生物质热解炉的制作方法

1.本发明涉及生物质热解技术领域，尤其涉及一种生物质热解炉。


背景技术：

2.生物质热解是指生物质原材料在隔绝空气或者渗透少量气体条件下分解产生可凝和不可凝气体及固体炭等不同形态的物质，且热解产生的气体具有高热值及使用燃烧温度高的特点。在采用现有的生物质热解炉对竹木料等生物质热解时，主产品为产量较低的固体炭，经济效益差；副产品为木醋液、甲烷及氢气，提纯处理不便且成本高。


技术实现要素：

3.为解决现有的生物质热解炉热解生物质的经济效益差的问题，本发明提一种生物质热解炉，所述生物质热解炉包括炉体和供水系统，所述炉体中设置有内胆、支撑件和隔热层，所述内胆卧置在所述支撑件上并位于所述隔热层的内部，所述内胆和所述隔热层之间设置有燃烧室，且所述燃烧室的燃烧点位于所述内胆的下方；所述内胆中设置有支撑板，该支撑板靠近所述内胆的底部并通过多个支撑柱支撑固定，且所述支撑板的两侧边与所述内胆的胆壁贴合；
4.所述供水系统包括供水泵、供水管和喷水管，所述供水泵和所述供水管位于所述炉体的外部，所述喷水管伸入到所述炉体内并与位于所述支撑板上方的上部内胆腔连通，且所述供水泵通过所述供水管与所述喷水管连通向所述上部内胆腔中喷入高压水雾。
5.采用本发明生物质热解炉对竹木料等生物质进行热解时，可将待热解的生物质置于支撑板上，在燃烧室内燃烧燃料对待热解的生物质加热进行高温热解形成固体炭、木醋液、木焦油、甲烷及氢气，待热解的生物质完全热解后，通过供水系统向内胆中位于支撑板上的固体炭上喷高压水雾，该高压水雾与固体炭进行化学反应生成相应比例的可控的可燃气体co和氢气混合而成的水煤气，且该水煤气的价值产能远高于热解产生的固体炭的价值产能。另外，本发明生物质热解炉利用炉内温度保证固体炭与水汽进行化学反应所需的反应温度，利用喷入的高压水雾对固体炭与高压水雾反应产生的饱和co、氢气以及反应剩余的固体炭进行去热降温，可有效降低后续降温处理的成本，从而使得经济效益显著提高。
6.优选地，所述支撑板的两侧边对应所述内胆的中心角
ɑ
，且
ɑ
的取值范围为[60
°
，120
°
]。这样，待热解的生物质堆积在支撑板上，既可以保证待热解的生物质的受热，提高热解效率，又可以保证热解产生的固体炭的表面积，增大固体炭与高压水雾之间的接触面积，提高固体炭与水汽之间的反应速度，提高水煤气的生产效率，降低生产成本，从而进一步提高生物质热解完成后的降温产气或固体炭全部气化的经济效益。
[0007]
优选地，所述供水管对称设置在所述炉体的两侧并与多组所述喷水管连通。这样，可保证喷入水雾的速度，从而提高水煤气的生产效率。进一步地，同一组所述喷水管在所述内胆的同一圆周上与所述上部内胆腔连通。这样，方便组装，避免与同一供水管连通的喷水管之间相互干涉，影响组装。进一步优选地，所述喷水管在所述内胆的下半部与所述上部内
胆腔连通，且所述喷水管的出水端设置有喷头，所述喷头上设置有多个喷雾口。这样，可进一步提高喷水管的喷出的水雾的均匀性，避免因喷入的水雾分布不均匀而影响固体炭与水雾之间的反应速度，影响水煤气的生产效率。
[0008]
优选地，所述喷头埋设在所述内胆的胆壁上和所述支撑板上，且埋设在所述胆壁上并与同一组所述喷水管连接的所述喷头在所述支撑板的两侧呈均匀对称分布。这样，在使用时，可同时利用位于支撑板和内胆的胆壁上的喷头向固体炭上喷淋水雾，增大水汽与固体炭之间的接触面积，进而提高水煤气的生产效率。进一步地，所述喷头上的喷雾口呈均匀分布，进一步提高喷头喷出的水雾的均匀性。
[0009]
优选地，所述炉体的顶部设置有集气主管，该集气主管通过集气支管在所述内胆的顶部与所述上部内胆腔连通，且所述集气主管通过回气支管在所述燃烧室的底部与所述燃烧室连通。这样，在热解过程中，可通过集气主管、集气支管和回气支管将上部内胆腔中热解产生的可燃气体送入到燃烧室中燃烧，减少在热解过程中的所需的外部能源供应，从而可有效降低生物质热解的成本，进而可有效提高生物质热解的经济效益。
[0010]
优选地，所述炉体的上部设置有与补气管连通的补氧管，且所述补氧管与所述燃烧室连通。这样，在热解过程中，可通过补气管及补氧管向燃烧室中通入空气或氧气，使燃烧室中的燃料充分燃烧，降低生物质热解的成本，提高生物质热解的经济效益，降低燃料燃烧不充分而产生污染物污染环境。
[0011]
优选地，所述炉体的下部设置有集液管，且该集液管的集液口在所述支撑板下方与所述内胆的内胆腔连通。这样，在热解完成后，可通过集液管收集内胆腔中多余的水，收集简单方便。
附图说明
[0012]
图1为本发明生物质热解炉的结构示意图；
[0013]
图2为图1中的a
‑
a剖视结构示意图；
[0014]
图3为图1中的b
‑
b剖视结构示意图。
具体实施方式
[0015]
下面，结合图1至3对本发明生物质热解炉进行详细说明。
[0016]
