含碳生物质物料炭化制粉一体化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，包括炭化制粉装置、第一级分离器、以及第二级分离器，所述炭化制粉装置上设置有生物质进料口、进气口、以及混合料出口，所述炭化制粉装置的混合料出口与第一级分离器的混合料进口连接，所述第一级分离器的出料口与第二级分离器的进料口连接；所述第一级分离器上还设置有第一炭粉排出口，所述第二级分离器上还设置有第二炭粉排出口和排气口，所述第二级分离器的排气口与炭化制粉装置的进气口连接。本实用新型专利技术采用炭化与制粉一体化的系统，能将生物质等含碳物料快速干燥、炭化、制粉一体化的处理，系统结构简单、操作可靠。

【技术实现步骤摘要】
含碳生物质物料炭化制粉一体化系统
本技术涉及生物质热解炭化的
，具体地指一种含碳生物质物料炭化制粉一体化系统。
技术介绍
生物质能源是一种理想的可再生能源，具有以下特点：(1)可再生性；(2)低污染性(生物质硫含量、氮含量低，燃烧过程中产生的SO2、NO2较低，生物质作为燃料时，二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减少温室效应)；(3)广泛的分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物质能，所以，利用生物质作为替代能源，对改善大气酸雨环境。减少大气中二氧化碳含量从而减少“温室效应”都有极大的好处。生物质能的低硫和CO2的零排放使生物质成为能源生产的研究热点。生物质炭化是指将生物质(秸秆：棉花、篦麻、向日葵等植物秆，林业废弃物和木材加工剩余物)通过一定的工艺加工、化学反应生成产品及副产品的过程。生物质在无空气、缺氧的情形下发生的不完全热降解，以生成炭及可冷凝的液体等产物的过程。将低品位的生物质能转换成为高品位能源，常见的途径是对其进行炭化，主要方法有：炭化窑间歇炭化法、封闭闷罐炭化法、干馏法，但是其炭化时间长，自动化程度低，炭化产品质量不高，生产环境恶劣，产品质量严重依赖于工人经验等。现有的回转式炭化炉存在炭化效率低下，结构过于复杂，设备成本过高，经济性较差等缺点，并伴有合成气泄漏引发的气爆、木焦油、木醋酸冷凝堵塞管道等有害状况。目前生物质制取炭粉的工艺，大多采用原料→烘干→粉碎→炭化→粉碎→包装的工艺路线，其中炭化步骤还采用分三段进行低温、中温、高温炭化，这些炭化制粉技术系统复杂、操作困难、碳损失率高、不节能环保。
技术实现思路
本技术的目的就是要提供一种含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，该系统采用炭化和制粉相结合，能实现生物质物料的快速炭化与破碎，而且系统简单、操作容易、环保节能、工业化可靠。为实现上述目的，本技术提供的含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，包括炭化制粉装置、第一级分离器、以及第二级分离器，所述炭化制粉装置上设置有生物质进料口、进气口、以及混合料出口，所述炭化制粉装置的混合料出口与第一级分离器的混合料进口连接，所述第一级分离器的出料口与第二级分离器的进料口连接；所述第一级分离器上还设置有第一炭粉排出口，所述第二级分离器上还设置有第二炭粉排出口和排气口，所述第二级分离器的排气口与炭化制粉装置的进气口连接。进一步地，所述第一级分离器的出料口与第二级分离器的进料口之间的管路上设置有与外界输送管系相连的第一支路。进一步地，所述第二级分离器的排气口与炭化制粉装置的进气口之间的管路上设置有第二支路，所述第一支路与第二支路汇合后与外界输送管系相连。进一步地，所述炭化制粉装置包括壳体和设置在壳体内腔下部的旋流板，所述旋流板的上方设置有可高速旋转的破碎刀具。进一步地，所述炭化制粉装置的底部设置有用于驱动破碎刀具旋转的驱动电机。进一步地，所述生物质进料口位于破碎刀具的上方，所述进气口位于旋流板的下方。进一步地，所述旋流板包括与壳体内壁固定的环形斜板、以及设置在环形斜板内圈的实心平板，所述环形斜板上沿其环向设置有若干个用于供热载气喷出的通孔。再进一步地，所述进气口与炭化制粉装置的底部外壁圆周相切布置，所述混合料出口与炭化制粉装置的顶部外壁圆周相切布置。更进一步地，所述第一级分离器为旋风分离器，所述第二级分离器为除尘器。与现有技术相比，本技术具有如下优点：其一，本技术采用炭化与制粉一体化的系统，能将生物质含碳物料快速干燥、炭化、制粉一体化的处理，系统结构简单、操作可靠、全过程无中间产品的转运，能一体化的快速制取生物质炭粉产品。其二，本技术结合生物质物料受热易挥发及生物质炭易制粉的特点，在热载气的作用下，生物质在炭化制粉装置内，实现炭化、制粉两个步骤优势互补，装置内气流流程分布合理，能源能得到充分应用。其三，本技术采用紊流与旋流相结合的热解炭化方式，并且该装置能有效将生物质炭破碎至2mm以下粒度，且生物质炭微粒热解充分，炭粉质量高。其四，本技术能利用热解气为系统热载气能源的补充，也能结合各种余热作为热解炭化的能量来源，系统节能环保，避免了大量电能等高位能源的消耗。附图说明图1为一种含碳生物质物料炭化制粉一体化系统的结构示意图；图2为图1中沿A-A方向的剖视结构示意图；图3为图1中沿B-B方向的剖视结构示意图；图中，炭化制粉装置1(生物质进料口1.1、进气口1.2、混合料出口1.3、壳体1.4、旋流板1.5、环形斜板1.51、实心平板1.52、通孔1.53、破碎刀具1.6、驱动电机1.7)、第一级分离器2(混合料进口2.1、出料口2.2、第一炭粉排出口2.3)、第二级分离器3(进料口3.1、第二炭粉排出口3.2、排气口3.3)、第一支路4.1、第二支路4.2。