[发明专利]一种制炭装置

说明书

本发明公开了一种制炭装置，包括烘干机、热解炉和燃气炉；所述的烘干机设有入料口、低温烟气入口和尾气出口，所述的烘干机其内部设有物料传送机构；所述的烘干机与热解炉内部相互连通，所述的烘干机其内部的物料传送机构延伸至热解炉上方的入料口位置；所述的热解炉的热解气出口连通至所述的燃气炉换热器的热解气入口；所述燃气炉换热器设有往其热解气入口独立送风的风机；所述的燃气炉炉膛通过高温烟气输送管与所述的热解炉的高温烟气接收间连通；所述的燃气炉换热器其低温烟气出口通过管道和风机连通至所述的烘干机的低温烟气入口。制炭效率提高几十倍。尾气中的有害气体和颗粒物分别被分解和过滤。原料成本大幅下降。减少人工成本。

技术领域

本发明涉及一种制炭装置，具体涉及一种适用于质地轻薄疏松的植物为原料的制炭装置，属于节能、环保和装备制造技术领域。

背景技术

农村地区每逢收获季节会产生大量的稻秆、麦秆、玉米秆等秸秆，现时巨量的秸秆除少部分用于制作燃料、饲料和用作堆肥外，大部分没有很好利用，大量积存的秸秆已成为广大农村地区亟待解决的问题，不少农户采用非法焚烧的方法处理，造成严重的空气污染，更频频引发山火。

一直以来政府积极推动秸秆的综合利用，将秸秆转化成清洁能源和肥料是主要方向。目前市场上已有利用秸秆制炭的设备推出，包括最有代表性的回转窑热解制炭设备，但这种设备以秸秆为原料制炭时效果不理想，其运行能耗高，炭化料所含的灰分大热值低，导致炭制品的价值不高，并需要较大的投入对尾气净化，因此难以取得经济效益。目前秸秆制炭项目需要依赖政府补贴才能生存。基于上述因素，即使秸秆含水率较低，且原料充足价格低廉，但市场上鲜有秸秆制成的炭制品，制炭行业基本是选用价格较贵的竹木材料，由于原料价格较贵，而且加工耗时长，导致制炭成本较高。

由于采用秸秆制炭存在能耗高、出炭率低、炭制品的品位低下和尾气治理投入大等因素，导致利用秸秆制炭的项目一直难以推进。

人类制炭已有悠久历史，从最原始的土窑烧炭发展到现在的自动化设备制炭，其技术归纳起来包括以下几种方式：

一、缺氧热辐射和热传导加热制炭：木料置于相对密封的空间内，不需要对其供氧，热源(燃烧热或电热等)来自外部，干馏所需要的热量来自外部热源提供的热辐射和热传导。

二、低氧自燃高温烟气加热制炭：木料置于相对密封的空间内，需要对其少量供氧使其中少部分木料燃烧，干馏所需要的热量来自内部木料燃烧产生的对流高温烟气。

三、缺氧外供高温烟气加热制炭：木料置于相对密封的空间内，不需要对其供氧，热源来自外部提供的燃料或干馏所产生的热解气燃烧，干馏所需要的热量来自外部提供的对流高温烟气。

上述几种方式制炭适用于尺寸较大和质地较为致密的木材，如树干、大块木料或竹木粉压制成的致密胚棒，但用于质地轻薄和疏松的秸秆或树叶之类的材料就效果不佳，其原因在于以下方面：

如采用上述方式一，通过热辐射或热传导加热，物料加热速度非常慢，制炭效率低，热损耗大。当采用结构疏松的秸秆为原料时，因秸秆内存有大量空气，在高温环境下这些空气会引起秸秆的燃烧而产生大量灰分，这跟大块木料制炭的情形不一样，燃烧产生的灰分会混在疏松的秸秆炭化料中难以分离，造成炭制品的品位降低。如果通过外部燃烧木料供热，所产生的烟气会造成环境污染。

如采用上述方式二，通过燃烧其中部分秸秆产生的高温烟气加热，也会出现秸秆燃烬的灰分与炭化料混合的情况，与木料制炭不同，木料制炭后的体积变化不大，很容易与灰分分离，秸秆炭化后会变成又薄又脆的小碎片或粉末，与灰分混合后很难分选开，导致炭制品的单位质量热值降低，降低了炭制品的品位及价值。该方式因燃烧了部分秸秆，造成出炭率降低，而且干馏所排放的气体造成空气污染。