一种炭/油/气联产的一体化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种炭/油/气联产的一体化装置，一体化装置包括炭化活化一体炉，炭化活化一体炉由内外套筒组成，外套筒套装在内套筒外，内套筒内的通道作为烟气通道，内套筒与外套筒之间形成的环形通道作为物料输送通道，所述炭化活化一体炉内设有螺旋输送机，螺旋输送机的螺旋叶片沿内套筒外壁布置在物料输送通道中；炭化活化一体炉依次分为活化段、热解段、干燥段，各段上部均设有气室，与各气室连接的外套筒壁均开设通气口；烟气通道的烟气进口与物料输送通道的物料进口分别位于炭化活化一体炉的两端；所述活化段的外套筒壁开设活化气进口；热解段气室的热解气出口连接旋风分离器的进口，旋风分离器的气相出口连接冷凝器。

An Integrated Carbon/Oil/Gas Unit

【技术实现步骤摘要】
一种炭/油/气联产的一体化装置
本技术涉及一种炭/油/气联产的一体化装置。
技术介绍
据统计，目前全球生物质资源有1700亿吨，而中国占比30％，可谓资源丰富，然而诸如农作物秸秆、果木枝、果核等蕴含高附加值的农林废弃物仍存在利用手段单一、利用率低下的问题，急需实现高值化利用。对此，现有技术通过热解手段，将生物质制备成木炭、生物油和气体产物，其中，木炭活化可制备高品质活性炭商品产品，气体产物冷凝可以得到生物油，提取高价值木醋液/烟熏液等商品产品，该技术无疑可以有效拓展产品产业发展链，获得显著的经济效益和环境效益。传统制取生物质热解产品的工艺为固定床干馏设备，由加热炉为干馏反应釜提供热量，物料在固定床内完成吸热、分解、冷却等过程后得到炭油气，再通过专门的活化炉，进行下一步的活化处理制得活性炭。该方法存在诸如间歇性生产，物料受热不均匀，重复性加热造成能量浪费等问题。因此，一种集物料干燥、热解炭化、活化一体的，连续型、运行可靠、节能环保的大型商业生产设备备受关注，基于此理念，有不少类似的炭化活化炉的专利申请。申请号分别为201110225201.8、201310227577、201410290456.6的专利均提出生物质连续热解活化系统，但该专利仅专注于活性炭的生产，忽略了对其他热解产物的利用，产品单一。申请号为201510211087的专利提出热解炭气油多联产系统，但没有活化段，故其得到的热解炭与活性炭价值相差很大，影响了后续产品的深度利用。申请号为201210241955的专利提出的连续式生物质热解炭气油多联产系统，实现了连续性生产的可能，可以生产高品质的商品活性炭，但该装置将热解与活化段分成两个部分进行，生产线较长易发生堵塞，同时该系统对于整套系统的热平衡及余热利用缺乏系统考虑。申请号为201320171335.0的专利提出了炉型为竖井式，由干燥段、炭化段，活化段、冷却段、卸料段和若干过渡段组成的一体炉，该系统优点是利用了物料自重下落的原理设计一体炉，结构简单，但是难以控制调节物料运输速度和在各个阶段的停留时间，可控性差，且没有考虑到热解多相产物的价值和资源化综合利用问题。公开号为CN107032351A的专利公开了一种生物质热解制取烟熏液并联产活性炭的方法及装置，有效利用了烟气能量，但该装置实际上为分级制造木醋液/烟熏液和活性炭，并没有真正意义上实现一体化，对于控制物料运输速度，改变物料停留时间欠缺考虑，且各反应室之间为绞龙链接，易造成粉尘外泄污染。综上所述，目前大多数的研究者只关注生物质热解单一产品的生产与实验，生物质热解产物综合利用程度较低，而现有的生物质多联产设备，存在余热利用不足、系统繁琐、可控性差、环保性差等问题。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本技术的目的之一是提供一种炭/油/气联产的一体化装置，能够解决余热利用不足、系统繁琐、可控性差、环保性差等问题。为了实现上述目的，本技术的技术方案为：一种炭/油/气联产的一体化装置，包括炭化活化一体炉、旋风分离器、冷凝器；所述炭化活化一体炉由内外套筒组成，所述外套筒套装在内套筒外，内套筒内的通道作为烟气通道，内套筒与外套筒之间形成的环形通道作为物料输送通道，所述炭化活化一体炉内设有螺旋输送机，螺旋输送机的螺旋叶片沿内套筒外壁布置在物料输送通道中；所述炭化活化一体炉按物料输送方向依次分为活化段、热解段和干燥段三段，活化段、热解段、干燥段的上部的外套筒外壁均设有气室分别作为活化段气室、热解段气室、干燥段气室，与各气室连接的外套筒壁均开设通气口；烟气通道的烟气进口与物料输送通道的物料进口分别位于炭化活化一体炉的两端；所述活化段的外套筒壁开设活化气进口；热解段气室的热解气出口连接旋风分离器的进口，旋风分离器的气相出口连接冷凝器。本技术采用螺旋输送机输送制备活性炭的物料，在各阶段可以起到搅拌、加热、混合等作用，协同环绕于烟气通道上可以使物料受热均匀，充分热解活化，从而生产出高品质的活性炭和大量生物油，还可以通过螺旋输送机控制运输速度和反应停留时间，防止物料堵塞通道，起到极大地优化作用。本技术能够热解活化同时制备活性炭和生物油。本技术制备活性炭的物料与烟气逆流设置，烟气依次经过活化段、热解段和干燥段，三段所需温度依次降低，从而实现了热量的梯级利用，布置合理。本技术充分利用了高温烟气的热值，有效提升了系统的热效率，具有明显的节能效果。本技术采用炭化活化一体炉，克服了传统间歇式干馏炉批量进料的缺陷，可实现连续进料连续出料，极大提升了生产工艺的自动化水平；同时生产出来的产品活性炭，已经经过炭化和活化后，挥发分析出殆尽，再经过冷却后大大减轻了传统干馏炉半焦出炉时产生的烟气对环境的污染。优选的，烟气通道内设有若干折流板。优选的，包括给料机，所述给料机的出口连接物料输送通道的物料进口。优选的，包括集液器，集液器进口连接冷凝器的液体出口。优选的，所述冷凝器为多级冷凝器。优选的，包括气柜，气柜进口连接冷凝器的气体出口。优选的，干燥段气室的干燥段排气管道连接烟气出口管道。优选的，活化段气室的活化段热解气出口连接旋风分离器的进口。优选的，外套筒内壁设有保温层。优选的，包括出料密封罐，所述出料密封罐内设有冷却水管道，冷却水管道的出口连接活化段的水蒸气进口，螺旋输送机的出口连接出料密封罐的进口。进一步优选的，出料密封罐内的冷却水管道为蛇形管道。优选的，包括燃烧器，燃烧器的烟气出口连接烟气通道的进口，冷凝器的气相出口连接燃烧器的燃料进口。本技术的有益效果为：1、本技术的装置实现了生物质的多联产，同时获得活性炭、烟熏液和可燃气，避免只注重生产单一产品而忽略副产品的经济价值，系统在制备烟熏液的同时，将热解产生半焦活化产出活性炭，同时避免了热解炭化产物直接排放对环境造成污染。2、本技术的装置采用炭化活化一体炉，克服了传统间歇式干馏炉批量进料的缺陷，可实现连续进料连续出料，极大提升了生产工艺的自动化水平；同时一体炉出来的产品活性炭，已经经过炭化和活化后，挥发分析出殆尽，再经过冷却后大大减轻了传统干馏炉半焦出炉时产生的烟气对环境的污染。3、本技术采用的螺旋输送机联通整个生产过程，环绕在烟气通道上。环绕式螺旋输送在各个阶段可以起到搅拌、加热、混合等作用，协同环绕于烟气通道上可以使物料受热均匀，充分热解活化，从而生产出高品质的活性炭和大量烟熏液，还可以控制运输速度，反应停留时间，防止物料堵塞通道，起到极大地优化作用。同时，各反应段无缝连接，极大的减少了因物料运输所造成的粉尘泄露污染和损耗。4、本技术的炭化活化一体炉采用高温烟气与物料的流向相反，高温烟气从下向上，依次经过活化段、热解段和干燥段，三段所需温度依次降低，从而实现了热量的梯级利用，合理布置。充分利用了高温烟气的热值，有效提升了系统的热效率，具有明显的节能效果。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本技术一体化装置的结构示意图；其中，1、给料机，2、螺旋输送机，3、烟气通道，4、干燥段气室，5、热解段气室，6、活化段气室，7、活化气入口，8、冷却水蒸汽管道，9、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炭/油/气联产的一体化装置，其特征是，包括炭化活化一体炉、旋风分离器、冷凝器；所述炭化活化一体炉由内外套筒组成，所述外套筒套装在内套筒外，内套筒内的通道作为烟气通道，内套筒与外套筒之间形成的环形通道作为物料输送通道，所述炭化活化一体炉内设有螺旋输送机，螺旋输送机的螺旋叶片沿内套筒外壁布置在物料输送通道中；所述炭化活化一体炉按物料输送方向依次分为活化段、热解段、干燥段，活化段、热解段、干燥段的上部的外套筒外壁均设有气室分别作为活化段气室、热解段气室、干燥段气室，与各气室连接的外套筒壁均开设通气口；烟气通道的烟气进口与物料输送通道的物料进口分别位于炭化活化一体炉的两端；所述活化段的外套筒壁开设活化气进口；热解段气室的热解气出口连接旋风分离器的进口，旋风分离器的气相出口连接冷凝器。

