外热式烘干炭化一体装置的制作方法

1.本发明涉及生物质能源制备技术领域，特别涉及一种外热式烘干炭化一体装置。


背景技术：

2.炭化指生物质在缺氧或贫氧条件下，以制备相应的炭材为目的的一种热解技术的过程。
3.目前的炭化系统，通常由烘干炉、中间进料装置及炭化炉组成，这其中，烘干炉用以烘干炭化料，中间进料装置设于烘干炉与炭化炉之间，用以将烘干后的炭化料运输至炭化炉中，炭化炉则用以将炭化料炭化为炭料。
4.当前的这种炭化系统，炭化料从烘干炉转移到炭化炉的过程中容易损失热量，使得炭化料进入炭化炉后需要从较低温度再次升温，不仅消耗能源多，且占地面积大。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提出一种外热式烘干炭化一体装置，旨在解决目前的炭化系统消耗能源多、占地面积大的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提出的外热式烘干炭化一体装置，包括炉体、加热装置、空气导入装置、燃烧机及第一抽气装置，其中，
7.所述炉体具有进料口和出料口，所述炉体内沿进料口到出料口的方向设有相互连通的烘干室和炭化室，所述烘干室与所述进料口连通，所述炭化室与所述出料口连通，且所述烘干室与所述炭化室的工作温度不同；
8.所述加热装置用以加热所述炉体；
9.所述驱动装置用以驱动所述炉体转动；
10.所述空气导入装置与所述炭化室连通，所述空气导入装置用以向所述炭化室导入空气；
11.所述燃烧机与所述炭化室连接；
12.所述第一抽气装置的进气口与所述炭化室连通、出气口与所述烘干室连通，以将所述炭化室内的热烟气导入所述烘干室。
13.在一实施例中，所述炭化室的周壁间隔设有多个第一通气口；
14.所述外热式烘干炭化一体装置还包括第一密封件，所述第一密封件环设于所述炭化室的外周，并可相对所述炉体转动，所述第一密封件用以密封所述多个第一通气口，所述第一密封件于所述炉体的顶部设有第一开口，所述第一开口可与转动至所述炉体顶部的第一通气口连通；
15.所述第一抽气装置包括抽气泵和抽气件，所述抽气件的进气口与所述第一开口连通，所述抽气件的出气口与所述抽气泵连通；其中，
16.当所述炉体转动至一所述第一通气口与所述第一开口连通时，所述抽气泵可通过所述抽气件抽取所述炭化室内的热烟气。
17.在一实施例中，所述第一密封件上还设有第二开口，所述第二开口与所述第一开口相邻设置，且在所述炉体转动的过程中，任一所述第一通气口先经过所述第二开口再经过所述第一开口，其中，当所述第一开口与一所述第一通气口连通时，所述第二开口与另一所述第一通气口连通；
18.所述空气导入装置与所述第二开口连通。
19.在一实施例中，所述第一密封件上还设有第三开口，所述第三开口与所述第二开口相对设置，且所述第二开口和所述第三开口均靠近所述炉体的底部设置，其中，当所述第二开口与一所述第一通气口连通时，所述第三开口与另一所述第一通气口连通；
20.所述空气导入装置还与所述第三开口连通。
21.在一实施例中，所述烘干室的周壁间隔设有多个第二通气口；
22.所述外热式烘干炭化一体装置还包括第二密封件，所述第二密封件环设于所述炭化室的外周，并可相对所述炉体转动，所述第二密封件用以密封所述多个第二通气口，所述第二密封件于所述炉体的下侧设有第四开口，其中，当所述炉体转动至一所述第一通气口与所述第一开口连通时，所述第四开口与转动至所述炉体下侧的一所述第二通气口连通；
23.所述第一抽气装置还包括送气件，所述送气件的进气口与所述抽气泵连通，所述送气件的出气口与所述第四开口连通。
24.在一实施例中，所述加热装置包括第一燃烧炉，所述第一燃烧炉设于所述烘干室的下侧，以加热所述烘干室；
