[实用新型]一种木质原料的炭化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种炭化装置，具体涉及一种木质原料的炭化系统。

背景技术

木材或木质原料在隔绝空气的情况下，在一定的温度下分解，生成木炭，副产物包括：木焦油、木醋液、木煤气。木炭是保持木材原有构造和孔内残留焦油的不纯的无定形碳。广泛地用作工业冶金还原剂和燃料，在水质净化、污染物吸附、导电和电磁屏蔽等领域也发挥着重大作用。木焦油在兽药中是一种有用的产品，还可以作为防腐剂、木材保存剂和填隙材料。木醋液的组成极其复杂，其主要成分为水、醋酸、甲醇和丙酮等，主要用作防治病虫害、农作物叶面喷施、改良土壤、人体保健等。木煤气主要成分为一氧化碳、氢气和甲烷等，热值大约为5000kcal/m³，是可替代液化气等的民用可再生清洁能源。因此，这些木材热解产品在市场的需求量日益增加。

目前的木炭生产绝大多数采用土法烧制工艺，在土制或砖制窑中通过燃烧一部分原料，使窑内达到炭化温度，然后闷炉。优点是投资少，但有木炭质量不稳定、生产周期长、副产品不能回收、对环境污染等缺点。

随着科技的进步，人们开始逐渐采用干馏工艺。把木质原料放置在密闭的钢制炉体内，在炉体外设有加热炉膛，通过外加燃料燃烧加热炉体，使炉内的原料温度上升，进而炭化，并通过引出的管道收集副产物。

如中国专利ZL201020535353.9公开了一种生物质炭、气、油与木醋液联产系统，包括生物质干馏釜、对生物质干馏釜内所装草木原料进行高温炭化的高温加热炉、对草木原料高温炭化过程中所产生混合气进行冷却及气液分离并相应获得混合气和混合液的水冷装置、对混合气进行水洗并相应获得木煤气的水洗装置、对混合液中的木醋液和木焦油进行分离的液态分离装置、对木煤气进行存储的储气罐、水环式真空泵和与水环式真空泵相接的压缩机以及分别用于存储木焦油和木醋液的木焦油存储罐和木醋液存储罐。该系统的缺点在于：燃烧的烟气没有充分加热干馏釜就排空，能量利用率低；没有单独的木材干燥设备，木材直接装入釜内反应，增加了炭化反应的能耗和副产品回收的难度。

此外，中国专利ZL 200610003555.7公开了一种用于竹材炭化的加热炉、釜体、炭化系统及炭化工艺方法，所述加热炉包括一本体，位于本体内部、相互分离、顺次放置的加热腔、预炭化腔及预热腔；所述炭化系统包括竹材炭化设备、醋液回收设备和燃气回收设备；所述的炭化工艺方法包括竹材炭化、醋液回收和燃气回收。该专利提供了用于竹材炭化的新型加热炉和新型釜体，避免了对加热炉的反复加热与冷却，节约了大量的升、降温时间，缩短了炭化周期,在确保竹炭质量和炭化效率的前提下，提高了生产效率和能源利用率。但上述炭化系统仍然存在着许多缺点：如烟气通过干馏釜再向内部的木料传热，换热效率低，从而燃料消耗加大，生产周期延长；采用自然冷却的方式，冷却速度缓慢，能量没有充分利用等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种木炭、木焦油、木醋液和木煤气的联产的炭化系统。该系统可适用于果木、硬杂木、竹材、农林废弃物（秸秆、果壳、锯木屑等）所有木质原料的炭化生产。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种木质原料的炭化系统，包括炭化装置及副产品回收装置，所述的炭化装置包括反应容器及用于放置反应容器的反应室；

所述反应容器包括物料架及用于放置物料架的干馏釜；所述干馏釜由干馏釜体及干馏釜盖组成，干馏釜盖上设有排气口及温度测量口；

所述反应室包括依次设置的带有燃烧区的煅烧室、炭化室、预热室，以及分别用于木质原料预处理和后处理的干燥室与冷却室，其中，所述的煅烧室的排气口通过第一烟道与炭化室的进气口相连；所述的炭化室的出气口通过第二烟道与预热室的进气口相连；所述预热室的出气口通过第三烟道与干燥室的进气口相连；所述的冷却室进气口连接冷空气供应管道，冷却室排气口通过第四烟道与干燥室的进气口相连；

所述预热室、炭化室和/或煅烧室内干馏釜盖上的排气口与副产品回收装置相连。

上述各反应室均由耐火砖砌成，除干馏釜及物料架均由耐热不锈钢制备而成。其中，预热室、炭化室和煅烧室的结构相同，底部均设置排灰室，并通过第一烟道和第二烟道依次相连。干馏釜的形状可以使圆筒形、矩形或者多边形立方体，为便于传热，各反应室也砌成与干馏釜相匹配的形状。

干馏釜盖上设置的排气口是用于收集副产物，温度测量口则是方便用户及时检测干馏釜内的温度，精确控制炭化过程。干馏釜盖与干馏釜体之间的连接方式为本领域技术人员所知，优选采用法兰密闭。