基于农业废料制造固体燃料的系统技术方案

本申请涉及一种基于农业废料制造固体燃料的系统，从上到下依次包括送料气密闸门(法语为SAS)、反应塔、格栅盒、固体燃料收集系统和固体燃料输出气密闸门，系统还包括与反应塔和格栅盒联接的气体回收及热气发生回路，其中，反应塔为下大上小的锥形并包括位于格栅盒上方且与格栅盒邻近的高温反应区和位于反应区上方的低温冷却区，其中，格栅盒包括多孔的格栅和格栅支撑件，格栅叠置在固定的格栅支撑件上并能相对于格栅支撑件在一水平方向上往复运动。格栅的工作直径为3米至4米，格栅支撑件包括固定的框架以及固定到框架内的相互平行并间隔第一距离的多个横梁和相互平行并间隔第二距离的多个纵梁，多个横梁与多个纵梁相交并固定到彼此。

The System of Manufacturing Solid Fuel Based on Agricultural Waste

【技术实现步骤摘要】
基于农业废料制造固体燃料的系统
本申请涉及农业废料回收领域，所述农业废料尤其为天然农作物的废弃物，例如玉米、小麦秸秆，以及农产品加工业的废弃物，例如花生壳、核桃壳等。
技术介绍
众所周知，化石燃料(例如煤炭)的燃烧会产生很多有害的污染物，各国都在通过各种途径寻求降低对它的依赖程度，其中一种途径是寻找清洁替代物。生物能源是一种理想的潜在替代物。诸如农作物秸秆的农业废料是一种生物质，具有不同含量的碳，而且在中国，每年产生的农业废料体量巨大，完全有可能被处理成有利用价值的清洁生物能源。然而，目前由于各种原因，尤其是由于缺乏合适的技术，大部分人选择将秸秆付之一炬，使得秸秆焚烧成为当今社会的一大毒瘤。本专利专利技术人名下的国际专利申请WO2007000548A2(该申请的内容通过引用并入本文)公开了一种对固体有机产品进行蒸馏处理的方法以及实现该方法的系统，经该方法处理的固体有机产品(例如粉碎的被污染木料)将转变为主要含碳的产物，该产物可随后作为固体燃料用在很多场合。该方法主要包括以下步骤：-将粉碎成碎屑形式的材料从反应塔上端的入口引入反应塔中，该材料在重力作用下自由下落到位于反应塔下部的格栅上。-在反应塔的下部引入贫氧的热气(该热气的温度取决于所处理的材料，通常介于170至370摄氏度，低于该材料发生绝热燃烧所需的温度)，该热气从下往上穿过格栅，与格栅上的材料接触并发生反应，使该材料中及附着在该材料上的较重有机物的有机键断裂，成为较轻的有机物(可能要经历多次断裂)直至蒸发为气体(主要为可燃烃)，随热气流一起从位于反应塔上端的出口排出到气体回收及热气发生回路中，该气体经过处理之后又成为符合条件的贫氧的热气，再次从反应塔下部被引入其中。在该反应塔中，压强和温度从格栅处从下往上逐渐降低。-持续地监测反应塔下部的热气入口处的热气温度以及落在格栅上的那层材料的温度，当这两个温度大致相等时(意味着不再有由有机键断裂引起的能量吸收，材料中能够蒸发的有机物已经全部消除，只剩下主要含碳的矿化产物)，使格栅在水平方向上往复运动，打开其所包含的孔，从而使矿化产物从这些孔漏到格栅下方的密封空间，然后在合适的时刻被密封空间中设置的固体产物移除系统移除。同时，随着格栅上矿化产物的下漏，位于其上方的尚未处理完成的材料会落到格栅上，继续发生上述的反应。上述专利申请公布的系统从上到下依次包括送料气密闸门、反应塔、格栅盒和固体燃料收集系统和固体燃料输出气密闸门，以及与反应塔和格栅盒联接的气体回收及热气发生回路。反应塔为下大上小的锥形并包括位于格栅盒上方且与格栅盒邻近的高温反应区和位于反应区上方的低温冷却区。在该系统中，格栅盒包括具有多个圆形孔的固定格栅和多个长圆形孔的活动格栅构成，活动格栅叠置在固定格栅上并能相对于该固定格栅在水平方向上往复运动，且这两者之间设有呈流化床气垫形式的空隙。该活动格栅的工作直径为2.5米左右。上述系统主要用于处理被污染的木料(如曾用作电线杆的木头)，而不适用于密度更小的农业废料，且其产能仅为大约2.2吨矿化产物/小时。为了解决上述困扰社会的污染问题以及提供一种化石燃料的替代物，专利技术人提出将上述系统和方法用于处理农业废料。为了能够利用该系统将农业废料(通常比木头更轻)转变为干燥稳定的固体燃料并大幅提高产能(至少提高到5吨矿化产物/小时)，专利技术人对上述系统进行了一系列重大的改进，尤其是其中的关键部件格栅盒。具有原先结构和尺寸的格栅盒已经无法满足新的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种改进的系统，该系统能够以较高的产能将农业废料转变为有价值的固体燃料。为此，本技术提供了一种基于农业废料制造固体燃料的系统，从上到下依次包括送料气密闸门(法语为SAS)、反应塔、格栅盒、固体燃料收集系统和固体燃料输出气密闸门(法语为SAS)，所述系统还包括与所述反应塔和所述格栅盒联接的气体回收及热气发生回路，其中，所述反应塔为下大上小的锥形并包括位于所述格栅盒上方且与所述格栅盒邻近的高温反应区和位于所述反应区上方的低温冷却区，其中，所述格栅盒包括多孔的格栅和格栅支撑件，所述格栅叠置在固定的所述格栅支撑件上并能相对于所述格栅支撑件在一水平方向上往复运动。所述格栅的工作直径为3米至4米，所述格栅支撑件包括固定的框架以及固定到所述框架内的相互平行并间隔第一距离的多个横梁和相互平行并间隔第二距离的多个纵梁，所述多个横梁与所述多个纵梁相交并固定到彼此。要提高产能就必须增大单位时间内送入反应塔的待处理废料的量。为此，必须增大反应塔的容积。在不希望增大反应塔的上部直径和高度的情况下，就需要增大反应塔下部的直径，相应地需要增大反应塔中格栅的尺寸。单纯地将现有技术系统中的活动格栅和固定格栅加长加宽会产生一系列问题。首先，由于反应塔的容积增大，其单位时间内的吞吐量加大，这意味着落在格栅上的待处理废料增多，格栅所要支撑的重量也加大。在此情况下，为了保证格栅对待处理废料的良好支撑，并且让活动格栅仍然能够在固定格栅上进行良好的往复运动，必须要使这些格栅具有足够的平面刚度。为此，在它们的长宽增大了的情况下，需要同时增大它们的厚度。然而，本技术方法的工作原理要求热气所穿过的部件(现有技术系统中的固定格栅和活动格栅)尽可能少吸热或不吸热，以便将热气的能量尽可能多地传递到位于活动格栅上的待处理废料使之发生反应。换句话说，本技术方法的工作原理要求热气所穿过的部件具有尽可能小的热质量，因此尽可能小的重量。这一点与传统炉子中对格栅的要求截然相反。在传统炉子中，格栅对位于其上方的炉膛起到冷却元件的作用，而本技术中的格栅则不得阻碍热气能量从下往上的传递。本申请的专利技术人发现，现有技术系统中的双格栅结构无法同时满足大的平面刚度和小的热质量的双重要求。因此，本申请专利技术人提出将该双格栅结构替换为上述方案中描述的结构。上述系统中改进后的格栅盒包括多孔的活动格栅和位于其下方的格栅支撑件，该格栅支撑件包括固定的框架和固定到该框架内的横纵梁结构，因此具有较轻的重量(从而具较小的热质量)，同时该结构也能保证足够的刚度，对位于其上的格栅以及格栅上的待处理废料(比原先更多)提供有效的支撑，使得如此大尺寸的格栅能够不翘曲保持平整的状态，从而顺利地在水平方向进行往复运动。根据格栅工作直径为3.5米的实施例，该系统的产能能够达到5吨固体燃料/小时，是原来的两倍多。上述系统还可以包括以下特征中的一个或多个。-所述框架为正方形。-所述多个纵梁在所述水平方向上延伸，所述多个横梁与所述多个纵梁相互垂直。这样的结构易于实现，刚度更高，而且格栅支撑件对格栅的孔的阻碍被最小化，使得格栅上所产生的固体燃料能够更顺畅地通过格栅的孔而落到格栅下方。-所述多个纵梁中的至少一部分在其长度的至少一部分上设有贯穿其厚度的减重孔。这样能够更进一步降低格栅支撑件的重量，从而降低其热质量。-所述多个横梁与所述多个纵梁均是带有缺口的长条形薄片，所述多个横梁的缺口卡接到所述多个纵梁的相应缺口，并且每个卡接处均进行了焊接。实验表明，这样的结构同时具有轻质量、高刚度的特点，能够很好地满足本技术的需求。-所述格栅由至少3块矩形的子格栅构成，所述子格栅可彼此独立地沿所述水平方向往复运动且每个子格栅的长边都沿所述水平方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于农业废料制造固体燃料的系统，从上到下依次包括送料气密闸门、反应塔、格栅盒、固体燃料收集系统和固体燃料输出气密闸门，所述系统还包括与所述反应塔和所述格栅盒联接的气体回收及热气发生回路，其中，所述反应塔为下大上小的锥形并包括位于所述格栅盒上方且与所述格栅盒邻近的高温反应区和位于所述反应区上方的低温冷却区，其中，所述格栅盒包括多孔的格栅和格栅支撑件，所述格栅叠置在固定的所述格栅支撑件上并能相对于所述格栅支撑件在一水平方向上往复运动，其特征在于，所述格栅的工作直径为3米至4米，所述格栅支撑件包括固定的框架以及固定到所述框架内的相互平行并间隔第一距离的多个横梁和相互平行并间隔第二距离的多个纵梁，所述多个横梁与所述多个纵梁相交并固定到彼此。

