一种太阳能加热的生物质热解炉及其应用方法技术

本发明专利技术公开了一种太阳能加热的生物质热解炉及其应用方法，包括热解炉、聚光装置，所述热解炉为圆柱体状；所述热解炉以卧式姿态安装在旋转支架上；所述旋转支架底端安装在转动底座上；所述旋转支架将热解炉架设悬空，旋转支架用于将热解炉从卧式姿态向立式姿态转动调节；所述转动底座用于将旋转支架连同旋转支架上的热解炉在水平面内转动调节；所述聚光装置围绕热解炉设置，用于将照射在其上的太阳光线聚集反射在热解炉上，对热解炉进行加热；本发明专利技术提供了一种可以根据太阳的位置调节热解炉和复合聚光镜的方向和角度的生物质热解炉，最大限度的利用太阳能为热解炉提供热能，并将该装置应用到生物质热解中，达到节能环保的目的。

A Biomass Pyrolysis Furnace Heated by Solar Energy and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能加热的生物质热解炉及其应用方法
本专利技术属于热能工程领域，特别涉及一种太阳能加热的生物质热解炉及其应用方法。
技术介绍
生物质是一种清洁且可再生能源，它来源于动、植物可再生的物质，常见的生物质有农作物秸秆、松木屑等，对生物质的利用缓解了现在能源紧张的问题；目前，对生物质、生活垃圾等固体垃圾处理的方法有填埋、焚烧、热解、堆肥和气化等，其中热解技术在对生物质、固体生活垃圾等处理方面有着较大的优势，具有物料适应性好，转化效率高，反应速率快，系统规模灵活等特点，已经被许多人应用到处理城市生活垃圾，工业固体废物中；传统的热解炉有内热式热解炉、外热式热解炉、流化床热解炉、旋转床热解炉等等，传统的热解炉大多采用电加热，在加热热解生物质时所需要大量热量，而这些热量的产生又会消耗大量能源，面对资源紧缺的当今社会，找到新能源来代替是现在一个迫在眉睫的问题。生物质热解温度一般为300℃～500℃，太阳能是一种源源不断的能源，太阳内部不断进行着热核反应，辐射出大量的能量，如果我们能够将太阳辐射出来的能量充分利用到热解技术中，将有效缓解传统能源的短缺，而且太阳能是清洁能源，不会对环境造成污染；在金会心的《聚光太阳能加热昭通褐煤的气化试验研究》中，涉及到了用聚光设备热解的试验，温度满足生物质热解，并且温度要求更高的气化也可以达到，由此，我们专利技术出一种将太阳能聚集加热的装置，将其用到生物质热解中。现有技术，申请号为201820079136.X的中国技术专利公开了一种太阳能与生物质能耦合热解装置，该装置包括热解炉、复合聚光镜、温度传感器、控制单元、循环泵、生物质颗粒燃烧炉、回流管、供热管、换热器、主干管、冷凝装置、储气柜、储油罐、储液罐、油液分离装置；热解炉的圆柱保温层具有单向导热性，仅允许热量进入热解炉，复合聚光镜安装于热解炉上，循环泵安装在生物质颗粒燃烧炉的回流管上，换热器和温度传感器都安装在热解炉中，主干管安装在热解炉和冷凝装置之间，冷凝装置分别与储气柜和油液分离装置连接，油液分离装置连接分别与储油罐和储液罐连接；其工作原理是：当任意太阳光线进入复合聚光镜的渐开线部分时，进入点处渐开线的法线总是与热解炉的圆柱表面相切，则反射光线一定与热解炉的圆柱外圆相交，同时，对于复合聚光镜的抛物线部分，所有入射方向在∠AMC范围内的太阳光线都能聚集到热解炉上，实现了无需追踪的高效集热，控制单元根据热解炉中温度传感器测得的温度控制循环泵和生物质颗粒燃烧炉的启闭，当遇到阴雨天气或者冬季温度较低时，温度传感器测得的温度低于热解炉所需热解温度，控制单元启动循环泵和生物质颗粒燃烧炉，生物质颗粒燃烧炉为热解炉补充热量，当太阳光充足时，复合聚光镜聚集的热量使热解炉中温度达到所需热解温度，控制单元关闭循环泵和生物质颗粒燃烧炉，从而有效提高太阳能保证率；热解后的混合物经主干管输送到冷凝装置中，冷凝后的气体输送到储气柜，液体进入下一级油液分离装置，最终通过油液分离装置将分离出的木醋液和木焦油分别输送到储液罐和储油罐中。