[发明专利]一种自动控温的复合加热式生物炭生产设备及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动控温的复合加热式生物炭生产设备及工艺，属于生物质碳化技术领域。

背景技术

生物炭是指生物有机材料(生物质)在缺氧及低氧环境中经热热解后的固体产物，大多为粉状颗粒。作为一种新型的清洁能源，热解生产的生物炭可以施放到土壤中，既能增加土壤中的有机碳，提高肥力，也能凭借其耐降解性质，提高碳在土壤里的封存时间，缓解温室效应对全球气候变化所带来的负面影响。此外，生物炭具有较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团，可以吸附土壤或污水中的重金属及有机污染物等，因成本较低，被许多人认为是未来活性炭的替代品。

国外发达国家生物质炭化技术发展很快，相继设立众多专门机构，并投入大量资金开展生物炭生产工艺与装备方面的研究，尤其以美国、加拿大、澳大利亚为代表的发达国家已经实现了由炭化试验平台向工业化的转换。我国是农业大国，拥有庞大农业资源，具有广阔的生物炭技术应用前景。目前国内许多单位的生物炭技术研究已从室内研究为主转向以大田应用观测研究为主阶段，生物炭批量化大规模生产工艺的缺乏已成为我国生物炭技术应用的技术瓶颈，因此开发能够实现工业化的生物炭生产系统具有重要意义。

为实现生物炭的连续化生产，中国专利申请“一种生物质碳化设备”(申请号：CN201410185600.X)公开了一种连续式生物质碳化设备，生产速率高，能够将热解油气直接引入燃烧系统燃烧，为生物质的碳化提供能源，降低了对外部碳化能源的需求。但其采用燃烧系统直接对热解腔体进行加热的方法，碳化加热不均匀，同时难以准确控制碳化的温度。申请号为CN200880013328.X的专利申请文件公开了一种用于生产生物炭的设备和工艺，该设备包括：粉碎装置、加热装置、加压装置以及冷却装置，但此发明的能耗高，生物炭生产量小。传统生物炭生产方式中物料在炭化炉中缓慢热解，物料从投入、干燥、热热解炭化和冷却出炭时间较长，无法实现批量化、工业化生产。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明采用干馏热解原理，提供了一种自动控温的复合加热式生物炭生产设备及工艺。具体技术方案如下：

一种自动控温的复合加热式生物炭生产设备，包括引风机、电机、外加热装置、干燥炭化系统、烟气净化系统和冷却出炭装置；

电机设置在引风机一侧，与引风机相连，为保证烟气净化系统的正常运转提供动力。

引风机和外加热装置维持炭化过程中炭化炉内温度恒定；

干燥炭化系统包括炭化炉、燃烧室、热解室、电加热装置、温度传感器和烟气排出管道；炭化炉为卧式结构，容积大；所述热解室、燃烧室、温度传感器和外加热装置设置在炭化炉内部，所述热解室通过可拆卸的悬挂装置固定于炭化炉上部，装填和取出方便；所述燃烧室位于热解室和电加热装置中间，烟气排出管道设置于炭化炉顶部；所述温度传感器温度探头位于炭化炉中部，温度显示器实时显示炭化炉中温度，通过调节电加热装置维持炭化炉内温度恒定；

炭化炉侧面带有可敞开的开关门，用于炭化炉的密闭；所述炭化炉下部设置炭化炉支撑；

所述热解室为底部开口的立方体，热解室大小及数量根据炭化炉大小进行调节，热解室与热解室之间留有一定的空隙；每个热解室上端密闭，下端开口，每个热解室底部设置双层密闭盖板，其中内层带孔盖板带有热解室燃气排放孔，外层密闭盖板完全密封。在热解过程中内层密封盖关闭，外层密封盖打开，便于热解过程中可燃气体从热解室内排出。热解完成后，将外层密闭盖板密封，防止空气进入，然后将热解室从炭化炉中取出，转移进入冷却出炭装置，将内层带孔盖板和外层密闭盖板打开，将生物炭卸出。

炭化炉室、烟气净化系统和引风机通过排气管道相连。

优选的，所述外加热装置为电加热装置。

优选的，所述炭化炉外部装有保温层。

优选的，在炭化炉内部顶端设置悬挂支架，热解室悬挂挂钩悬挂于悬挂支架上；热解室与热解室之间留有一定的间隙便于导热和燃烧气体的排出。

优选的，所述热解室燃气排放孔的孔径范围为5-10mm。

优选的，烟气净化系统包括循环水管道、沉降池、净化塔，净化塔内有水，所述净化塔底部设置支撑架，净化塔塔身设置液面观察孔，用于观察净化塔内水液面高度；烟气净化水进水口设置在净化塔中部，烟气净化水排出口设置在净化塔底部；炭化炉顶部引出的烟气排出管连接净化塔的下部。