25.所述第二密封件于所述第一燃烧炉的两侧各设有一所述第四开口，当所述炉体转动至一所述第一通气口与所述第一开口连通时，两所述第四开口分别与一所述第二通气口连通。
26.在一实施例中，所述第一通气口和第二通气口均包括沿炉体长度方向间隔设置的多个通气孔，所述通气孔处设有滤网。
27.在一实施例中，所述第二密封件上还有第五开口，所述第五开口位于所述炉体的顶部，所述第五开口可与转动至所述炉体顶部的第二通气口连通；
28.所述外热式烘干炭化一体装置还包括烟气净化装置，所述烟气净化装置与所述第五开口连通，以收集并净化热烟气。
29.在一实施例中，所述烟气净化装置包括第二抽气装置及净化装置，所述第二抽气装置的进气口与所述第五开口连通，所述第二抽气装置的出气口与所述净化装置连通。
30.在一实施例中，所述外热式烘干炭化一体装置还包括隔板，所述隔板设于所述炉体内，以分隔所述烘干室与所述炭化室，且所述隔板与所述炉体的内壁之间形成有炭料通道。
31.本技术技术方案的外热式烘干炭化一体装置，通过在在炉体内设置相互连通的烘干室和炭化室，并结合加热装置、驱动装置、空气导入装置、燃烧机及第一抽气装置，使得烘干后的炭化料能够直接进入炭化室进行炭化，并且还可利用炭化室内的热烟气辅助烘干室中炭化料的烘干，进而不仅可提高炭料的生产效率，还可节约制备炭料所需的能源。可见，相较于常见的分体式活性炭生产装置，本技术的外热式烘干炭化一体装置具有占比面积小、能源消耗低、生产效率高的优点。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
33.图1为本发明外热式烘干炭化一体装置一实施例的结构示意图；
34.图2为图1所示实施例的另一视角的结构示意图；
35.图3为图1所示实施例中第二密封件与炉体的爆炸图；
36.图4为图1所示实施例中第一密封件与炉体的爆炸图；
37.图5为图1所示实施例中炉体与第一密封件及第二密封件的装配示意图；
38.图6为图1所示实施例中炉体的剖面图；
39.图7为图1所示实施例中抽气件的结构示意图。
40.附图标号说明：
41.10、炉体；10a、进料口；10b、出料口；11、烘干室；111、第二通气口；12、炭化室；121、第一通气口；13、螺旋推进片；14、隔板；20、加热装置；21、第一燃烧炉；22、第二燃烧炉；30、驱动装置；40、空气导入装置；50、燃烧机；60、第一抽气装置；61、抽气泵；62、抽气件；621、气管；622、气板；63、送气件；70、第一密封件；71、第一开口；72、第二开口；73、第三开口；80、第二密封件；81、第四开口；82、第五开口；90、烟气净化装置；91、第二抽气装置；92、净化装置
42.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.另外，若本发明实施例中有涉及
″
第一
″
、
″
第二
″
等的描述，则该
″
第一
″
、
″
第二
″
等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有
″
第一
″
、
″
第二
″
的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的
″
和/或
″
的含义为，包括三个并列的方案，以
″
a和/或b
″
为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
46.本发明提出一种外热式烘干炭化一体装置。
47.在本发明实施例中，如图1至图7所示，该外热式烘干炭化一体装置包括炉体10、加热装置20、驱动装置30、空气导入装置40、燃烧机50及第一抽气装置60。
48.其中，炉体10具有进料口10a和出料口10b，炉体10沿进料口10a到出料口10b的方
