一种内外热一体生物质回转热解气化设备及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种内外热一体生物质回转热解气化设备及应用，该设备主要由进料装置、外热式热解装置、内热式气化装置、密封装置、出料装置、燃烧器等组成。进出料装置和密封装置保证了热解气化设备的密封性和热解气化反应的连续运行。采用高温燃气回用为外热热解提供热量，降低能耗。将水蒸气和空气混合气作为气化介质在内热式转炉内与物料发生气活化反应，生成燃气和活性炭。

【技术实现步骤摘要】
一种内外热一体生物质回转热解气化设备及应用
本专利技术涉及回转热解气化设备和方法，尤其涉及一种内外热一体生物质回转热解气化设备及应用。
技术介绍
生物质是一种清洁的可再生能源。生物质热解气化是生物质利用的重要途径。生物质热解是指生物质原料在隔绝空气或者添加少量空气条件下受热分解产生可凝和不可凝气体以及固体炭等不同形态的物质，热解得到的气体热值一般在12000kJ/Nm3以上；生物质气化是指生物质原料与气化剂，如水蒸气、氧气或者空气等，在一定的温度条件下，发生气固反应的过程。国内生物质热解工业化应用中，基本都是热解气化的反应过程，以得到固体和气体产物为主要目标。目前应用比较多的热解气化设备有固定床气化炉、流化床气化炉和回转炉等。固定床与流化床炉热解气化主要以得到的燃气为主，得到的炭品质较低。回转炉热解主要以得到木炭产品为主，得到的燃气量较少。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生物质回转热解气化设备及应用，将固体生物质尤其是木块、木屑、果壳等颗粒状生物质原料连续、高效、高质的生产生物质燃气并联产具有吸附能力的生物质炭产品。本专利技术采用以下技术方案：一种生物质回转热解气化设备，包括进料装置、热解装置、气化装置和出料装置，沿物料运行方向依次由进料装置、外热式热解装置、密封装置、内热式气化装置、气固分离装置组成；内热式气化装置还连接出料装置，气固分离装置连接气体回用装置，气体回用装置与外热式热解装置连接。所述的进料装置和出料装置均为螺旋状导料管，沿正螺旋方向在装置外盘绕。所述的外热式热解装置为外加热回转炉结构，回转炉炉壁外部套有保温炉壁，回转炉炉壁与保温炉壁之间的中空部分为燃烧室，所述的燃烧室底部设有热解气燃烧喷嘴和燃烧器，燃烧室保温炉壁设有螺旋型烟道。所述的保温炉壁上设有螺旋型烟道，使燃烧室内的高温烟气沿回转炉炉壁做螺旋型运动，提高传热效率。所述的燃烧器包括柴油燃烧器、液化气燃烧器、天然气燃烧器或颗粒燃烧器等，用于冷炉启动。所述的密封装置与转炉连接处采用鱼鳞密封结构，内部空腔通入水蒸气，底部有排水口。所述的内热式气化装置为内热式回转炉结构，回转炉内壁衬有耐火保温材料，回转炉炉壁上设有水蒸气空气混合进气管。所述的水蒸气空气混合进气管设有定向开关阀和电磁流量阀，当进气管转至上方时定向开关阀自动关闭，当进气管转至下方时开关阀开启；通过电磁流量阀调节进气量大小。所述的气固分离装置包括气固分离室、旋风分离器和关风机。所述的外热式热解装置的炉壁的外直径小于内热式气化装置内壁的直径，且外热式热解装置的筒体伸入内热式气化装置的筒体内100～500mm。应用所述的生物质回转热解气化设备的方法，物料由进料装置进入，随着装置的转动前移进入外热式热解装置的热解室，在外热式热解装置内物料发烧热解反应产生热解气和炭，随着装置的转动炭向前移动再进入内热式气化装置内，在内热式气化装置内与进入的水蒸气和空气混合气发生气化活化反应，生产燃气和活性炭，生成的活性炭由出料装置送出，燃气则进入气固分离装置分离除尘后，部分燃气返回外热式热解装置作为外加热能源使用，剩余部分送入用气系统。有益效果：1、本专利技术中，通过螺旋状导料管进行物料输送，利用物料自身密封，相对于传统的螺旋输送器具有结构简单，密封性好，无动力消耗，造价低廉等优点。2、本专利技术的燃烧室设有螺旋型烟道，可以提高传热效率，降低排烟温度。3、本专利技术的密封结构与转筒连接处采用鱼鳞式密封，密封结构内通入水蒸气，使密封器内始终处于正压状态，阻止空气进入转炉内部。采用水蒸气正压密封结构避免了的现有机械密封结构复杂、造价高且密封效果不好的问题。4、本专利技术利用生物质炭化活化产生的可燃气燃烧提供能量，正常运行后，无需外部加热，相对于传统工艺节约了能源。5、本专利技术的内外热一体热解回转炉，物料先经外加热发生热解反应，生成热解气和炭，再进入内热式气化装置，送入水蒸气与空气混合气体进行气化活化反应。与传统先炭化后活化的物理法活性炭生产工艺相比，本专利技术具有设备投资低，能源利用效率高，生产成本低的优点。附图说明图1是本专利技术装置的结构示意图。其中，进料装置1、外热式热解装置2、保温炉壁3，密封装置4、内热式气化装置5、水蒸气空气混合进气管6、耐火保温材料7、出料装置8、气固分离室9、旋风分离器10、关风机11、螺旋风道12、热解气燃烧喷嘴13、燃烧器14。