该专利公开的技术方案中热解炉、复合聚光镜为固定方向，而一天当中太阳的位置一直在变化，其太阳能利用率较低，不能最大限度的利用太阳能；因此，本专利技术人设计了一种可以根据太阳的位置调节热解炉和复合聚光镜的方向和角度的生物质热解炉，最大限度的利用太阳能为热解炉提供热能，达到节能环保的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可以根据太阳的位置调节热解炉和复合聚光镜的方向和角度的生物质热解炉，最大限度的利用太阳能为热解炉提供热能，并将该装置应用到生物质热解中，达到节能环保的目的。本专利技术采用的技术方案如下：一种太阳能加热的生物质热解炉,包括热解炉、聚光装置，其特征是，所述热解炉为圆柱体状；所述热解炉以卧式姿态安装在旋转支架上；所述旋转支架底端安装在转动底座上；所述旋转支架将热解炉架设悬空，旋转支架用于将热解炉从卧式姿态向立式姿态转动调节；所述转动底座用于将旋转支架连同旋转支架上的热解炉在水平面内转动调节；所述聚光装置围绕热解炉设置，用于将照射在其上的太阳光线聚集反射在热解炉上，对热解炉进行加热。进一步，所述热解炉包括聚热桶和热解反应器；所述聚热桶为石英玻璃制成的圆柱桶，包括外桶壁、内桶壁、支撑块，所述外桶壁和内桶壁之间为真空腔；所述内桶壁中央为加热炉膛，加热炉膛右侧开口连通外界，加热炉膛内表面底部设置用于支撑热解反应器的支撑块；加热炉膛右侧开口处设置环形挡板，环形挡板中央设置通孔；所述热解反应器为圆柱体状，包括反应器桶和桶盖，反应器桶右端开口，开口处可拆卸地安装桶盖，所述反应器桶和桶盖螺纹连接；所述反应器桶侧壁、靠近右侧开口处设置一圈环形支撑板，环形支撑板的外径大于环形挡板中央设置通孔的直径；所述桶盖上设置连通反应器桶内腔的出气管；所述热解反应器可拆卸地放置在聚热桶的加热炉膛内，热解反应器右端的环形支撑板卡在环形挡板外侧，通过螺栓将环形支撑板与环形挡板螺纹连接在一起，热解反应器位于加热炉膛内的底部侧壁接触支撑块。进一步，所述反应器桶采用铝合金制成。进一步，所述聚热桶左侧圆面和右侧圆环面为凸透镜结构。进一步，所述旋转支架包括左侧的铰接柱、右侧的丝杆升降柱、水平杆、炉体固定件；所述水平杆靠近左端下部设置铰接部，铰接部与铰接柱的上端可转动地铰接在一起，水平杆右侧设置贯穿前后面的滑动槽；所述丝杆升降柱采用丝杆螺旋升降机，其内部的丝杆顶端为连接头；所述连接头为U型，其左右侧壁之间设置转轴，转轴上设置可转动的转动套管；所述水平杆穿过连接头的U型口，连接头的转轴和转动套管穿过滑动槽，转动套管侧壁支撑在滑动槽内；所述炉体固定件包括固定卡头和固定卡头上部的弧形固定板，固定卡头上设置卡槽，通过卡槽卡在水平杆上后用螺栓固定；所述弧形固定板为圆弧形，与热解炉的外侧壁吻合；所述炉体固定件设置有2个，热解炉放置在弧形固定板内并固定连接。进一步，所述丝杆升降柱采用手摇柄升降或电机驱动升降。进一步，所述转动底座包括基座，基座中央设置转轴，基座上表面安装以转轴为旋转中心的转盘，转盘上表面安装旋转支架。所述转盘边缘还设置有拉杆，用于手动转动转盘。进一步，所述转动底座是带轮的移动小车。进一步，所述聚光装置为两片曲线形的聚光镜，对称安装在热解炉弧形侧壁两侧，呈W型，其聚光面朝向热解炉弧形侧壁；所述聚光镜的底边铰接在水平杆的侧面上，聚光镜的上部边缘通过伸缩杆与热解炉连接；所述伸缩杆为伸缩套管结构，包括外部套管和内管，外部套管内部为伸缩腔，内管右端伸入伸缩腔内并设置有橡胶头，橡胶头与伸缩腔内壁摩擦接触，内管左端伸出伸缩腔与聚光镜可转动地连接，外部套管右端与热解炉可转动地连接。