向设有相互连通的烘干室11和炭化室12，该烘干室11与进料口10a连通，该炭化室12与出料口10b连通。这其中，虽然烘干室11与炭化室12相连通，但两者的工作温度不同。具体地，烘干室11可烘干炭化料，以降低炭化料中的水分含量，炭化室12可供炭化料进行炭化反应以生成炭料。由于烘干室11和炭化室12相互连通，故而经烘干室11烘干后的炭化料可直接进入炭化室12进行炭化反应，进而可简化炭化制程中炭料的移动流程，以提高炭料的生产效率。
49.该加热装置20用以加热炉体10。具体为，该加热装置20包括第一燃烧炉21和第二燃烧炉22，该第一燃烧炉21设于烘干室11的下侧，以加热炉体10的烘干室11，该第二燃烧炉22设于炭化室12的下侧，以加热炉体10炭化室12。通过第一燃烧炉21和第二燃烧炉22分别加热烘干室11和炭化室12，以使烘干室11和炭化室12以不同的温度工作，进而以满足炭化料烘干和炭化料炭化的不同温度要求。
50.该驱动装置30用以驱动炉体10转动。具体而言，炉体10的内周壁沿进料口10a到出料口10b的方向设有多根螺旋推进片13，该螺旋推进片13用以在炉体10转动时，沿炉体10的进料口10a到出料口10b的方向推送炭化料，以实现炭化料在炉体10内的移动。
51.该空气导入装置40与炭化室12连通，用以向炭化室12导入空气。该燃烧机50与炭化室12连接，用以点燃炭化室12内的炭化料，具体而言，本技术的技术方案的外热式烘干炭化一体装置，在制炭时，通过空气导入装置40向炭化室12导入空气，并通过燃烧机50点燃炭化室12内烘干后的炭化料，结合炭化室12加热后的温度，以将炭化室12内的炭化料炭化为炭料。
52.该第一抽气装置60的进气口与炭化室12连通、出气口与烘干室11连通，以将所述炭化室12内的热烟气导入所述烘干室11。具体为，在制炭过程中，第一抽气装置60会将炭化室12中炭化料因炭化生成的热烟气导入烘干室11，以辅助烘干室11内炭化料的烘干。如此，可实现热烟气的二次利用，以提高炭化料的烘干效率，并可节约烘干炭化料所需的能源。
53.可以理解，本技术技术方案的外热式烘干炭化一体装置，通过在在炉体10内设置相互连通的烘干室11和炭化室12，并结合加热装置20、驱动装置30、空气导入装置40、燃烧机50及第一抽气装置60，使得烘干后的炭化料能够直接进入炭化室12进行炭化，并且还可利用炭化室12内的热烟气辅助烘干室11中炭化料的烘干，进而不仅可提高炭料的生产效率，还可节约制备炭料所需的能源。可见，相较于常见的分体式活性炭生产装置，本技术的外热式烘干炭化一体装置具有占比面积小、能源消耗低、生产效率高的优点。
54.进一步地在本实施例中，炭化室12的周壁间隔设有多个第一通气口121，炭化室12可通过这些第一通气口121与炉体10的外部环境连通。
55.基于上述实施例，本技术的外热式烘干炭化一体装置还包括第一密封件70，该第一密封件70环设于炭化室12的外周，并可相对炉体10转动，该第一密封件70用以密封多个第一通气口121，且该第一密封件70上设有第一开口71，所述第一开口71可与转动至炉体10顶部的第一通气口121连通。
56.在上述结构的基础上，本技术的第一抽气装置60包括抽气泵61和抽气件62，该抽气件62的进气口与第一开口71连通、该抽气件62的出气口与抽气泵61连通。其中，
57.当炉体10转动至一第一通气口121与第一开口71连通时，抽气泵61可通过抽气件62抽取炭化室12内的热烟气。
58.具体而言，通过该第一密封件70可密封炭化室12周壁的多个第一通气口121，以保证炭化室12内部环境的密封性。而第一开口71可与转动至炉体10顶部的第一通气口121连通，而抽气件62的进气口与第一开口71、其出气口与抽气泵61连通，如此，在制炭过程中，抽气泵61自炉体10顶部的第一通气口121抽取炭化室12内的热烟气。由于炭化室12内的炭料堆积于炭料的底部，而炭化时生成的热烟气则会向炉体10的顶部流动。因此，通过转动至炉体10顶部的第一通气口121抽取热烟气，不仅有助于热烟气的抽取，还可降低抽取热烟气时炭化料堵塞第一通气口121的概率。
