含碳生物質物料炭化制粉一體化系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，包括炭化制粉裝置、第一級分離器、以及第二級分離器，所述炭化制粉裝置上設置有生物質進料口、進氣口、以及混合料出口，所述炭化制粉裝置的混合料出口與第一級分離器的混合料進口連接，所述第一級分離器的出料口與第二級分離器的進料口連接；所述第一級分離器上還設置有第一炭粉排出口，所述第二級分離器上還設置有第二炭粉排出口和排氣口，所述第二級分離器的排氣口與炭化制粉裝置的進氣口連接。本實用新型專利技術采用炭化與制粉一體化的系統，能將生物質等含碳物料快速干燥、炭化、制粉一體化的處理，系統結構簡單、操作可靠。

【技術實現步驟摘要】
含碳生物質物料炭化制粉一體化系統
本技術涉及生物質熱解炭化的
，具體地指一種含碳生物質物料炭化制粉一體化系統。
技術介紹
生物質能源是一種理想的可再生能源，具有以下特點：(1)可再生性；(2)低污染性(生物質硫含量、氮含量低，燃燒過程中產生的SO2、NO2較低，生物質作為燃料時，二氧化碳凈排放量近似于零，可有效地減少溫室效應)；(3)廣泛的分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物質能，所以，利用生物質作為替代能源，對改善大氣酸雨環境。減少大氣中二氧化碳含量從而減少“溫室效應”都有極大的好處。生物質能的低硫和CO2的零排放使生物質成為能源生產的研究熱點。生物質炭化是指將生物質(秸稈：棉花、篦麻、向日葵等植物稈，林業廢棄物和木材加工剩余物)通過一定的工藝加工、化學反應生成產品及副產品的過程。生物質在無空氣、缺氧的情形下發生的不完全熱降解，以生成炭及可冷凝的液體等產物的過程。將低品位的生物質能轉換成為高品位能源，常見的途徑是對其進行炭化，主要方法有：炭化窯間歇炭化法、封閉悶罐炭化法、干餾法，但是其炭化時間長，自動化程度低，炭化產品質量不高，生產環境惡劣，產品質量嚴重依賴于工人經驗等。現有的回轉式炭化爐存在炭化效率低下，結構過于復雜，設備成本過高，經濟性較差等缺點，并伴有合成氣泄漏引發的氣爆、木焦油、木醋酸冷凝堵塞管道等有害狀況。目前生物質制取炭粉的工藝，大多采用原料→烘干→粉碎→炭化→粉碎→包裝的工藝路線，其中炭化步驟還采用分三段進行低溫、中溫、高溫炭化，這些炭化制粉技術系統復雜、操作困難、碳損失率高、不節能環保。
技術實現思路
本技術的目的就是要提供一種含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，該系統采用炭化和制粉相結合，能實現生物質物料的快速炭化與破碎，而且系統簡單、操作容易、環保節能、工業化可靠。為實現上述目的，本技術提供的含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，包括炭化制粉裝置、第一級分離器、以及第二級分離器，所述炭化制粉裝置上設置有生物質進料口、進氣口、以及混合料出口，所述炭化制粉裝置的混合料出口與第一級分離器的混合料進口連接，所述第一級分離器的出料口與第二級分離器的進料口連接；所述第一級分離器上還設置有第一炭粉排出口，所述第二級分離器上還設置有第二炭粉排出口和排氣口，所述第二級分離器的排氣口與炭化制粉裝置的進氣口連接。進一步地，所述第一級分離器的出料口與第二級分離器的進料口之間的管路上設置有與外界輸送管系相連的第一支路。進一步地，所述第二級分離器的排氣口與炭化制粉裝置的進氣口之間的管路上設置有第二支路，所述第一支路與第二支路匯合后與外界輸送管系相連。進一步地，所述炭化制粉裝置包括殼體和設置在殼體內腔下部的旋流板，所述旋流板的上方設置有可高速旋轉的破碎刀具。進一步地，所述炭化制粉裝置的底部設置有用于驅動破碎刀具旋轉的驅動電機。進一步地，所述生物質進料口位于破碎刀具的上方，所述進氣口位于旋流板的下方。進一步地，所述旋流板包括與殼體內壁固定的環形斜板、以及設置在環形斜板內圈的實心平板，所述環形斜板上沿其環向設置有若干個用于供熱載氣噴出的通孔。再進一步地，所述進氣口與炭化制粉裝置的底部外壁圓周相切布置，所述混合料出口與炭化制粉裝置的頂部外壁圓周相切布置。更進一步地，所述第一級分離器為旋風分離器，所述第二級分離器為除塵器。與現有技術相比，本技術具有如下優點：其一，本技術采用炭化與制粉一體化的系統，能將生物質含碳物料快速干燥、炭化、制粉一體化的處理，系統結構簡單、操作可靠、全過程無中間產品的轉運，能一體化的快速制取生物質炭粉產品。其二，本技術結合生物質物料受熱易揮發及生物質炭易制粉的特點，在熱載氣的作用下，生物質在炭化制粉裝置內，實現炭化、制粉兩個步驟優勢互補，裝置內氣流流程分布合理，能源能得到充分應用。其三，本技術采用紊流與旋流相結合的熱解炭化方式，并且該裝置能有效將生物質炭破碎至2mm以下粒度，且生物質炭微粒熱解充分，炭粉質量高。其四，本技術能利用熱解氣為系統熱載氣能源的補充，也能結合各種余熱作為熱解炭化的能量來源，系統節能環保，避免了大量電能等高位能源的消耗。附圖說明圖1為一種含碳生物質物料炭化制粉一體化系統的結構示意圖；圖2為圖1中沿A-A方向的剖視結構示意圖；圖3為圖1中沿B-B方向的剖視結構示意圖；圖中，炭化制粉裝置1(生物質進料口1.1、進氣口1.2、混合料出口1.3、殼體1.4、旋流板1.5、環形斜板1.51、實心平板1.52、通孔1.53、破碎刀具1.6、驅動電機1.7)、第一級分離器2(混合料進口2.1、出料口2.2、第一炭粉排出口2.3)、第二級分離器3(進料口3.1、第二炭粉排出口3.2、排氣口3.3)、第一支路4.1、第二支路4.2。