公布日：2022.08.30
申请日：2022.06.17
分类号：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
本发明公开了一种联产生物炭的一体化污泥碳化炉。包括：碳化炉外壳，生物质多段连续碳化装置，污泥多段连续碳化装置，生物质进料口，污泥进料口，生物质出料口，污泥出料口，炉内碳化气燃烧装置，炉外燃烧机，鼓风机，动力传动装置，碳化炉烟气出口。根据本发明的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，生物质多段连续碳化装置和污泥多段连续碳化装置在同一碳化炉外壳内各自独立运行，利用生物质碳化产生的热量碳化污泥，同时生产出了高附加值的生物炭，大大降低了污泥碳化的运营成本，有效实现生物炭联产和污泥炭联产，实现热能的充分耦合利用，投资成本低，经济效益和社会效益显著。
权利要求书
1.一种联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，包括：碳化炉外壳，所述碳化炉外壳用于碳化气在其中绝热燃烧，为生物质和污泥碳化提供热能；生物质多段连续碳化装置，所述生物质多段连续碳化装置位于碳化炉内且横穿碳化炉外壳，用于碳化生物质，以生成生物炭和生物质碳化气；污泥多段连续碳化装置，所述污泥多段连续碳化装置位于碳化炉内且横穿碳化炉外壳，用于碳化污泥，以生成污泥炭和污泥碳化气；生物质进料口，用于将生物质送入生物质多段连续碳化装置进行碳化；污泥进料口，用于将污泥送入污泥多段连续碳化装置进行碳化；生物炭出料口，用于将生物质碳化生成的生物炭输送出碳化炉；污泥炭出料口，用于将污泥碳化生成的污泥炭输送出碳化炉；炉内碳化气燃烧装置，用于将生物质碳化和污泥碳化生成的碳化气燃烧，为生物质碳化和污泥碳化提供热能；炉外燃烧器，所述炉外燃烧机连接在所述碳化炉的外面，用于碳化炉点火时将温度升到设定碳化温度；鼓风机，所述鼓风机用于向炭化炉外壳内送入助燃气体，以使所述生物质炭化气和污泥碳化气燃烧，为炭化过程提供热能，使得碳化反应持续进行；动力传动装置，用于为生物质多段连续碳化装置和污泥多段连续碳化装置运转提供动力；碳化炉烟气出口，用于将碳化炉外壳内碳化气燃烧完的烟气排出炉外。
2.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述碳化炉外壳为固定钢制立方体，内衬防火材料。
3.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述生物质多段连续碳化装置为横穿碳化炉外壳且首尾连接的多段螺旋输送机，每段螺旋输送机由碳化炉外的动力传动装置驱动。
4.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述污泥多段连续碳化装置为横穿碳化炉外壳且首尾连接的多段螺旋输送机，每段螺旋输送机由碳化炉外的动力传动装置驱动。
5.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述生物质进料口位于碳化炉上部，且与生物质多段连续碳化装置的最上端螺旋输送机连接。
6.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述污泥进料口位于碳化炉上部，且与污泥多段连续碳化装置的最上端螺旋输送机连接。
7.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述生物炭出料口位于碳化炉下部，且与生物质多段连续碳化装置的最下端螺旋输送机连接。
8.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述污泥炭出料口位于碳化炉下部，且与污泥多段连续碳化装置的最下端螺旋输送机连接。
