公布日：2022.08.30
申請日：2022.06.17
分類號：C10B1/02(2006.01)I;C10B1/04(2006.01)I;C10B53/00(2006.01)I;C10B53/02(2006.01)I;C10B57/02(2006.01)I;C10B57/00(2006.01)I;C10B47/00(2006.01)I;
C10B7/10(2006.01)I;C02F11/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐。包括：碳化爐外殼，生物質多段連續(xù)碳化裝置，污泥多段連續(xù)碳化裝置，生物質進料口，污泥進料口，生物質出料口，污泥出料口，爐內碳化氣燃燒裝置，爐外燃燒機，鼓風機，動力傳動裝置，碳化爐煙氣出口。根據本發(fā)明的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，生物質多段連續(xù)碳化裝置和污泥多段連續(xù)碳化裝置在同一碳化爐外殼內各自獨立運行，利用生物質碳化產生的熱量碳化污泥，同時生產出了高附加值的生物炭，大大降低了污泥碳化的運營成本，有效實現(xiàn)生物炭聯(lián)產和污泥炭聯(lián)產，實現(xiàn)熱能的充分耦合利用，投資成本低，經濟效益和社會效益顯著。
權利要求書
1.一種聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，包括：碳化爐外殼，所述碳化爐外殼用于碳化氣在其中絕熱燃燒，為生物質和污泥碳化提供熱能；生物質多段連續(xù)碳化裝置，所述生物質多段連續(xù)碳化裝置位于碳化爐內且橫穿碳化爐外殼，用于碳化生物質，以生成生物炭和生物質碳化氣；污泥多段連續(xù)碳化裝置，所述污泥多段連續(xù)碳化裝置位于碳化爐內且橫穿碳化爐外殼，用于碳化污泥，以生成污泥炭和污泥碳化氣；生物質進料口，用于將生物質送入生物質多段連續(xù)碳化裝置進行碳化；污泥進料口，用于將污泥送入污泥多段連續(xù)碳化裝置進行碳化；生物炭出料口，用于將生物質碳化生成的生物炭輸送出碳化爐；污泥炭出料口，用于將污泥碳化生成的污泥炭輸送出碳化爐；爐內碳化氣燃燒裝置，用于將生物質碳化和污泥碳化生成的碳化氣燃燒，為生物質碳化和污泥碳化提供熱能；爐外燃燒器，所述爐外燃燒機連接在所述碳化爐的外面，用于碳化爐點火時將溫度升到設定碳化溫度；鼓風機，所述鼓風機用于向炭化爐外殼內送入助燃氣體，以使所述生物質炭化氣和污泥碳化氣燃燒，為炭化過程提供熱能，使得碳化反應持續(xù)進行；動力傳動裝置，用于為生物質多段連續(xù)碳化裝置和污泥多段連續(xù)碳化裝置運轉提供動力；碳化爐煙氣出口，用于將碳化爐外殼內碳化氣燃燒完的煙氣排出爐外。
2.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述碳化爐外殼為固定鋼制立方體，內襯防火材料。
3.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述生物質多段連續(xù)碳化裝置為橫穿碳化爐外殼且首尾連接的多段螺旋輸送機，每段螺旋輸送機由碳化爐外的動力傳動裝置驅動。
4.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述污泥多段連續(xù)碳化裝置為橫穿碳化爐外殼且首尾連接的多段螺旋輸送機，每段螺旋輸送機由碳化爐外的動力傳動裝置驅動。
5.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述生物質進料口位于碳化爐上部，且與生物質多段連續(xù)碳化裝置的最上端螺旋輸送機連接。
6.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述污泥進料口位于碳化爐上部，且與污泥多段連續(xù)碳化裝置的最上端螺旋輸送機連接。
7.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述生物炭出料口位于碳化爐下部，且與生物質多段連續(xù)碳化裝置的最下端螺旋輸送機連接。
8.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述污泥炭出料口位于碳化爐下部，且與污泥多段連續(xù)碳化裝置的最下端螺旋輸送機連接。