一种太阳能加热的生物质热解炉的应用方法，包括如下步骤：（1）将生物质物料用压料机压成8-10mm的生物质颗粒，干燥至含水率低于15%；（2）将步骤（1）处理好的生物质颗粒放入热解反应器中，将热解反应器放入聚热桶中并固定；（3）调节旋转支架和转动底座，使热解炉倾斜面向太阳，石英玻璃制成的聚热桶接收太阳光线后，其中心的加热炉膛温度升高，同时热解炉两侧的聚光镜将更多的太阳光线聚集反射在热解炉上，从而使加热炉膛温度达到所需热解温度，热解反应器中的生物质热解产生热解气体从热解反应器桶盖上的出气管导出。本专利技术的有益效果本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能加热的生物质热解炉,包括热解炉、聚光装置，其特征是，所述热解炉为圆柱体状；所述热解炉以卧式姿态安装在旋转支架上；所述旋转支架底端安装在转动底座上；所述旋转支架将热解炉架设悬空，旋转支架用于将热解炉从卧式姿态向立式姿态转动调节；所述转动底座用于将旋转支架连同旋转支架上的热解炉在水平面内转动调节；所述聚光装置围绕热解炉设置，用于将照射在其上的太阳光线聚集反射在热解炉上，对热解炉进行加热。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能加热的生物质热解炉,包括热解炉、聚光装置，其特征是，所述热解炉为圆柱体状；所述热解炉以卧式姿态安装在旋转支架上；所述旋转支架底端安装在转动底座上；所述旋转支架将热解炉架设悬空，旋转支架用于将热解炉从卧式姿态向立式姿态转动调节；所述转动底座用于将旋转支架连同旋转支架上的热解炉在水平面内转动调节；所述聚光装置围绕热解炉设置，用于将照射在其上的太阳光线聚集反射在热解炉上，对热解炉进行加热。2.根据权利要求1所述的太阳能加热的生物质热解炉，其特征在于：所述热解炉包括聚热桶和热解反应器；所述聚热桶为石英玻璃制成的圆柱桶，包括外桶壁、内桶壁、支撑块，所述外桶壁和内桶壁之间为真空腔；所述内桶壁中央为加热炉膛，加热炉膛右侧开口连通外界，加热炉膛内表面底部设置用于支撑热解反应器的支撑块；加热炉膛右侧开口处设置环形挡板，环形挡板中央设置通孔；所述热解反应器为圆柱体状，包括反应器桶和桶盖，反应器桶右端开口，开口处可拆卸地安装桶盖，所述反应器桶和桶盖螺纹连接；所述反应器桶侧壁、靠近右侧开口处设置一圈环形支撑板，环形支撑板的外径大于环形挡板中央设置通孔的直径；所述桶盖上设置连通反应器桶内腔的出气管；所述热解反应器可拆卸地放置在聚热桶的加热炉膛内，热解反应器右端的环形支撑板卡在环形挡板外侧，通过螺栓将环形支撑板与环形挡板螺纹连接在一起，热解反应器位于加热炉膛内的底部侧壁接触支撑块。3.根据权利要求2所述的太阳能加热的生物质热解炉，其特征在于：所述反应器桶采用铝合金制成。4.根据权利要求2所述的太阳能加热的生物质热解炉，其特征在于：所述聚热桶左侧圆面和右侧圆环面为凸透镜结构。5.根据权利要求1或2所述的太阳能加热的生物质热解炉，其特征在于：所述旋转支架包括左侧的铰接柱、右侧的丝杆升降柱、水平杆、炉体固定件；所述水平杆靠近左端下部设置铰接部，铰接部与铰接柱的上端可转动地铰接在一起，水平杆右侧设置贯穿前后面的滑动槽；所述丝杆升降柱采用丝杆螺旋升降机，其内部的丝杆顶端为连接头；所述连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞赟佶，孟浩楠，陈义胜，吴宇婷，许嘉，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15