[发明专利]一种畜禽粪便分级炭化的系统及方法

权利要求书

1.一种畜禽粪便分级炭化的方法，其特征在于，采用畜禽粪便分级炭化的系统，包括：沿畜禽粪便的输送方向依次设置的烘干炉、低温炭化炉、高温炭化炉、换热冷却器和生物炭储罐；

所述的烘干炉设有畜禽粪便进口，所述的烘干炉还设有水蒸气出口，该水蒸气出口连接有第一气液分离装置，所述的第一气液分离装置设有冷凝水出口和废气出口，该冷凝水出口连接有生物滤池，该废气出口连接有生物滴滤塔；

所述的低温炭化炉设有热解气出口，所述的低温炭化炉的热解气出口连接有第二气液分离装置，所述的第二气液分离装置设有热解油出口和燃气出口，所述的第二气液分离装置的热解油出口连接到生物质油储罐，所述的第二气液分离装置的燃气出口连接有二氧化碳吸收装置，所述的二氧化碳吸收装置的出气口连接有燃烧器；

所述的高温炭化炉设有热解气出口，所述的高温炭化炉的热解气出口连接有第三气液分离装置，所述的第三气液分离装置设有热解油出口和燃气出口，所述的第三气液分离装置的热解油出口连接到生物质油储罐，所述的第三气液分离装置的燃气出口连接到所述燃烧器，所述的燃烧器与所述高温炭化炉连接；

所述的换热冷却器与所述高温炭化炉连接；

所述的生物炭储罐与所述换热冷却器连接；

该方法具体包括：

1)将畜禽粪便通过螺旋输送器采用连续进料方式依次输入到烘干炉、低温炭化炉、高温炭化炉、换热冷却器和生物炭储罐；

2)烘干炉的温度控制在100～200℃，畜禽粪便在烘干炉中的停留时间为60～120min，产生的水蒸气排出后经第一气液分离装置分离，冷凝水废液进入生物滤池处理，废气进入生物滴滤塔处理，消除异味后的废气排空；

3)低温炭化炉的温度控制在200～400℃，畜禽粪便在低温炭化炉中的停留时间为60～120min，产生的热解气经第二气液分离装置分离后，热解油进入生物质油储罐，气体经过二氧化碳吸收装置净化后，净化后的气体进入燃烧器供热；

4)高温炭化炉的温度控制在400～700℃，畜禽粪便在高温炭化炉中的停留时间为60～120min，产生的热解气经第三气液分离装置分离后，热解油进入生物质油储罐，可燃气体输送到燃烧器供热；

5)燃烧器燃烧产生的热烟气输入高温炭化炉的加热夹套中对高温碳化炉进行加热，低温炭化炉由高温炭化炉的加热夹套导出的烟气进行加热，烘干炉由低温炭化炉的加热夹套导出的烟气进行加热；

6)高温炭化炉产出的畜禽粪便炭经换热冷却器冷却后，输送到畜禽粪便炭储罐中储存，经过换热冷却器的热空气由引风机输送到燃烧器中与热解气混合燃烧。

2.根据权利要求1所述的畜禽粪便分级炭化的方法，其特征在于，所述的烘干炉、低温炭化炉和高温炭化炉均包括旋转输送禽粪便的管道炉和设置在所述管道炉外周的加热夹套，所述的高温炭化炉的加热夹套导出的烟气导入到所述的低温炭化炉的加热夹套中，所述的低温炭化炉的加热夹套导出的烟气导入到所述的烘干炉的加热夹套中。

3.根据权利要求2所述的畜禽粪便分级炭化的方法，其特征在于，所述的旋转输送禽粪便的管道炉为设置有螺旋输送器的管道炉。

4.根据权利要求1所述的畜禽粪便分级炭化的方法，其特征在于，所述的换热冷却器为夹套列管式冷却器，所述的夹套列管式冷却器的畜禽粪便输送方向与水平方向的夹角为30～45°，所述的夹套列管式冷却器内的夹套设有进风口和出风口，所述的燃烧器设有引风机，该引风机的进风口与所述夹套的出风口相连，所述的引风机出风口与所述燃烧器相连。

5.根据权利要求1所述的畜禽粪便分级炭化的方法，其特征在于，所述的低温炭化炉和高温炭化炉均有独立的温控单元和温度补偿单元。

6.根据权利要求1所述的畜禽粪便分级炭化的方法，其特征在于，所述的燃烧器设置有流量控制单元。

7.根据权利要求1所述的畜禽粪便分级炭化的方法，其特征在于，高温炭化炉产出的畜禽粪便炭经换热冷却器冷却时，换热冷却器内畜禽粪便输送方向与热交换的空气流动方向相反。

8.根据权利要求1所述的畜禽粪便分级炭化的方法，其特征在于，所述的燃烧器根据低温炭化炉和高温炭化炉的测温反馈，调节燃气流量实现精确控温。