[发明专利]一种农作物秸秆制炭炉及其制炭方法

权利要求书

1.一种农作物秸秆制炭炉，包括炉架以及固定安装在炉架内部的炉筒，所述炉筒内设置有炉胆，其特征在于：所述炉胆顶部开口处设置有向周圈延伸的圆台，所述圆台盖合在炉筒顶部开口端面上，且所述炉胆外壁与炉筒内壁之间设置有燃烧腔室，所述燃烧腔室底部设置有燃烧器，所述炉筒外设置有燃气进气管，所述燃气进气管穿过所述炉筒并与所述燃烧器相连接，所述炉筒外还设置有鼓风机，所述鼓风机上连接有鼓风管道，所述鼓风管道伸进炉筒底部并与所述燃烧腔室连通，所述炉胆上方设置有炉盖，所述炉盖、圆台以及炉筒通过螺栓连接，所述炉胆内设置有搅拌装置，所述炉盖顶面设置有用于驱动搅拌装置转动的第一电机，所述搅拌装置包括搅拌轴，所述搅拌轴上均匀分别若干搅拌杆，所述搅拌轴的顶端穿过所述炉盖顶面并与所述第一电机的输出轴转动连接，所述搅拌轴的末端延伸至炉胆底部，所述炉胆底部侧壁上设置有穿过所述炉筒的出炭管，所述炉盖上方一侧的炉架上设置有进料蛟龙，所述进料蛟龙包括进料管，所述进料管穿过炉盖并与所述炉胆连通，所述炉盖顶面还设在有氮气进气管，所述氮气进气管一端与氮气罐连接，另一端穿过炉盖底面并与炉胆相连通，所述炉盖上方另一侧的炉架上设置有可燃气处理装置，所述可燃气处理装置一端通过炉盖上方的可燃气出气管与所述炉胆连通，另一端通过可燃气循环管与燃烧器相连。

2.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆制炭炉，其特征在于：所述进料蛟龙还包括进料仓、第二电机、蛟龙管、蛟龙杆，所述蛟龙管的一端底部连接所述进料管，另一端连接有第二电机，所述蛟龙管内设置有蛟龙杆，所述蛟龙杆与所述第二电机转动连接，所述蛟龙管的中部连接有进料仓。

3.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆制炭炉，其特征在于：所述可燃气处理装置包括除尘器、冷凝器、净化器，所述除尘器的进气端连接所述可燃气出气管，出气端连接冷凝器，所述净化器的的进气端连接所述冷凝器的出气端，所述净化器的出气端连接有可燃气循环管。

4.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆制炭炉，其特征在于：所述炉筒外壁设有保温层。

5.根据权利要求1所述的一种农作物秸秆制炭炉，其特征在于：本发明还包括若干个换热水箱，所述换热水箱下部设有进水口，上部设有出水口，所述换热水箱内设置有换热管，所述的换热管在换热水箱内呈竖向U型设置，环绕于换热水箱内，所述换热管一端通过炉筒上部开设的出烟口与燃烧腔室相连通，另一端与设在换热水箱外部的排烟口相连。

6.一种农作物秸秆制炭方法，其特征在于：包括步骤如下：向炉胆内通入氮气使炉内为无氧或低氧环境后，将农作物秸秆原料颗粒通过进料蛟龙加入到炉胆内，通过燃气进气管通入可燃气体，并由燃烧器在燃烧腔室内进行燃烧，启动搅拌装置使炉内的秸秆充分搅拌，热气流从炉胆底部传递到炉内，在炉内形成逆流反应区域，控制炉胆底部的反应温度为220～300℃，炉内压力为1020～1300mbar，物料在炉胆中的停留时间为1～6h，反应生成生物质炭燃料从炉胆底部侧壁的出炭管输出。

7.根据权利要求6所述的一种农作物秸秆制炭方法，其特征在于：所述炉胆内产生的可燃气体从炉盖上部的可燃气出气管排出，所述可燃气体依次经过可燃气处理装置进行除尘、冷凝、净化处理后，经由可燃气循环管输送给燃烧器，并作为燃烧产生热气流作为制炭炉的热源。

8.根据权利要求6所述的一种农作物秸秆制炭方法，其特征在于：

所述除尘是采用旋风除尘器进行除尘，去除可燃气体携带的碳颗粒及粉尘等固体杂质，减少进入冷凝器的气体中固体杂质的含量；

所述冷凝是采用冷凝器加入冷却水进行冷凝，冷凝前气体的温度为50～60℃，冷凝后气体的温度为42～52℃，冷凝所得产物主要成分是醋液；

所述净化是采用净化器进行吸附净化，去除冷凝器未能处理的、被气流携带出的小液滴，对可燃气体进行进一步的净化。

9.根据权利要求6所述的一种农作物秸秆制炭方法，其特征在于：通过鼓风机向燃烧腔室内通入一定量的空气，从而控制燃烧腔室内的燃烧强度，从而控制炉胆底部的热解反应温度。

10.根据权利要求6所述的一种农作物秸秆制炭方法，其特征在于：所述农作物秸秆原料颗粒是由以下方法制备的：将农作物秸秆粉碎至粒径<3mm，后经压制成型至粒径<15mm，即得，所得农作物秸秆原料颗粒的堆密度0.25～0.40g/cm3，所述农作物秸秆原料颗粒的含水率<20％。