一种烟梗烟杆干馏综合利用装置的制作方法

1.本发明涉及一种生物质气化领域，具体是一种烟梗烟杆干馏综合利用装置。


背景技术：

2.烟草中的烟叶在国民经济地位十分显著，我国去年种植烟草1858万亩，平均亩产烟叶1.5担，全国年生产烟叶2787万担，烟叶在全科烟草中的重量仅占50/％，那么，我国每年就有929万吨烟梗，斤叶斤杆，烟杆年产1858万担，烟秆、烟根废弃物合计2787万吨，各地烟业复烤企业已陆续分别采取密度压制或直接气化的方式将烟梗转换成热能。然而，烟秆、烟根多年来被抛弃在田间地头，现国家禁止原地焚烧实施秸秆还田，烟杆根系储菌必须实施换茬，严重地浪费了能源。
3.废弃的烟秆、烟根发热量2500大卡左右，相当于发热量5000大卡原煤的二分之一，采用生物质气化技术是指在限氧的条件下将生物质在光学作用下积累的炭转化为可燃气体。进入21世纪，生物质气化技术已在生物质集中供气、生物质气化烤烟、生物质气化发电中得到广泛应用。采用生物质气化技术既能充分利用可再生的生物质能源，又能替代地球积存的有限石化能源，且能根治焚烧生物质对大气的污染。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种烟梗烟杆干馏综合利用装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种烟梗烟杆干馏综合利用装置，包括上料装置、干馏机、焦油裂解器、热风炉、喷淋塔、分气罐、结构相同的低温换热器和高温换热器以及多根带有阀门的气路连接管件；
7.所述干馏机包括机筒和内筒，所述内筒同轴设置与所述机筒之内，所述内筒与所述机筒之间形成供高温空气流过的空气流道，内筒的内部形成生物质燃料推进的走料通道，内筒的内部转动安装有用于推料的带有螺旋板的螺旋推料轴，内筒的两端固定穿设在高温送风箱和中温排风箱上，内筒上位于靠近所述中温排风箱一端设置有与内筒相连通的进料箱，所述机筒的两端密封转动安装在所述高温送风箱和中温排风箱上，且高温送风箱与中温排风箱均与机筒内的空气流道相连通，所述内筒靠近所述高温送风箱的一端固定安装有气炭分离器，所述气炭分离器内还固定安装有旋风除尘器，旋风除尘器顶部的燃气排出管延伸至气炭分离器的外部；
8.所述中温排风箱与所述高温换热器的空气管之间连接有中温风管，所述中温风管上安装有风机，所述高温换热器的空气管另一端与所述高温进风箱之间连接有高温风管，所述焦油裂解器的进气端与所述燃气排出管连接，焦油裂解器的出气端与高温换热器的燃气过流管连接，高温换热器与低温换热器的燃气过流管串联，所述低温换热器的燃气过流管出口与所述喷淋塔连接,所述喷淋塔顶部的燃气出口通过燃气管与所述分气罐连接；
9.所述热风炉上的出风支管与所述高温热风箱连接，所述热风炉上的进风支管与所
述高温风管连接，高温风管上位于所述高温热风箱与所述进风支管之间安装有一个换路阀门。
10.作为本发明进一步的方案：所述机筒内且位于两端安装有密封板，两个密封板之间固连有多根列管，列管的端部管口置于密封板上，多根列管的内腔形成所述空气流道。
11.作为本发明进一步的方案：所述高温送风箱上安装有燃气燃烧机，所述燃气燃烧机通过导气管与所述燃气管连接，所述燃气燃烧机通过低温风管与所述低温换热器的空气管连接，所述低温换热器的空气管另一端安装有鼓风机。
12.作为本发明进一步的方案：还包括燃气检测管，所述燃气检测管固定安装在所述燃气排出管的顶部，所述燃气检测管上安装有废气燃烧机，所述燃气检测管通过连接管与所述导气管连接。
13.作为本发明进一步的方案：所述燃气管上安装有气水分离器。
14.作为本发明进一步的方案：所述焦油裂解器内装配有纵置的火焰隔墙以及燃气隔墙，所述火焰隔墙和燃气隔墙将焦油裂解器内部分隔成前腔、中腔和后腔，所述前腔上安装有柴油燃烧机，柴油燃烧机上的助燃剂管与所述低温风管连接，所述中腔的顶部固定安装有与所述燃气排出管连接的燃气进口管以及进炭口，进炭口处装配固定碳转换箱，固定碳转换箱上装配有固定碳输送机，所述中腔的底部装配有排渣管，所述排渣管的管口处沉入水封槽内，水封槽的一侧连接有排渣机，所述后腔上安装有供燃气排出的燃气出口管。