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1～3所示的含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，包括炭化制粉装置1、第一级分离器2、以及第二级分离器3。本实施例中，第一级分离器2选用旋风分离器，第二级分离器3选用除尘器。炭化制粉装置1的中部设置有用于供生物质物料进入的生物质进料口1.1，炭化制粉装置1的底部沿外壁切向设置有用于供热载气进入的进气口1.2，炭化制粉装置1的顶部沿外壁切向设置有用于供炭粉和混合气输出的混合料出口1.3；炭化制粉装置1的混合料出口1.3与第一级分离器2的混合料进口2.1连接，第一级分离器2的出料口2.2与第二级分离器3的进料口3.1连接，第一级分离器2上还设置有用于供粗颗粒炭粉排出的第一炭粉排出口2.3，第二级分离器3上还设置有用于供细颗粒炭粉排出的第二炭粉排出口3.2和用于供混合气排出的排气口3.3，第二级分离器3的排气口3.3与炭化制粉装置1的进气口1.2连接。第一级分离器2的出料口2.2与第二级分离器3的进料口3.1之间的管路上设置有第一支路4.1，第二级分离器3的排气口3.3与炭化制粉装置1的进气口1.2之间的管路上设置有第二支路4.2，第一支路4.1与第二支路4.2汇合后与外界输送管系相连。上述技术方案中，炭化制粉装置1包括壳体1.4和设置在壳体1.4内腔下部的旋流板1.5，旋流板1.5的上方设置有可高速旋转的破碎刀具1.6，炭化制粉装置1的底部设置有用于驱动破碎刀具1.6旋转的驱动电机1.7。生物质进料口1.1位于破碎刀具1.6的上方，进气口1.2位于旋流板1.5的下方。旋流板1.5包括与壳体1.4内壁固定的环形斜板1.51、以及设置在环形斜板1.51内圈的实心平板1.52，环形斜板1.51上沿其环向设置有若干个用于供热载气喷出的通孔1.53。利用上述含碳生物质物料炭化制粉一体化系统的方法，以含水率为20％的林业木材作为生物质物料为例，包括以下步骤：1)物料炭化：在高温缺氧条件下，生物质物料(粒径为50～200mm)送入炭化制粉装置1的中部，首先与来自炭化制粉装置1底部喷入从下至上的200～500℃高温的热载气(热载气为二氧化碳、水蒸汽、氮气中的一种或者多种混合)形成物料紊流，生物质物料与热载气进行强烈的气固混合换热发生炭化反应，热载气的来源可以是外部系统余热，也可以是采用热解气循环的燃烧热、炭粉循环的燃烧热、电加热、电磁加热、等离子加热、生物质燃烧热、生物质气化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，其特征在于：包括炭化制粉装置(1)、第一级分离器(2)、以及第二级分离器(3)；所述炭化制粉装置(1)上设置有生物质进料口(1.1)、进气口(1.2)、以及混合料出口(1.3)；所述炭化制粉装置(1)的混合料出口(1.3)与第一级分离器(2)的混合料进口(2.1)连接，所述第一级分离器(2)的出料口(2.2)与第二级分离器(3)的进料口(3.1)连接；所述第一级分离器(2)上还设置有第一炭粉排出口(2.3)，所述第二级分离器(3)上还设置有第二炭粉排出口(3.2)和排气口(3.3)，所述第二级分离器(3)的排气口(3.3)与炭化制粉装置(1)的进气口(1.2)连接。

【技术特征摘要】
1.一种含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，其特征在于：包括炭化制粉装置(1)、第一级分离器(2)、以及第二级分离器(3)；所述炭化制粉装置(1)上设置有生物质进料口(1.1)、进气口(1.2)、以及混合料出口(1.3)；所述炭化制粉装置(1)的混合料出口(1.3)与第一级分离器(2)的混合料进口(2.1)连接，所述第一级分离器(2)的出料口(2.2)与第二级分离器(3)的进料口(3.1)连接；所述第一级分离器(2)上还设置有第一炭粉排出口(2.3)，所述第二级分离器(3)上还设置有第二炭粉排出口(3.2)和排气口(3.3)，所述第二级分离器(3)的排气口(3.3)与炭化制粉装置(1)的进气口(1.2)连接。2.根据权利要求1所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，其特征在于：所述第一级分离器(2)的出料口(2.2)与第二级分离器(3)的进料口(3.1)之间的管路上设置有与外界输送管系相连的第一支路(4.1)。3.根据权利要求2所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，其特征在于：所述第二级分离器(3)的排气口(3.3)与炭化制粉装置(1)的进气口(1.2)之间的管路上设置有第二支路(4.2)，所述第一支路(4.1)与第二支路(4.2)汇合后与外界输送管系相连。4.根据权利要求1或2或3所述的含碳生物质物料炭化制粉一体化系统，其特征在于：所述炭化制粉装置(1)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩丰，陈义龙，张亮，
申请(专利权)人：武汉凯迪工程技术研究总院有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42