【技术特征摘要】
1.一种炭/油/气联产的一体化装置，其特征是，包括炭化活化一体炉、旋风分离器、冷凝器；所述炭化活化一体炉由内外套筒组成，所述外套筒套装在内套筒外，内套筒内的通道作为烟气通道，内套筒与外套筒之间形成的环形通道作为物料输送通道，所述炭化活化一体炉内设有螺旋输送机，螺旋输送机的螺旋叶片沿内套筒外壁布置在物料输送通道中；所述炭化活化一体炉按物料输送方向依次分为活化段、热解段、干燥段，活化段、热解段、干燥段的上部的外套筒外壁均设有气室分别作为活化段气室、热解段气室、干燥段气室，与各气室连接的外套筒壁均开设通气口；烟气通道的烟气进口与物料输送通道的物料进口分别位于炭化活化一体炉的两端；所述活化段的外套筒壁开设活化气进口；热解段气室的热解气出口连接旋风分离器的进口，旋风分离器的气相出口连接冷凝器。2.如权利要求1所述的一体化装置，其特征是，烟气通道内设有若干折流板。3.如权利要求1所述的一体化装...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春元，宋占龙，孙静，张圣龙，李国栋，刘松，左鹏，曹荣莉，
申请(专利权)人：山东大学，济南祥丰能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37