15.作为本发明进一步的方案：所述喷淋塔包括位于底部的下节筒、位于顶部的上节筒以及第一潜水泵，下节筒与上节筒上下贯通，所述上节筒的顶部具有出气口，所述上节筒的外周环绕设置有多层环形分水管，所述环形分水管的内环侧安装有多个第一支管，第一支管延伸至塔体内并安装有雾化喷头，所述第一潜水泵上安装有第一立管，第一立管与分水管连接，且连接处安装有阀门，所述下节筒内安装有供燃气进入的进气管。
16.作为本发明进一步的方案：所述上节筒上开设有与多层分水管相应个数的人孔。
17.作为本发明进一步的方案：所述喷淋塔内位于所述出气口的下方通过支架固定安装有水气分离板。
18.作为本发明进一步的方案：所述冷却塔的顶部开口装配有风扇，风扇装配有电机，冷却塔的外部环绕设有盘水管，所述盘水管上安装有竖直的第二立管，第二立管的底部安装有第二潜水泵,第二潜水泵沉入水池中，所述盘水管的内环侧固定安装有多个第二支管，所述第二支管上安装有阀门，所述第二支管的端部延伸至所述冷却塔内并固定安装有喷口朝下的喷头，所述冷却塔内且位于喷头的下方具有冷凝管，所述冷凝管为自上而下逐渐缩径的螺旋盘绕式管体，所述冷凝管的两端延伸至塔体之外。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1、本发明适应于带根烟杆和废弃烟梗，能够充分利用废弃生物质燃料并采生燃气和焦油等清洁能源，提高资源利用和转化效率；
21.2、本发明干馏机开机需要配置热风炉，待干馏机内的燃料进行热化学反应“大约3分钟”机内生成的干馏燃气经试火器点后，改道使用本干馏机干馏燃气自产自供连续运行，从而实现热风自循环，清洁高效；
22.3、本发明干馏机系列装置配置的焦油裂解器适应于生物质燃气加温滤清，使热值高、燃气气质更加纯洁，该焦油裂解器设计的三个垂直的腔体，前腔体安装有柴油燃烧机，
中腔燃气垂直进入的下部装填有焦炭，后腔体为燃气缓冲空间，柴油在助燃剂的作用下点燃焦炭进入炽热状态，炽热的焦炭既能消耗燃气中的部分氧又能捕捉燃气携带的焦油和微尘，将燃气中的氧消耗殆尽，极限降低了燃气的氧含量，燃气穿过炽热的焦炭层焦油裂解为永久性的可燃气分子，既提供了燃气热值又在炽热的焦渣中得到了滤清；
23.4、该干馏机系列装置配置喷淋塔上节筒内的多层分水管，各个分水管安装有喷头，喷头喷出的水使整个喷淋塔内腔呈现雾化状态，洗涤了干馏燃气携带的焦油和微尘，适应于生物质燃气加温滤清，使热值高、燃气气质更加纯洁；
24.5、该干馏机系列装置配置冷却塔内具有自上而下逐渐缩径的螺旋盘绕式冷凝管，从而使冷凝管整体形成漏斗状轮廓，进而能够增加流体在冷凝管内的过流速度，提高冷却效果。
附图说明
25.图1为烟梗烟杆干馏综合利用装置的结构示意图；
26.图2为烟梗烟杆干馏综合利用装置中干馏机的结构示意图；
27.图3为烟梗烟杆干馏综合利用装置中干馏机的前端局部放大图；
28.图4为烟梗烟杆干馏综合利用装置中干馏机的后端局部放大图；
29.图5为烟梗烟杆干馏综合利用装置中焦油裂解器的结构示意图；
30.图6为烟梗烟杆干馏综合利用装置中喷淋塔的剖视视；
31.图7为烟梗烟杆干馏综合利用装置中喷淋塔的结构示意图；
32.图8为烟梗烟杆干馏综合利用装置中冷却塔的结构示意图；
33.图中：原料输送机100、提升机101、原料储备仓102、原料转换筒103；
34.干馏机200、机筒201、托轮202、中温排风箱203、高温送风箱204、气炭分离器205、出炭机206、链条环带207、电机208、风机209、螺旋推料轴210、进料箱211、燃气燃烧机212、出炭绞龙213、废气燃烧机214、连接管215、燃气检测管216、燃气排出管217、旋风除尘器218、列管219、内筒220；
35.热风炉300、进风支管301、出风支管302；