图2是本专利技术的进料装置结构示意图。图3是本专利技术密封装置结构示意图。其中，外热式回转炉鱼鳞密封15、密封仓体16、水蒸气进口17、内热式回转炉鱼鳞密封18、排水口19。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行详细说明。一种生物质回转热解气化设备，主要由进料装置1、外热式热解装置2、内热式气化装置5、密封装置4、出料装置8、气固分离室9、燃烧器14等组成。进料装置连接外热式热解装置，外热式热解装置与内热式气化装置通过密封装置相连，出料装置、气固分离室与外热式热解装置连接，气固分离室将燃气中的固体分离，部分高温燃气送入燃烧器为外热式热解装置提供热量。所述的进料装置为螺旋状导料管，沿正螺旋方向在炉壁外盘绕，随回转炉转动。物料随着转动在导料管内向前移动并进入炉内。所述的外热式热解装置为外加热回转炉，回转炉外部套有保温炉壁，回转炉炉壁与保温炉壁之间的中空部分为燃烧室，保温炉壁底部设有热解气燃烧喷嘴和燃烧器。所述的保温炉壁上设有螺旋型风道，使燃烧器产生的高温烟气沿螺旋型风道在燃烧室内绕回转炉外壁呈螺旋型向前运动，提高传热效率。所述的燃烧器可以为柴油燃烧器、液化气燃烧器、天然气燃烧器或颗粒燃烧器等燃烧加热器，用于冷炉启动。所述的内热式气化装置为内热式回转炉，回转炉内壁衬有耐火保温材料，回转炉炉壁上设有水蒸气空气混合进气管。所述的水蒸气空气混合进气管设有定向开关阀和电磁流量阀，当进气管转至上方时定向开关阀自动关闭，当进气管转至下方时开关阀开启。通过电磁流量阀可以调节进气量大小。所述的外热式回转炉炉壁的外直径小于内热式回转炉保温层内壁的直径，且外热式回转炉筒体伸入内热式回转炉筒体。所述的外热式热解装置与内热式气化装置通过密封装置隔绝空气，密封方式可采用迷宫密封、填料密封或端面密封等形式。所述的出料装置也为螺旋状导料管，沿正螺旋方向在炉壁外盘绕，随回转炉转动。物料在内热式回转炉末端进入出料导管，随着炉体的转动向前移动并送出导管。如图1所示，物料首先送入进料仓，当进料螺旋盘管进料口转至下方时物料掉进进料盘管，随着螺旋盘管的转动物料向前移动并进入外热式回转炉热解室，在外热式热解装置内物料发生热解反应产生热解气和炭，随着转炉的转动炭向前移动再进入内热式回转炉气化室，在气化室内炉壁上分布有水蒸气与空气的混合进气口，水蒸气与空气按比例混合送入气化室与炭发生气化活化反应，生成燃气和活性炭，生成的活性炭在由气化室尽头的出料螺旋盘管送出回转炉，燃气由燃气出口进入气固分离室，燃气中夹带的固体小颗粒在气固分离室先沉降除尘再进入旋风分离器进一步除尘后，部分返回外热式回转炉热解室的燃烧室作为外加热能源，剩余部分送入用气系统。实施例：采用木片生产生物质燃气及炭吸附材料采用本专利技术的内外热一体生物质回转热解气化设备，原料为木片，长度约20～40mm,水分在15～20％。首先开启颗粒燃烧器，将外热式回转炉温度升至500～7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质回转热解气化设备，包括进料装置、热解装置、气化装置和出料装置，其特征在于，沿物料运行方向依次由进料装置（1）、外热式热解装置（2）、密封装置（4）、内热式气化装置（5）、气固分离装置组成；内热式气化装置还连接出料装置，气固分离装置连接气体回用装置，气体回用装置与外热式热解装置连接。

【技术特征摘要】
1.一种生物质回转热解气化设备，包括进料装置、热解装置、气化装置和出料装置，其特征在于，沿物料运行方向依次由进料装置（1）、外热式热解装置（2）、密封装置（4）、内热式气化装置（5）、气固分离装置组成；内热式气化装置还连接出料装置，气固分离装置连接气体回用装置，气体回用装置与外热式热解装置连接。2.如权利要求1所述的生物质回转热解气化设备，其特征在于，所述的进料装置和出料装置均为螺旋状导料管，沿正螺旋方向在装置外盘绕。3.如权利要求1所述的生物质回转热解气化设备，其特征在于，所述的外热式热解装置为外加热回转炉结构，回转炉炉壁外部套有保温炉壁（3），回转炉炉壁与保温炉壁之间的中空部分为燃烧室，保温炉壁底部设有热解气燃烧喷嘴和燃烧器（12）。4.如权利要求3所述的生物质回转热解气化设备，其特征在于，所述的燃烧器包括柴油燃烧器、液化气燃烧器、天然气燃烧器或颗粒燃烧器，用于冷炉启动。5.如权利要求1所述的生物质回转热解气化设备，其特征在于，所述的密封装置（4）包括迷宫密封、填料密封或端面密封。6.如权利要求1所述的生物质回转热解气化设备，其特征在于，所述的内热式气化装置为内热式回转炉结构，回转炉内壁衬有耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：许玉，蒋剑春，应浩，孙云娟，徐卫，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32