[实用新型]一种用于还田的生物质炭制取及燃气余热回收利用装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于还田的生物质炭(尤其是秸秆生物质炭)的制取及燃气余热回收利用装置，属于生物质热化学转化技术领域。

背景技术

我国的生物质资源十分丰富，据统计，全国仅各种秸秆的年产量就达7亿吨，除少部分用于饲料、燃料和工业原料等用途外，大部分被废弃和焚烧，其中约有1亿吨秸秆在田间焚烧，造成资源浪费和严重空气污染。近年来，国家对生物质的能源化利用越来越重视，大力开展对生物质固化、气化和液化燃料的研究，但由于生物质本身的多样性和复杂性，生物质能源化利用仍处于低效率、高耗能的利用方式，无法实现产业化和商品化推广。

生物质炭是指生物质在缺氧或无氧条件下热解产生的含碳物质，被认为是大气二氧化碳的重要储体，具有高度稳定性。生物质炭施到土壤中，可增加碳在土壤中的封存时间，提高土壤碳库容量，减少温室气体排放。同时因炭的孔隙结构，具有很大的表面积，持水性、吸附性均较强，在一定量下对农田施炭，可增加土壤阴、阳离子交换量，吸附氮、磷及矿物离子，减少养分损失，维持土壤生态系统平衡，从而提高土壤肥力，增加作物产量。因此，生物质炭化还田(或称为“生物质炭肥”)不失为一种新型的利用方式，有可能成为人类应对全球气候变暖和低碳排放的一条重要途径。

目前，生物质炭化主要用于烧烤和取暖等生活用能，需要把切碎的生物质原料先机械压缩成棒状或者块状，然后在炭化炉内炭化。现有的炭化设备比较简陋，存在生产成本高、能耗大和得炭率低等问题，而且没有烟气余热回收利用装置，炭化过程中产生的气体直接排放到大气中，容易造成二次污染。此外，用于还田的生物质炭的制备技术和工艺与作为燃料用的生物质炭有较大差异，现有设备无法满足其生产要求，因此，开发一种新型的生物质炭制取及燃气余热回收利用装置十分必要。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提供一种适合于土壤还田要求的生物质炭制备及燃气余热回收利用的装置，能将高温烟气通过冷却、净化、过滤后变成洁净的可燃气体，热交换后的热水可用于温室甲鱼等特种水产的养殖，尾气排放符合环保要求。

本实用新型的用于还田的生物质炭制取及燃气余热回收利用装置，包括通过输气管依次相连的气力送料装置，炭化炉，换热器，净化器、炭过滤器和水封阻火器。其中：

气力送料装置由料斗、风机、输料管、第一旋风分离器和关风器组成，料斗的出料口经输料管与第一旋风分离器相连，第一旋风分离器的上方连接排气管，下方连接关风器，风机设置在输料管上；

炭化炉顶部的进料口与关风器的出料口相通，底部与螺旋出料装置相连，上部设有燃气出口，炭化炉内中央设有一头部圆锥状的风室，在风室与炭化室壁之间固定有若干根进风管，每根进风管上分布有喷风口，在炭化室壁上设有炉温检测口和点火通风孔，点火通风孔位于进风管的下方；

换热器为圆筒状夹层水套，水套上部设有出水口，下部有进水口，顶面有水蒸汽出口；

净化器包括内、外圆构成的中空双层筒，双层筒内盛水，双层筒上部设有进水口，下部有出水口，顶面有出气口，在双层筒的下端安装有第二旋风分离器和第三旋风分离器，第二旋风分离器与双层筒的内圆固定，第三旋风分离器与双层筒的外圆固定，第三旋风分离器位于第二旋风分离器的下方，在第三旋风分离器下方设有第一集油箱；

炭过滤器包括自上而下同轴装置的两个双层圆柱筒和第四旋风分离器，上层圆柱筒的夹层内装入颗粒状炭吸附剂，上层圆柱筒的外壁有进气口，下层圆柱筒的内筒为不锈钢网筒，在上下两个圆柱筒之间有不锈钢网板，在第四旋风分离器下方设有第二集油箱；输气管依次连接炭化炉的燃气出口、换热器内圆筒的上端、下端、净化器的第三旋风分离器、净化器内圆筒的上端、炭过滤器上层圆柱筒的进气口、炭过滤器上层圆柱筒内圆的上端至水封阻火器。

本实用新型与背景技术相比具有的有益效果是：

(1)采用本装置制备的生物质炭得率高，适合于进一步制取生物质炭肥，用于土壤还田。

(2)炭化室内设置头部圆锥状的风室、具有喷风口的进风管，炉内温度可调，物料炭化均匀。

(3)设置了三级冷却和净化过程，将高温的可燃气通过冷却、净化、过滤后变成洁净的可燃气，热交换后的热水可用于温室甲鱼等特种水产养殖，尾气排放符合环保要求。

附图说明

图1是生物质炭制取及燃气余热回收利用装置的结构示意图。

图2是炭化炉的结构放大示意图。

图3是附图2的A-A剖视示意图。