9.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述爐內碳化氣燃燒裝置位于碳化爐外殼內，爐內碳化氣燃燒裝置由碳化氣集氣管和碳化氣燃燒機組成，碳化氣集氣管與生物質多段連續(xù)碳化裝置和污泥多段連續(xù)碳化裝置的每一段螺旋輸送機權連接，碳化氣集氣管匯合碳化氣后與碳化氣燃燒機連接，碳化氣燃燒機為開有燃燒孔的金屬管，旁邊有電子點火器。
10.如權利要求1所述的聯(lián)產生物炭的一體化污泥碳化爐，其特征在于，所述生物質炭化產物用于制備活性炭或環(huán)保燒烤炭。
發(fā)明內容
為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的一種聯(lián)產生物炭的一體化污泥炭化爐，有效提高污泥碳化能效，節(jié)約能量，且能副產高附加值生物炭。
本發(fā)明提出的一種聯(lián)產生物炭的一體化污泥炭化爐，包括：
碳化爐外殼，所述碳化爐外殼用于碳化氣在其中絕熱燃燒，為生物質和污泥碳化提供熱能；
生物質多段連續(xù)碳化裝置，所述生物質多段連續(xù)碳化裝置位于碳化爐內且橫穿碳化爐外殼，用于碳化生物質，以生成生物炭和生物質碳化氣；
污泥多段連續(xù)碳化裝置，所述污泥多段連續(xù)碳化裝置位于碳化爐內且橫穿碳化爐外殼，用于碳化污泥，以生成污泥炭和污泥碳化氣；
生物質進料口，用于將生物質送入生物質多段連續(xù)碳化裝置進行碳化；
污泥進料口，用于將污泥送入污泥多段連續(xù)碳化裝置進行碳化；
生物炭出料口，用于將生物質碳化生成的生物炭輸送出碳化爐；
污泥炭出料口，用于將污泥碳化生成的污泥炭輸送出碳化爐；
爐內碳化氣燃燒裝置，用于將生物質碳化和污泥碳化生成的碳化氣燃燒，為生物質碳化和污泥碳化提供熱能；
爐外燃燒器，所述爐外燃燒機連接在所述碳化爐的外面，用于碳化爐點火時將溫度升到設定碳化溫度；
鼓風機，所述鼓風機用于向炭化爐外殼內送入助燃氣體，以使所述生物質炭化氣和污泥碳化氣燃燒，為炭化過程提供熱能，使得碳化反應持續(xù)進行；
動力傳動裝置，用于為生物質多段連續(xù)碳化裝置和污泥多段連續(xù)碳化裝置運轉提供動力；
碳化爐煙氣出口，用于將碳化爐外殼內碳化氣燃燒完的煙氣排出爐外。
進一步，碳化爐外殼為固定鋼制立方體，內襯防火材料。
進一步，所述生物質多段連續(xù)碳化裝置為橫穿碳化爐外殼且首尾連接的多段螺旋輸送機，每段螺旋輸送機由碳化爐外的動力傳動裝置驅動。
進一步，所述污泥多段連續(xù)碳化裝置為橫穿碳化爐外殼且首尾連接的多段螺旋輸送機，每段螺旋輸送機由碳化爐外的動力傳動裝置驅動。
進一步，所述生物質進料口位于碳化爐上部，且與生物質多段連續(xù)碳化裝置的最上端螺旋輸送機連接。
進一步，所述污泥進料口位于碳化爐上部，且與污泥多段連續(xù)碳化裝置的最上端螺旋輸送機連接。
進一步，所述生物炭出料口位于碳化爐下部，且與生物質多段連續(xù)碳化裝置的最下端螺旋輸送機連接。
進一步，所述污泥炭出料口位于碳化爐下部，且與污泥多段連續(xù)碳化裝置的最下端螺旋輸送機連接。
進一步，所述爐內碳化氣燃燒裝置位于碳化爐外殼內，爐內碳化氣燃燒裝置由碳化氣集氣管和碳化氣燃燒機組成，碳化氣集氣管與生物質多段連續(xù)碳化裝置和污泥多段連續(xù)碳化裝置的每一段螺旋輸送機連接，碳化氣集氣管匯合碳化氣后與碳化氣燃燒機連接，碳化氣燃燒機為開有燃燒孔的金屬管，旁邊有電子點火器。
進一步，所述生物質炭化產物用于制備活性炭或環(huán)保燒烤炭。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)生物質碳化與污泥碳化在同一碳化爐內進行，生物質碳化為污泥碳化提供熱量，生物質碳化氣與污泥碳化氣在同一腔體(碳化爐外殼)內燃燒，大大增加了燃燒空間和燃燒效率，實現(xiàn)了熱能的高效傳導，加速了碳化過程。
(2)生物質多段連續(xù)碳化裝置和污泥多段連續(xù)碳化裝置各自獨立運行，前者不僅為后者提供了碳化氣作為污泥碳化的熱源，同時生產出了高附加值的生物炭，大大降低了污泥碳化的運營成本。
(3)通過調節(jié)生物質多段連續(xù)碳化裝置的螺旋輸送機進料速度，可以很方便地調整生物質碳化量和生物質碳化氣量，從而調節(jié)污泥碳化的熱能供應量，保證碳化溫度保持在設定的溫度范圍內，也能節(jié)約熱能。
（發(fā)明人：劉平;馬赫）