36.焦油裂解器400、水封槽401、排渣机402、固定碳转换箱403、固定碳输送机404、火焰隔墙405、前腔406、助燃剂管407、柴油燃烧机408、燃气进口管409、进炭口410、燃气出口管411、燃气隔墙412、后腔413、中腔414、排渣管415；
37.低温换热器500、高温换热器501、鼓风机502；
38.喷淋塔600、第一潜水泵6001、下节筒6002、进气管6003、人孔6004、第一立管6005、第一阀门6006、分水管6007、上节筒6008、第一支管6009、雾化喷头6010、支架6011、水气分离板6012、出气口6013；
39.沉淀池601、水池602、冷却塔603、盘水管6031、电机6032、第二支管6033、第二阀门6034、第二立管6035、第二潜水泵6036、喷头6037、风扇6038、冷凝管6039；气水分离器604；
40.水封器700、引风机701、分气罐800、锅炉801；
41.中温风管900、高温风管901、低温风管902、燃气管903、导气管904。
具体实施方式
42.为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
43.请参阅图1，本实施例，一种烟梗烟杆干馏综合利用装置，包括上料装置、用于对烟梗秸秆进行干馏的干馏机200、用于对燃气进行加热滤清的焦油裂解器400、用于对干馏机200提供干馏高温空气的热风炉300、用于对燃气进行喷淋降温的喷淋塔600、对燃气进行供气分流的分气罐800、对高温燃气进行余热回收的且结构相同的低温换热器500和高温换热器501以及多根带有阀门的气路连接管215件。
44.本实施例中，所述上料装置包括依次连接的原料输送机100、提升机101、原料储备仓102和原料转换筒103。
45.其中，结合图2
‑
3，图2为干馏机200的结构示意图，图3为干馏机200的前端局部放大图。
46.该干馏机200包括机筒201和内筒220，所述内筒220同轴设置与所述机筒201之内，所述内筒220与所述机筒201之间形成供高温空气流过的空气流道，内筒220的内部形成生物质燃料推进的走料通道，内筒220的内部转动安装有用于推料的带有螺旋板的螺旋推料轴210，内筒220的两端固定穿设在高温送风箱204和中温排风箱203上，高温送风箱204与中温排风箱203结构相同，内筒220上位于靠近所述中温排风箱203一端设置有与内筒220相连通的进料箱211，该进料箱211与原料转换筒103连接以使生物质燃料进入内筒220的走料通道中，所述机筒201的两端密封转动安装在所述高温送风箱204和中温排风箱203上，外部设置有用于支撑机筒201转动的托轮202，且高温送风箱204与中温排风箱203均与机筒201内的空气流道相连通，用于干馏的高温空气由高温送风箱204通入经过空气流道后再由中温排风箱203排出，因此，机筒201内的燃料流向与高湿干馏空气流向相反，从而保证最大的热辐射面积，提高干馏质量，
47.参阅图4，图4为干馏机200的后端局部放大图，所述内筒220靠近所述高温送风箱204的一端固定安装有气炭分离器205，气炭分离器205用于对干馏产生的燃气以及炭渣进行分离，气炭分离器205底部的炭渣出口连接有出炭绞龙213，燃气由气炭分离器205的顶部排出。为了对燃气中的粉尘进行进一步清理，所述气炭分离器205内还固定安装有旋风除尘器218，旋风除尘器218顶部的燃气排出管217延伸至气炭分离器205的外部。
48.为了使高温空气在空气流道内均匀分布流动，所述机筒201内且位于两端安装有密封板，两个密封板之间固连有多根列管219，列管219的端部管口置于密封板上，多根列管219的内腔形成所述空气流道。
49.本实施例中，还包括用于驱动机筒201转动的驱动装置，该驱动装置包括链条环带207以及电机208，所述链条环带207固定装配于机筒201的外壁上，链条环带207与电机208传动连接。