【技术特征摘要】
1.一种基于农业废料制造固体燃料的系统，从上到下依次包括送料气密闸门、反应塔、格栅盒、固体燃料收集系统和固体燃料输出气密闸门，所述系统还包括与所述反应塔和所述格栅盒联接的气体回收及热气发生回路，其中，所述反应塔为下大上小的锥形并包括位于所述格栅盒上方且与所述格栅盒邻近的高温反应区和位于所述反应区上方的低温冷却区，其中，所述格栅盒包括多孔的格栅和格栅支撑件，所述格栅叠置在固定的所述格栅支撑件上并能相对于所述格栅支撑件在一水平方向上往复运动，其特征在于，所述格栅的工作直径为3米至4米，所述格栅支撑件包括固定的框架以及固定到所述框架内的相互平行并间隔第一距离的多个横梁和相互平行并间隔第二距离的多个纵梁，所述多个横梁与所述多个纵梁相交并固定到彼此。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述框架为正方形。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个纵梁在所述水平方向上延伸，所述多个横梁与所述多个纵梁相互垂直。4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述多个纵梁中的至少一部分在其长度的至少一部分上设有贯穿其厚度的减...

【专利技术属性】
技术研发人员：让塞巴斯蒂安·埃里，
申请(专利权)人：特雷西国际公司，
类型：新型
国别省市：法国,FR