道在烟气净化系统处理后排出。在热解炭化期,炭化炉在电加热装置的加热下以5℃/min的升温速率逐步调高温度,在500℃时稳定加热3h,使热解室21内有机物料高温炭化,炭化过程中分解出的含一氧化碳、甲烷、氢气及其他杂质的烟气在引风机18的作用下从热解室21底部排出,在燃烧室4内燃烧并对炭化炉持续加热,助燃空气是由炭化炉底部的通风孔12经引风机18吸入,助燃气体和可燃气体经混合后在燃烧室内燃烧对炭化炉进行往复循环加热炭化。热解室内可燃气体排出量波动范围大,难以保持炭化炉温度稳定。通过调节电加热装置功率对炭化炉持续加热,保持炭化炉内温度恒定。待热解室燃气排放孔11不再继续产生可燃气体时表示热解完成。
本实施例的电加热装置是由泰安鸿泰热能动力机械有限公司生产的电加热导热油炉。
烟气净化系统中净化塔17用来净化烟气,沉降灰尘;净化塔17中有水,炭化炉炭化烟气在净化塔17中水洗净化冷却,净化烟气排放管道在净化塔17中水面以下,净化塔17水面以下和水面上部中均有扇叶16,在引风机18的作用下扇叶16转动,废气进入循环水管道,经循环水接触洗净后排出。通过净化塔上的液面观察孔15实时观测净化塔17中水位,及时补充或排放净化水。沉降池中部淋滤网上铺设生物炭层,处理烟气的循环水经生物炭层过滤处理后底部循环水循环利用,上部生物炭层定期更换。
步骤三:热解完成后关闭热解室底部外层密闭盖板23,打开炭化炉6,将热解室21通过叉车转移至冷却出炭装置中,将热解室21悬挂在横向悬挂架28上,打开冷却水喷头26,对热解室外壁进行快速降温冷却,打开热解室底部两层盖板,从热解室出料口29倾倒出来生物炭产品进行快速降温冷却,冷却出炭装置密封性好,防止生物炭倾倒过程中回气和炭粉扬尘。
实施例4:
一种自动控温的复合加热式生物炭生产工艺,该工艺主要包括三个步骤:
步骤一:将挤压成块的农作物秸秆装入热解室21中,关闭热解室下部内层带孔密盖板22,打开外层密闭盖板23,将热解室通过热解室悬挂挂钩20固定于炭化炉中悬挂支架8上,热解室21与热解室21之间留有一定的孔隙便于烟气排出和温度均衡。
步骤二,关闭炭化炉6室,打开引风机18和烟气净化系统,通过仪表控制台2设定热解时间和热解温度。在热解初期,采用电加热装置对炭化炉6进行低温加热,设定的温度为120℃,热解时间为120min,热解室21中的作物秸秆等有机物料在炭化炉中低温烘干,水蒸汽在引风机18的作用下从内层带孔盖板22上的热解室燃气排放孔11排出,经排气管道在烟气净化系统处理后排出。在热解炭化期,炭化炉在电加热装置的加热下以5℃/min的升温速率逐步调高温度,在350℃时稳定加热3h,使热解室21内有机物料高温炭化,炭化过程中分解出的含一氧化碳、甲烷、氢气及其他杂质的烟气在引风机18的作用下从热解室21底部排出,在燃烧室4内燃烧并对炭化炉持续加热,助燃空气是由炭化炉底部的通风孔12经引风机18吸入,助燃气体和可燃气体经混合后在燃烧室内燃烧对炭化炉进行往复循环加热炭化。通过调节电加热装置功率对炭化炉持续加热,保持炭化炉内温度恒定。待热解室燃气排放孔11不再继续产生可燃气体时表示热解完成。
由炭化炉6的烟气排出管道10排出的烟气经过烟气净化系统中净化塔17来净化烟气,沉降灰尘;净化塔17中有水,炭化炉炭化烟气在净化塔17中水洗净化冷却。
步骤三:热解完成后关闭热解室底部外层密闭盖板23,打开炭化炉6,将热解室21通过叉车转移至冷却出炭装置中,将热解室21悬挂在横向悬挂架28上,打开冷却水喷头26,对热解室外壁进行快速降温冷却,打开热解室底部两层盖板,从热解室出料口29倾倒出来生物炭产品进行快速降温冷却,冷却出炭装置密封性好,防止生物炭倾倒过程中回气和炭粉扬尘。
实施例5:
一种自动控温的复合加热式生物炭生产工艺,该工艺主要包括三个步骤:
步骤一:将挤压成块的农作物秸秆装入热解室21中,关闭热解室下部内层带孔密盖板22,打开外层密闭盖板23,将热解室通过热解室悬挂挂钩20固定于炭化炉中悬挂支架8上,热解室21与热解室21之间留有一定的孔隙便于烟气排出和温度均衡。
步骤二,关闭炭化炉6室,打开引风机18和烟气净化系统,通过仪表控制台2设定热解时间和热解温度。在热解初期,采用电加热装置对炭化炉6进行低温加热,设定的温度为350℃,热解时间为10min,热解室21中的作物秸秆等有机物料在炭化炉中低温烘干,水蒸汽在引风机18的作用下从内层带孔盖板22上的热解室燃气排放孔11排出,经排气管道在烟气净化系统处理后排出。在热解炭化期,炭化炉在电加热装置的加热下以5℃/min的升温速率逐步调高温度,在850℃时稳定加热0.5h,使热解室21内有机物料高温炭化,炭化过程中分解出的含一氧化碳、甲烷、氢气及其他杂质的烟气在引风机18的作用下从热解室21底部排出,在燃烧室4内燃烧并对炭化炉持续加热,助燃空气是由炭化炉底部的通风孔12经引风机18吸入,助燃气体和可燃气体经混合后在燃烧室内燃烧对炭化炉进行往复循环加热炭化。通过调节电加热装置功率对炭化炉持续加热,保持炭化炉内温度恒定。待热解室燃气排放孔11不再继续产生可燃气体时表示热解完成。
由炭化炉6的烟气排出管道10排出的烟气经过烟气净化系统中净化塔17来净化烟气,沉降灰尘;净化塔17中有水,炭化炉炭化烟气在净化塔17中水洗净化冷却。
步骤三:热解完成后关闭热解室底部外层密闭盖板23,打开炭化炉6,将热解室21通过叉车转移至冷却出炭装置中,将热解室21悬挂在横向悬挂架28上,打开冷却水喷头26,对热解室外壁进行快速降温冷却,打开热解室底部两层盖板,从热解室出料口29倾倒出来生物炭产品进行快速降温冷却,冷却出炭装置密封性好,防止生物炭倾倒过程中回气和炭粉扬尘。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。