50.再次参阅图1，所述高温换热器501与低温换热器500结构相同，其内部具有供燃气通过的燃气过流管以及供换热空气通过的空气管，所述中温排风箱203与所述高温换热器501的空气管之间连接有中温风管900，所述中温风管900上安装有风机209，所述高温换热器501的空气管另一端与所述高温进风箱之间连接有高温风管901，从而使中温排风箱203、高温换热器501以及高温进风箱之间形成气流循环，所述焦油裂解器400的进气端与所述燃
气排出管217连接，焦油裂解器400的出气端与高温换热器501的燃气过流管连接，高温换热器501与低温换热器500的燃气过流管串联，燃气排出管217排出的燃气经过焦油裂解器400净化后通入高温换热器501和低温换热器500中进行降温，所述低温换热器500的燃气过流管出口与所述喷淋塔600连接,所述喷淋塔600顶部的燃气出口通过燃气管903与所述分气罐800连接，燃气管903上装配有引风机701，降温后的燃气通入喷淋塔600内进行洗涤冷却，再通入分气罐800对燃气进行分流，以供给外部例如锅炉801、烤烟房或社区居民等用气单元使用。为了提高燃气排气的安全性，所述燃气管903上还装配有水封器700。
51.所述喷淋塔600装配在沉淀池601中，沉淀池601的一侧具有水池602，水池602与沉淀池601形成循环，水池602中具有冷却塔603，从而保证沉淀池601内的水具有较低的温度。
52.所述热风炉300上的出风支管302与所述高温热风箱连接，所述热风炉300上的进风支管301与所述高温风管901连接，需要提醒的是，高温风管901上位于所述高温热风箱与所述进风支管301之间安装有一个换路阀门，该换路阀门用于改变空气流向，以使高温风管901中的空气能够直接通入高温热风箱或直接通入热风炉300内。
53.参阅图1、图2和图4，本实施例中，为了实现干馏机200的干馏燃气自产自供连续运行，所述高温送风箱204上安装有燃气燃烧机212，所述燃气燃烧机212通过导气管904与所述燃气管903连接，以使冷却后的燃气进入燃气燃烧机212中，所述燃气燃烧机212通过低温风管902与所述低温换热器500的空气管连接，所述低温换热器500的空气管另一端安装有鼓风机502，鼓风机502将外部空气通过低温换热器500内与高温燃气进行换热以形成低温热风，该低温热风再通过低温风管902通入燃气燃烧机212中作为助燃剂以使燃气在高温送风箱204内燃烧，从而加热高温风管901内的空气，所述高温送风箱204的底部装配有出炭机206，出炭机206用于对高温送风箱204中由于吹进燃气而沉积的粉尘进行排出。
54.需要提醒的是，该干馏装置采用两套热源系统，即热风炉300供热以及燃气自供热，初始开机时，由热风炉300供热，即所述换路阀门关闭，高温风管901与热风炉300连通，并向干馏机200内提供高温空气，运行三分钟后，干馏产生的燃气通过导气管904直接进入高温送风箱204内，此时，所述换路阀门开启，进风支管301上的阀门关闭，从而使高温风管901直接与高温送风箱204连通，通入的空气由燃气燃烧机212燃烧加热，热风炉300关闭，即进入燃气循环自供热模式。
55.为了检测燃气产生量，方便进入燃气循环自供热模式，还包括燃气检测管216，所述燃气检测管216固定安装在所述燃气排出管217的顶部，两者并不相通，所述燃气检测管216上安装有废气燃烧机214，所述燃气检测管216通过连接管215与所述导气管904连接，即导气管904中的一部分燃气进入燃气检测管216中，若废气燃烧机214可点燃，则说明导气管904中的空气被完全排空，此时即可使燃气燃烧机212点火，关闭热风炉300，系统进入燃气循环自供热模式。
56.本实施例中，为了使喷淋冷却后的燃气进行气水分离，所述燃气管903上安装有气水分离器604。
57.参阅图5，本实施例中，具体的，所述焦油裂解器400内装配有纵置的火焰隔墙405以及燃气隔墙412，所述火焰隔墙405和燃气隔墙412将焦油裂解器400内部分隔成前腔406、中腔414和后腔413，所述前腔406上安装有柴油燃烧机408，柴油燃烧机408上的助燃剂管407与所述低温风管902连接，所述中腔414的顶部固定安装有与所述燃气排出管217连接的
