CN111704917A - 一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉 - Google Patents

Abstract

一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，包括进料斗（14）、一个或多个热解管（1）、与热解管（1）对应设置的一个或多个出炭管（2）、与出炭管（2）对应设置的一个或多个出炭仓（13），一个或多个热解管（1）的进口分别与进料斗（14）相连接，热解管（1）的出口与对应的出炭管（2）的进口相连接，出炭管（2）的出口与对应的出炭仓（13）相连接，热解管（1）和出炭管（2）中分别设置有螺旋推进器（7），热解箱（3）箱体外设置有温差发电装置（17），温差发电装置（17）包括集热器（22）、温差发电片（23）和多个通心棱柱体（24）。解决了物料在反应过程中堵塞问题，充分利用了烟气的热能。

Description

一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉

技术领域

本发明涉及一种热解炉，更具体地说涉及一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，属于生物质热解技术领域。

背景技术

生物质热解技术指的是将生物质进行热解而分解成热解气和固态炭，能够将生物质转变为清洁的气体或液体燃料，成为世界各国优先发展的新能源。生物质具有原材料来源广泛、生产成本低、生态安全、无污染等特点，且我国的生物质资源十分丰富，分布广、可持续供应，因此可大面积推广生物质热解技术。

目前，现有的生物质热解设备比较简陋，连续运行的热解炉存在物料流动不畅通，易堵塞，工艺过程难控制的缺陷，具体来说，普遍存在以下问题：一、原料和热解产物流动不畅通，易堵塞装置或在装置内产生积料，名为移动装置或连续生产装置，实则不能连续生产运行。二、无法对工艺参数实施有效地控制，有些装置虽然装有检测仪器仪表，可以得到工艺数据，但限于装置的设计，无法对工艺参数进行精准地控制，难以获得高品质的产物，装置的有效性大打折扣。三、装置的维修性太差，一旦发生堵塞或泄漏，必须化很大的气力，作很大拆卸才能解决问题，费时费力并且对装置产生破坏性的损伤；同时，热解过程存在大量的能量损失。

发明内容

本发明的目的在于现有技术中存在的上述问题，提供一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，包括进料斗、一个或多个热解管、与热解管对应设置的一个或多个出炭管、与出炭管对应设置的一个或多个出炭仓，所述的热解管和出炭管上分别设置有燃气出口，所述的一个或多个热解管横贯套置在热解箱中，所述热解箱卧式布置在支撑架的上层平面上，热解箱一侧设置有加热烟气进口，热解箱另一侧设置有加热烟气出口，所述一个或多个热解管的进口分别与进料斗相连接，所述的一个或多个出炭管横贯套置在冷却水箱内，所述的冷却水箱卧式布置在支撑架的下层平面上，且热解箱与冷却水箱上下平行布置，冷却水箱上分别设置有冷却水出口和冷却水进口，所述热解管的出口与对应的出炭管的进口相连接，所述出炭管的出口与对应的出炭仓相连接，所述的热解管和出炭管中分别设置有螺旋推进器，所述螺旋推进器的主轴与转动电机相连接，所述的热解箱箱体外设置有温差发电装置，所述的温差发电装置包括集热器、温差发电片和多个通心棱柱体，所述集热器包括中空的箱体和两端的进气口和出气口，集热器的进气口与加热烟气出口相连通，所述的多个通心棱柱体排布在箱体内部，且多个通心棱柱体贯通箱体的两面壳体，多个通心棱柱体的两端分别通过汇集管路与冷却水出口和外部水循环装置相连通，所述的温差发电片设置在通心棱柱体外壳面上，且温差发电片的冷端与通心棱柱体的外壳面相贴合。