9.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述炉内碳化气燃烧装置位于碳化炉外壳内，炉内碳化气燃烧装置由碳化气集气管和碳化气燃烧机组成，碳化气集气管与生物质多段连续碳化装置和污泥多段连续碳化装置的每一段螺旋输送机权连接，碳化气集气管汇合碳化气后与碳化气燃烧机连接，碳化气燃烧机为开有燃烧孔的金属管，旁边有电子点火器。
10.如权利要求1所述的联产生物炭的一体化污泥碳化炉，其特征在于，所述生物质炭化产物用于制备活性炭或环保烧烤炭。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出的一种联产生物炭的一体化污泥炭化炉，有效提高污泥碳化能效，节约能量，且能副产高附加值生物炭。
本发明提出的一种联产生物炭的一体化污泥炭化炉，包括：
碳化炉外壳，所述碳化炉外壳用于碳化气在其中绝热燃烧，为生物质和污泥碳化提供热能；
生物质多段连续碳化装置，所述生物质多段连续碳化装置位于碳化炉内且横穿碳化炉外壳，用于碳化生物质，以生成生物炭和生物质碳化气；
污泥多段连续碳化装置，所述污泥多段连续碳化装置位于碳化炉内且横穿碳化炉外壳，用于碳化污泥，以生成污泥炭和污泥碳化气；
生物质进料口，用于将生物质送入生物质多段连续碳化装置进行碳化；
污泥进料口，用于将污泥送入污泥多段连续碳化装置进行碳化；
生物炭出料口，用于将生物质碳化生成的生物炭输送出碳化炉；
污泥炭出料口，用于将污泥碳化生成的污泥炭输送出碳化炉；
炉内碳化气燃烧装置，用于将生物质碳化和污泥碳化生成的碳化气燃烧，为生物质碳化和污泥碳化提供热能；
炉外燃烧器，所述炉外燃烧机连接在所述碳化炉的外面，用于碳化炉点火时将温度升到设定碳化温度；
鼓风机，所述鼓风机用于向炭化炉外壳内送入助燃气体，以使所述生物质炭化气和污泥碳化气燃烧，为炭化过程提供热能，使得碳化反应持续进行；
动力传动装置，用于为生物质多段连续碳化装置和污泥多段连续碳化装置运转提供动力；
碳化炉烟气出口，用于将碳化炉外壳内碳化气燃烧完的烟气排出炉外。
进一步，碳化炉外壳为固定钢制立方体，内衬防火材料。
进一步，所述生物质多段连续碳化装置为横穿碳化炉外壳且首尾连接的多段螺旋输送机，每段螺旋输送机由碳化炉外的动力传动装置驱动。
进一步，所述污泥多段连续碳化装置为横穿碳化炉外壳且首尾连接的多段螺旋输送机，每段螺旋输送机由碳化炉外的动力传动装置驱动。
进一步，所述生物质进料口位于碳化炉上部，且与生物质多段连续碳化装置的最上端螺旋输送机连接。
进一步，所述污泥进料口位于碳化炉上部，且与污泥多段连续碳化装置的最上端螺旋输送机连接。
进一步，所述生物炭出料口位于碳化炉下部，且与生物质多段连续碳化装置的最下端螺旋输送机连接。
进一步，所述污泥炭出料口位于碳化炉下部，且与污泥多段连续碳化装置的最下端螺旋输送机连接。
进一步，所述炉内碳化气燃烧装置位于碳化炉外壳内，炉内碳化气燃烧装置由碳化气集气管和碳化气燃烧机组成，碳化气集气管与生物质多段连续碳化装置和污泥多段连续碳化装置的每一段螺旋输送机连接，碳化气集气管汇合碳化气后与碳化气燃烧机连接，碳化气燃烧机为开有燃烧孔的金属管，旁边有电子点火器。
进一步，所述生物质炭化产物用于制备活性炭或环保烧烤炭。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)生物质碳化与污泥碳化在同一碳化炉内进行，生物质碳化为污泥碳化提供热量，生物质碳化气与污泥碳化气在同一腔体(碳化炉外壳)内燃烧，大大增加了燃烧空间和燃烧效率，实现了热能的高效传导，加速了碳化过程。
(2)生物质多段连续碳化装置和污泥多段连续碳化装置各自独立运行，前者不仅为后者提供了碳化气作为污泥碳化的热源，同时生产出了高附加值的生物炭，大大降低了污泥碳化的运营成本。
(3)通过调节生物质多段连续碳化装置的螺旋输送机进料速度，可以很方便地调整生物质碳化量和生物质碳化气量，从而调节污泥碳化的热能供应量，保证碳化温度保持在设定的温度范围内，也能节约热能。
（发明人：刘平;马赫）