如图1至3所示，本发明生物质热解炉包括炉体1和供水系统，其中，炉体1中设置有内胆11、支撑件12和隔热层13，内胆11卧置在支撑件12上并位于隔热层13的内部，内胆11和隔热层13之间设置有燃烧室14，且燃烧室14的燃烧点141位于内胆11的下方。内胆11中设置有支撑板15，该支撑板15靠近内胆11的底部并通过多个支撑柱16支撑固定，且支撑板15的两侧边与内胆11的胆壁贴合。优选地，支撑板15的两侧边对应内胆11的中心角
ɑ
，且
ɑ
的取值范围为[60
°
，120
°
]。这样，待热解的生物质堆积在支撑板15上，既可以保证待热解的生物质的受热，提高热解效率，又可以保证热解产生的固体炭的表面积，提高固体炭与水汽之间的反应速度，提高水煤气的生产效率，降低生产成本，从而进一步提高生物质热解的经济效益。优选地，
ɑ
的取值为90
°
。这样，可以在较大程度上优化固体炭与水汽的接触面积，提高固体炭与水汽之间的反应速度，提高水煤气的生产效率，降低水煤气的生产成本，进而提高生物质热解的经济效益。
[0017]
如图1至3所示，供水系统包括供水泵21、供水管22和喷水管23，其中，供水泵21和供水管22位于炉体1的外部，喷水管23伸入到炉体1内并与位于支撑板15上方的上部内胆腔111连通，且供水泵21通过供水管22与喷水管23连通向上部内胆腔111中喷入高压水雾。优选地，供水管22设置在炉体1的两侧并与多组喷水管23连通。这样，可保证喷入高压水雾的速度，从而提高水煤气的生产效率。优选地，同一组喷水管23在内胆11的同一圆周上与上部内胆腔111连通。这样，方便组装，避免与同一供水管21连通的喷水管23之间相互干涉，影响组装。优选地，喷水管23在内胆11的下半部与上部内胆腔111连通，且喷水管23的出水端设置有喷头231，喷头231上设置有多个喷雾口(图中未示出)。这样，可进一步提高喷水管23的喷入水雾的均匀性，避免因喷入的水雾分布不均匀而影响固体炭与水汽之间的反应速度，影响水煤气的生产效率。优选地，喷头23埋设在内胆11的胆壁上和支撑板15上，且埋设在胆壁上并与同一组喷水管23连接的喷头231在支撑板15的两侧呈均匀对称分布。这样，在使用时，可同时利用位于支撑板15和内胆11的胆壁上的喷头231向固体炭上喷淋水雾，增大水汽与固体炭之间的接触面积，进而提高水煤气的生产效率。优选地，喷头231上的喷雾口呈均匀分布，可进一步提高喷头231喷出的水雾的均匀性。
[0018]
如图1至3所示，炉体1的顶部设置有集气主管31，该集气主管31通过集气支管32在内胆11的顶部与上部内胆腔111连通，且集气主管31通过回气支管33在燃烧室14的底部与燃烧室14连通。这样，在热解过程中，可通过集气主管31、集气支管32和回气支管33将上部内胆腔111中热解产生的可燃气体送入到燃烧室14中燃烧，减少在热解过程中的所需的外部能源供应，从而可有效降低生物质热解的成本，进而可有效提高生物质热解的经济效益。优选地，集气主管31上设置有压力计34和温度计35，从而可利用压力计34实时监测集气主管31中的气压，利用温度计35实时监测集气主管31中的气温，以便于对热解产生的co、甲烷和氢气形成的混合气体及热解完成后固体炭与水汽反应产生的水煤气进行后续处理。优选地，任意两个相邻的集气支管32之间的间距相等，即集气支管32在内胆11的顶部呈均布设置，方便集气支管32收集上部内胆腔111中的气体。优选地，集气主管31上设置有抽气泵36，且该抽气泵位于炉体1的端部并远离炉门17，以避免抽气泵36在抽取上部内胆腔111中的气体时与炉门17及其他管道干涉，影响使用。优选地，集气主管31上设置有控制阀37，且该控制阀37靠近抽气泵36的抽气口。这样，在使用过程中，可根据需要利用控制阀37控制上部内胆腔111与抽气泵36之间的连通状态，方便使用控制。
[0019]
如图1至3所示，炉体1的上部设置有与补气管41连通的补氧管42，且补氧管42与燃烧室14连通。这样，在热解过程中，可通过补气管41及补氧管42向燃烧室14中通入大量的空气或氧气，使燃烧室14中的燃料充分燃烧，降低生物质热解的成本，提高生物质热解的经济效益，降低燃料燃烧不充分而产生污染物污染环境。
[0020]
如图1至3所示，炉体1的下部设置有集液管51，且该集液管51的集液口在支撑板15下方与内胆11的内胆腔连通。这样，在热解完成后，可通过集液管51收集内胆腔中固体炭与供水系统喷入的水雾进行化学反应后剩余的多余的水，收集简单方便。优选地，集液管51的出液口处设置有储液罐52，以便于利用该储液罐52存储收集到的反应剩余的多余的水。
[0021]
采用本发明生物质热解炉对竹木料等生物质进行热解时，可将待热解的生物质置于支撑板上，在燃烧室内燃烧燃料对待热解的生物质进行加热进行高温热解形成固体炭、木醋液、木焦油、甲烷及氢气，通过供水系统向上部内胆腔中喷入水雾与固体炭发生化学反
应生成co和氢气混合而成的水煤气，且固体炭与水汽反应所产生的的水煤气的市场价值在固体炭的市场价值的5倍以上。由此可见，本发明生物质热解炉可将竹木料等生物质热解形成固体炭后，固体炭再降温并部分或全部与水汽反应产生相应比例的水煤气，且反应产生的水煤气的产能价值远高于相应的固体炭的产能价值，有效提高了生物质热解后的经济效益。