所述一个或多个热解管的进口与进料斗之间分别设置有进料仓，所述进料仓的进口与进料斗相连接，进料仓的出口与热解管的进口相连接。

所述进料仓的进口和出口分别设置有气动闸阀。

所述热解管的出口与对应的出炭管的进口之间通过中间碳仓相连接，所述中间碳仓的进口和出口分别设置有气动闸阀。

所述出炭仓的进口和出口分别设置有气动闸阀。

所述的热解管和出炭管上分别设置有多个检测点，所述的检测点上同时安装有温度传感器和压力传感器。

所述的热解箱中设置有加热烟气隔板。

所述集热器的箱体与进气口和出气口之间分别设置有导流管。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1、本发明中热解管中设置有螺旋推进器，出炭管中设置有螺旋推进器，由于采用螺旋推进器推进，有效解决了物料在反应过程中的结块堵塞问题，实现了热解生产的连续运行；且充分利用了烟气的热能。

2、本发明中热解管横贯套置在热解箱中，热解管的出口与对应的出炭管的进口通过中间碳仓相连接，出炭管横贯套置在冷却水箱内，且热解与冷却水箱上下平行布置；使得生物质热解加热段和反应生成的木炭冷却段分开布置，从而使加热和冷却更充分和均匀。

3、本发明中热解管的出口与对应的出炭管的进口通过中间碳仓相连接，使得各仓室都可以方便地设置检修口，易于拆卸和维修。

4、本发明中热解管和出炭管上分别设置有多个检测点，检测点上同时安装有温度传感器和压力传感器；设置了多个检测点，易于对工艺参数实施精准地控制，也不会发生物流不畅的问题。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中热解管平面布置示意图。

图3是本发明中出炭管平面布置示意图。

图4是本发明中温差发电装置结构示意图。

图5是本发明中温差发电装置内部结构示意图。

图6是本发明中通心棱柱体结构示意图。

图中，热解管1，出炭管2，热解箱3，支撑架4，加热烟气进口5，加热烟气出口6，螺旋推进器7，转动电机8，中间碳仓9，冷却水箱10，冷却水出口11，冷却水进口12，出炭仓13，进料斗14，进料仓15，气动闸阀16，温差发电装置17，温度检测点18，压力检测点19，燃气出口20，加热烟气隔板21，集热器22，温差发电片23，多个通心棱柱体24，箱体25，导流管26，绝热框架27。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

参见图1至图3，一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，包括进料斗14、一个或多个热解管1、与热解管1对应设置的一个或多个出炭管2、与出炭管2对应设置的一个或多个出炭仓13；所述的热解管1和出炭管2分别设置有燃气出口20。所述的一个或多个热解管1横贯套置在热解箱3中，所述热解箱3卧式布置在支撑架4的上层平面上；热解箱3一侧设置有加热烟气进口5，热解箱3另一侧设置有加热烟气出口6。所述的一个或多个出炭管2横贯套置在冷却水箱10内，所述的冷却水箱10卧式布置在支撑架4的下层平面上，且热解箱3与冷却水箱10上下平行布置；冷却水箱10上分别设置有冷却水出口11和冷却水进口12，冷却水箱10的冷却水循环使用。所述一个或多个热解管1的进口分别与进料斗14相连接，所述热解管1的出口与对应的出炭管2的进口相连接，所述出炭管2的出口与对应的出炭仓13相连接。所述的热解管1和出炭管2中分别设置有螺旋推进器7，所述螺旋推进器7的主轴与转动电机8相连接，螺旋推进器7由转动电机8驱动。

参见图1，所述一个或多个热解管1的进口与进料斗14之间分别设置有进料仓15，所述进料仓15的进口与进料斗14相连接，进料仓15的出口与热解管1的进口相连接。即多个热解管1共用一个进料斗14，而进料仓15则与热解管1对应设置，进料仓15是每个热解管1各设置一个。

参见图1，所述进料仓15的进口和出口分别设置有气动闸阀16。在进出料时，气动闸阀16交替开启和关闭，从而保证了整个系统的气密性。

参见图1，所述热解管1的出口与对应的出炭管2的进口之间通过中间碳仓9相连接，所述中间碳仓9的进口和出口分别设置有气动闸阀16。在热解管1和出炭管2之间设置中间碳仓9，隔开了热解管1和出炭管2，便于检修，同时增强了整套系统的生产适应性。在进出料时，气动闸阀16交替开启和关闭，从而保证了整个系统的气密性。