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本技術作進一步的詳細說明。如圖1～3所示的含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，包括炭化制粉裝置1、第一級分離器2、以及第二級分離器3。本實施例中，第一級分離器2選用旋風分離器，第二級分離器3選用除塵器。炭化制粉裝置1的中部設置有用于供生物質物料進入的生物質進料口1.1，炭化制粉裝置1的底部沿外壁切向設置有用于供熱載氣進入的進氣口1.2，炭化制粉裝置1的頂部沿外壁切向設置有用于供炭粉和混合氣輸出的混合料出口1.3；炭化制粉裝置1的混合料出口1.3與第一級分離器2的混合料進口2.1連接，第一級分離器2的出料口2.2與第二級分離器3的進料口3.1連接，第一級分離器2上還設置有用于供粗顆粒炭粉排出的第一炭粉排出口2.3，第二級分離器3上還設置有用于供細顆粒炭粉排出的第二炭粉排出口3.2和用于供混合氣排出的排氣口3.3，第二級分離器3的排氣口3.3與炭化制粉裝置1的進氣口1.2連接。第一級分離器2的出料口2.2與第二級分離器3的進料口3.1之間的管路上設置有第一支路4.1，第二級分離器3的排氣口3.3與炭化制粉裝置1的進氣口1.2之間的管路上設置有第二支路4.2，第一支路4.1與第二支路4.2匯合后與外界輸送管系相連。上述技術方案中，炭化制粉裝置1包括殼體1.4和設置在殼體1.4內腔下部的旋流板1.5，旋流板1.5的上方設置有可高速旋轉的破碎刀具1.6，炭化制粉裝置1的底部設置有用于驅動破碎刀具1.6旋轉的驅動電機1.7。生物質進料口1.1位于破碎刀具1.6的上方，進氣口1.2位于旋流板1.5的下方。旋流板1.5包括與殼體1.4內壁固定的環形斜板1.51、以及設置在環形斜板1.51內圈的實心平板1.52，環形斜板1.51上沿其環向設置有若干個用于供熱載氣噴出的通孔1.53。利用上述含碳生物質物料炭化制粉一體化系統的方法，以含水率為20％的林業木材作為生物質物料為例，包括以下步驟：1)物料炭化：在高溫缺氧條件下，生物質物料(粒徑為50～200mm)送入炭化制粉裝置1的中部，首先與來自炭化制粉裝置1底部噴入從下至上的200～500℃高溫的熱載氣(熱載氣為二氧化碳、水蒸汽、氮氣中的一種或者多種混合)形成物料紊流，生物質物料與熱載氣進行強烈的氣固混合換熱發生炭化反應，熱載氣的來源可以是外部系統余熱，也可以是采用熱解氣循環的燃燒熱、炭粉循環的燃燒熱、電加熱、電磁加熱、等離子加熱、生物質燃燒熱、生物質氣化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，其特征在于：包括炭化制粉裝置(1)、第一級分離器(2)、以及第二級分離器(3)；所述炭化制粉裝置(1)上設置有生物質進料口(1.1)、進氣口(1.2)、以及混合料出口(1.3)；所述炭化制粉裝置(1)的混合料出口(1.3)與第一級分離器(2)的混合料進口(2.1)連接，所述第一級分離器(2)的出料口(2.2)與第二級分離器(3)的進料口(3.1)連接；所述第一級分離器(2)上還設置有第一炭粉排出口(2.3)，所述第二級分離器(3)上還設置有第二炭粉排出口(3.2)和排氣口(3.3)，所述第二級分離器(3)的排氣口(3.3)與炭化制粉裝置(1)的進氣口(1.2)連接。

【技術特征摘要】
1.一種含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，其特征在于：包括炭化制粉裝置(1)、第一級分離器(2)、以及第二級分離器(3)；所述炭化制粉裝置(1)上設置有生物質進料口(1.1)、進氣口(1.2)、以及混合料出口(1.3)；所述炭化制粉裝置(1)的混合料出口(1.3)與第一級分離器(2)的混合料進口(2.1)連接，所述第一級分離器(2)的出料口(2.2)與第二級分離器(3)的進料口(3.1)連接；所述第一級分離器(2)上還設置有第一炭粉排出口(2.3)，所述第二級分離器(3)上還設置有第二炭粉排出口(3.2)和排氣口(3.3)，所述第二級分離器(3)的排氣口(3.3)與炭化制粉裝置(1)的進氣口(1.2)連接。2.根據權利要求1所述的含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，其特征在于：所述第一級分離器(2)的出料口(2.2)與第二級分離器(3)的進料口(3.1)之間的管路上設置有與外界輸送管系相連的第一支路(4.1)。3.根據權利要求2所述的含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，其特征在于：所述第二級分離器(3)的排氣口(3.3)與炭化制粉裝置(1)的進氣口(1.2)之間的管路上設置有第二支路(4.2)，所述第一支路(4.1)與第二支路(4.2)匯合后與外界輸送管系相連。4.根據權利要求1或2或3所述的含碳生物質物料炭化制粉一體化系統，其特征在于：所述炭化制粉裝置(1)包...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張巖豐，陳義龍，張亮，
申請(專利權)人：武漢凱迪工程技術研究總院有限公司，
類型：新型
國別省市：湖北,42