59.值得说明的是，在制炭过程中，炉体10并非保持转动，而是每转动预设角度便停止转动，这样设置是为了保证炭化料在炉体10内正常进料的同时，使炭化料在炉体10内具有足够的烘干和炭化时间。基于此，可基于该预设角度以设置第一通气口121在炭化室12周壁的间隔，进而可最大化第一抽气装置60的有效抽气时间，以增强第一抽气装置60的热烟气导出效果。该预设角度根据实际产品的不同而有所不同，因此本技术对此不作具体限制。
60.进一步地，该第一密封件70上还设有第二开口72，该第二开口72与第一开口71相邻设置，且在炉体10转动的过程中，任一第一通气口121先经过第二开口72再经过第一开口71，其中，当第一开口71与一第一通气口121连通时，第二开口72与另一第一通气口121连通。基于上述结构，在本实施例中，空气导入装置40与第二开口72连通。
61.具体而言，在制炭过程中，空气导入装置40通过与第二开口72连通的第一通气口121向炭化室12导入空气，由于在炉体10转动的过程中，任一第一通气口121先经过第二开口72再经过第一开口71，这样，在第一通气口121与第一开口71连通之前，空气导入装置40可向第一通气口121内通气，进而可将残留在第一通气口121处的炭料吹落，以保证第一通气口121的畅通。如此，可进一步降低炭化室12中的炭料进入抽气件62的概率，从而可提高外热式烘干炭化一体装置运行的稳定性。
62.进一步地，该第一密封件70上还设有第三开口73，该第三开口73与第二开口72相对设置，且第二开口72和第三开口73均靠近炉体10的底部设置，其中，当第二开口72与一第一通气口121连通时，第三开口73与另一第一通气口121连通。
63.进一步地，在本实施例中，空气导入装置40还与第二开口72连通。
64.通过上述结构可知，在制炭过程中，空气导入装置40同时通过该第二开口72和第三开口73向炭化室12导入空气。由于第二开口72和第三开口73靠近炉体10的底部设置，且第一开口71位于炉体10的顶部，故而空气在进入炭化室12后，会先与炭化料接触并燃烧，待生成热烟气后再从炭化室12顶部排出。这样，不仅可避免导入的空气直接被第一抽气装置60抽取，还有利于实现炭化料的充分燃烧，以提升炭料质量。
65.具体地，该空气导入装置40包括空气泵(未标示)及进气管(未标示)，该进气管同时与第二开口72及第三开口73连通，该空气泵通过第二进气管向所述炭化室12导入空气。
66.在本实施例中，该抽气件62包括气管621及气板622，该气管621的一端与抽气泵61连通、另一端与气板622连通，该气板622设于第一开口71处，且该气板622朝向炉体10的一侧设有与第一通气口121相适配的气孔。通过将抽气件62设置为气管621与气板622的组合，可降低抽气件62结构的复杂性，并有利于提高抽气件62与第一密封件70之间装配的稳定性。当然，本技术的设计不限于此，在其他实施例中，该抽气件62也可设置为其他结构。
67.在本实施例中，炭化室12的周壁间隔设有多个第二通气口111，该炭化室12可通过
该多个第二通气口111与炉体10外部的环境连通。进一步地，本技术的外热式烘干炭化一体装置还包括第二密封件80，该第二密封件80环设于炭化室12的外周，并可相对炉体10转动。该第二密封件80用以密封多个第二通气口111。该第二密封件80还于炉体10的下侧设有第四开口81，其中，当炉体10转动至一第一通气口121与第一开口71连通时，该第四开口81与转动至炉体10下侧的一第二通气口111连通。