参见图1，所述出炭仓13的进口和出口分别设置有气动闸阀16。在进出料时，气动闸阀16交替开启和关闭，从而保证了整个系统的气密性。

参见图1，所述的热解管1和出炭管2上分别设置有多个检测点18，所述的检测点18上同时安装有温度传感器和压力传感器。工作时，根据所测得的温度、压力，通过调整进料量，通过控制螺旋推进器7的转速和加热烟气的进量等方式，对热解反应的工艺参数实施有效地控制，从而获得高品质的热解产物。

参见图2，所述的热解箱3中设置有加热烟气隔板21。

参见图2、图3，所述的热解管1为四个，四个热解管1水平平行布置，所述的出炭管2为四个，四个出炭管2水平平行布置。布置多个热解管1和出炭管2，提高了整个装置的生产能力。

参见图1，所述冷却水出口11设置在冷却水箱10一端的上部，所述冷却水进口12设置在冷却水箱10另一端的底部。

参见图1至图2、图4至图6，所述的热解箱3箱体外设置有温差发电装置17，温差发电其利用材料温差发电效应、能够将热能转化为直流电能；所述的温差发电装置17包括包括集热器22、温差发电片23和多个通心棱柱体24。所述集热器22包括中空的箱体25和两端的进气口和出气口，集热器22的进气口与加热烟气出口6相连通、集热器22的出气口与与外部烟气装置相连通以收集通过热解箱3的烟气热量。所述的多个通心棱柱体24排布在箱体25内部，且多个通心棱柱体24贯通箱体25的两面壳体，多个通心棱柱体24的两端分别通过汇集管路与冷却水出口11和外部水循环装置相连通构成水冷散热系统。所述的温差发电片23一端为冷端、另一端为热端，所述的温差发电片23设置在通心棱柱体24外壳面上，且温差发电片23的冷端与通心棱柱体24的外壳面相贴合，使得温差发电片23的热端与加热烟气气流直接接触。通心棱柱体24作为冷却水道，使冷却水以通心棱柱体24为管道循环流动，冷却水通过通心棱柱体24的壳体对温差发电片23的冷端进行散热，而温差发电片23的热端可直接与加热烟气气流接触，可明显提高温差发电片23的热端温度，进而提高了本温差发电装置17的发电功率和发电效率。

参见图4至图6，所述集热器22的箱体25与进气口和出气口之间分别设置有导流管26，导流管26保证了从进气口进入的加热烟气气流均匀扩散到箱体25内。所述的多个通心棱柱体24等间距按矩形阵列排布在箱体25内部，所述的多个通心棱柱体24垂直贯通箱体25的两面壳体。所述通心棱柱体24的外壳面上固定有绝热框架27，所述的温差发电片23固定在绝热框架27上；所述的绝热框架27由绝热材料制作而成。