燃气进口管409以及进炭口410，进炭口410处装配固定碳转换箱403，固定碳转换箱403上装配有固定碳输送机404，所述中腔414的底部装配有排渣管415，所述排渣管415的管口处沉入水封槽401内，水封槽401的一侧连接有排渣机402，所述后腔413上安装有供燃气排出的燃气出口管411。
58.该焦油裂解器400适应于生物质燃气加温滤清，使热值高、燃气气质更加纯洁，该焦油裂解器400设计的三个垂直的腔体，前腔406体安装有柴油燃烧机408，中腔414燃气垂直进入的下部装填有焦炭，后腔413体为燃气缓冲空间，柴油在助燃剂的作用下点燃焦炭进入炽热状态，炽热的焦炭既能消耗燃气中的部分氧又能捕捉燃气携带的焦油和微尘，将燃气中的氧消耗殆尽，极限降低了燃气的氧含量，燃气穿过炽热的焦炭层焦油裂解为永久性的可燃气分子，既提供了燃气热值又在炽热的焦渣中得到了滤清，该焦油裂解器400设计新颖，不仅适应于烟梗、烟杆气化处焦油，也可以广泛应用于其他生物质燃气裂解焦油。
59.参阅图6和图7，本实施例，具体的，所述喷淋塔600包括位于底部的下节筒6002、位于顶部的上节筒6008以及第一潜水泵6001，下节筒6002与上节筒6008上下贯通，所述上节筒6008的顶部具有出气口6013，所述上节筒6008的外周环绕设置有多层环形分水管6007，所述环形分水管6007的内环侧安装有多个第一支管6009，第一支管6009延伸至塔体内并安装有雾化喷头60376010，所述第一潜水泵6001上安装有第一立管6005，第一立管6005与分水管6007连接，且连接处安装有第一阀门6006，所述下节筒6002内安装有供燃气进入的进气管6003。
60.本喷淋塔600上节筒6008内的多层分水管6007，各个分水管6007安装有喷头6037，喷头6037喷出的水使整个喷淋塔600内腔呈现雾化状态，洗涤了干馏燃气携带的焦油和微尘，适应于生物质燃气加温滤清，使热值高、燃气气质更加纯洁。
61.该喷淋塔600设计有与多层分水管6007相应个数的人孔6004，便于检修更换喷头6037。
62.为了对水雾进行捕捉，所述喷淋塔600内位于所述出气口6013的下方通过支架6011固定安装有水气分离板6012。比重轻的燃气穿过喷淋塔600筒内的雾化空间得到了滤清，顺势将燃气携带的比重大的水分子抛入喷淋塔600筒底。
63.参阅图8，本实施例中，具体的，所述冷却塔603的顶部开口装配有风扇6038，风扇6038装配有电机6032，冷却塔603的外部环绕设有盘水管6031，所述盘水管6031上安装有竖直的第二立管6035，第二立管6035的底部安装有第二潜水泵6036,第二潜水泵6036沉入水池602中，所述盘水管6031的内环侧固定安装有多个第二支管6033，所述第二支管6033上安装有第二阀门6034，所述第二支管6033的端部延伸至所述冷却塔603内并固定安装有喷口朝下的喷头6037，所述冷却塔603内且位于喷头6037的下方具有冷凝管6039，所述冷凝管6039为自上而下逐渐缩径的螺旋盘绕式管体，所述冷凝管6039的两端延伸至塔体之外。
64.该冷却塔603安装在水池602中，第二潜水泵6036沉入水池602内，冷凝管6039的两端均与沉淀池601连接并形成循环，从而使水池602内的水作为对沉淀池601中的水进行降温的冷源，风扇6038收取蒸汽向空中排放，从而达到良好的冷却效果。
65.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
或“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
66.尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。