68.在上述实施例的基础上，本技术的第一抽气装置60还包括送气件63，该送气件63的进气口与抽气泵61连通，该送气件63的出气口上述第四开口81连通。
69.具体而言，当第一通气口121与第一开口71连通时，第二通气口111与第四开口81连通，此时，抽气泵61可通过抽气件62从炭化室12中抽取热烟气，并通过送气件63将该热烟气导入烘干室11以烘干炭化料。这其中，送气件63的出气口与转动至炉体10的下侧的第二通气口111连通，即是说热烟气从烘干室11的下侧进入烘干室11。由于烘干室11内的炭化料也堆积于烘干室11的底部，故而有利于增强对炭化料的烘干效果。
70.值得说明的是，在制炭过程中，炉体10并非保持转动，而是每转动预设角度便停止转动，这样，既可以保证炭化料在炉体10内正常进料，又使炭化料在炉体10内具有足够的烘干和炭化时间。基于此，可基于该预设角度以设置第二通气口111在炭化室12周壁的间隔，进而可最大化第一抽气装置60的有效送气时间，以增强第一抽气装置60的热烟气导入效果。
71.具体地，第二密封件80于第一燃烧炉21的两侧各设有一第四开口81，当炉体10转动至一第一通气口121与第一开口71连通时，两第四开口81分别与一第二通气口111连通。如此，送气件63可同时从烘干室11底部的两侧向烘干室11导入热烟气，进而增强对炭化炉的烘干效果。
72.可选地，该第一通气口121和第二通气口111均包括沿炉体10长度方向间隔设置的多个通气孔(未标示)，该通气孔处设有滤网(图未示)。如此设置，有助于增加第一通气口121和第二通气口111的出气面积，而该滤网则可有效防止炭化料进入通气孔，以保证通气孔的畅通。当然，本技术的设计不限于此，在其他实施例中，第一通气口121和第二通气口111也可设置为条形孔的形式。
73.进一步地，第二密封件80上还有第五开口82，该第五开口82位于炉体10的顶部，第五开口82可与转动至炉体10顶部的第二通气口111连通。
74.基于此，本技术的外热式烘干炭化一体装置还包括烟气净化装置90，该烟气净化装置90与上述第五开口82连通，以收集并净化热烟气。通过该烟气净化装置90，可有效地净化烘干室11流出的热烟气，排除制炭过程生成的废气，以保护环境。
75.具体地，该烟气净化装置90包括第二抽气装置91及净化装置92，该第二抽气装置91的进气口与上述第五开口82连通，该第二抽气装置91的出气口与所述净化装置92连通。
76.具体而言，在制炭过程中，该第二抽气装置91的可将烘干室11内的热烟气抽入净化装置92，该净化装置92则可在净化该热烟气后并排放。可以理解，通过第二抽气装置91抽取烘干室11内的热烟气，使得热烟气可在烘干室11在定向流动，进而有利于烘干室11内炭化料的烘干。
77.具体而言，该第二抽气装置91的具体结构可参照该第一抽气装置60，此处不再赘述。
78.值得说明的是，第一密封件70和第二密封件80的底部均设有避位加热装置20的避位口。
79.进一步地，本技术的外热式烘干炭化一体装置还包括隔板14，隔板14设于炉体10内，以分隔烘干室11与炭化室12，且隔板14与炉体10的内壁之间形成有炭料通道(图未示)。这其中，该炭料通道可供烘干室11烘干完成的炭化料进入炭化室12。
80.可以理解，隔板14可在烘干室11和炭化室12之间形成阻隔，以避免炭化室12中的火焰进入烘干室11，且该隔板14还可减少烘干室11与炭化室12之间的气体流动，进而有利于确保热烟气的炭化料的烘干效果。
81.具体地，在本实施例中，该隔板14通过螺旋推进片13与炉体10的内壁连接。如此，不仅能够实现隔板14在炉体10内的固定，还可利用螺旋推进片13生成炭料通道。
82.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。