参见图1至图6，工作时，热解反应的升温热源由外部高温烟气提供，高温烟气从加热烟气进口5进入热解箱3中加热热解管1，经过加热烟气隔板21的来回导向折返，增加换热时间和距离，充分换热后，再从加热烟气出口6出去；热解管1的热解气体由热解箱3上的燃气出口20导出。生物质颗粒料被送进进料斗14，开启进料仓15进口的气动闸阀16，生物质颗粒料进入进料仓15，关闭进料仓15进口的气动闸阀16后再开启关闭进料仓15出口的气动闸阀16，生物质颗粒料进入热解管1中，然后被螺旋推进器7不断地向热解管1右端推进，逐步完成热解反应。然后，热解反应产生的高温炭经螺旋推进器7推进，由中间碳仓9进口的气动闸阀16控制进入中间碳仓9，再经中间碳仓9出口的气动闸阀16孔子进入出炭管2；中间碳仓9进口的气动闸阀16和中间碳仓9出口的气动闸阀16交替开启和关闭，保证了系统的气密性。进入出炭管2的高温炭由螺旋推进器7向左推进并被冷却，经过出炭仓13进口的气动闸阀16进入出炭仓13，再经由出炭仓13出口的气动闸阀16排出，收集后利用。出炭管2中的高温炭继续热解产生的少量热解气体由冷却水箱10上的燃气出口20排出。本热解炉稳定运行时，热解部分最高温度段温度650℃，最高压力段压力3000Pa；炭冷却部分最低温度段温度不高于150℃，最低压力段压力不小于0Pa。同时，出来的热解气可以使用罗茨风机泵到后续的净化分离系统作进一步的处理，处理后得到木醋液木焦油和不可凝的燃气，不可凝的燃气进行储存可作为燃料使用，木醋液木焦油进一步处理后可作化工原料利用。而集热器22收集的从烟气出口6进入集热气箱22内的热烟气热量通过导流管26均匀扩散到通心棱柱体24周围；温差发电片23的热端直接与尾气气流进行吸热换能，温差发电片23的冷端通过通心棱柱体24壳体与冷却水发动机冷却水进行散热换能，使温差发电片23的热端和冷端之间产生温差发电效应，从而使温差发电片23产生的直流电能通过导线输出到储能系统及整车用电设备。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，包括进料斗(14)、一个或多个热解管(1)、与热解管(1)对应设置的一个或多个出炭管(2)、与出炭管(2)对应设置的一个或多个出炭仓(13)，所述的热解管(1)和出炭管(2)上分别设置有燃气出口(20)，其特征在于：所述的一个或多个热解管(1)横贯套置在热解箱(3)中，所述热解箱(3)卧式布置在支撑架(4)的上层平面上，热解箱(3)一侧设置有加热烟气进口(5)，热解箱(3)另一侧设置有加热烟气出口(6)，所述一个或多个热解管(1)的进口分别与进料斗(14)相连接，所述的一个或多个出炭管(2)横贯套置在冷却水箱(10)内，所述的冷却水箱(10)卧式布置在支撑架(4)的下层平面上，且热解箱(3)与冷却水箱(10)上下平行布置，冷却水箱(10)上分别设置有冷却水出口(11)和冷却水进口(12)，所述热解管(1)的出口与对应的出炭管(2)的进口相连接，所述出炭管(2)的出口与对应的出炭仓(13)相连接，所述的热解管(1)和出炭管(2)中分别设置有螺旋推进器(7)，所述螺旋推进器(7)的主轴与转动电机(8)相连接，所述的热解箱(3)箱体外设置有温差发电装置(17)，所述的温差发电装置(17)包括集热器(22)、温差发电片(23)和多个通心棱柱体(24)，所述集热器(22)包括中空的箱体(25)和两端的进气口和出气口，集热器(22)的进气口与加热烟气出口(6)相连通，所述的多个通心棱柱体(24)排布在箱体(25)内部，且多个通心棱柱体(24)贯通箱体(25)的两面壳体，多个通心棱柱体(24)的两端分别通过汇集管路与冷却水出口(11)和外部水循环装置相连通，所述的温差发电片(23)设置在通心棱柱体(24)外壳面上，且温差发电片(23)的冷端与通心棱柱体(24)的外壳面相贴合。

2.根据权利要求1所述的一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，其特征在于：所述一个或多个热解管(1)的进口与进料斗(14)之间分别设置有进料仓(15)，所述进料仓(15)的进口与进料斗(14)相连接，进料仓(15)的出口与热解管(1)的进口相连接。

3.根据权利要求2所述的一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，其特征在于：所述进料仓(15)的进口和出口分别设置有气动闸阀(16)。

4.根据权利要求1所述的一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，其特征在于：所述热解管(1)的出口与对应的出炭管(2)的进口之间通过中间碳仓(9)相连接，所述中间碳仓(9)的进口和出口分别设置有气动闸阀(16)。

5.根据权利要求1所述的一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，其特征在于：所述出炭仓(13)的进口和出口分别设置有气动闸阀(16)。

6.根据权利要求1所述的一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，其特征在于：所述的热解管(1)和出炭管(2)上分别设置有多个检测点(18)，所述的检测点(18)上同时安装有温度传感器和压力传感器。

7.根据权利要求1所述的一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，其特征在于：所述的热解箱(3)中设置有加热烟气隔板(21)。

8.根据权利要求1所述的一种含有温差发电装置的绞龙推进的卧式生物质热解炉，其特征在于：所述集热器(22)的箱体(25)与进气口和出气口之间分别设置有导流管(26)。

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