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一种生产生物质炭的方法及双炉腔炭化炉
    技术领域：

    本发明涉及的是一种将生物质秸秆、树枝、果壳等农林废弃物在同一炉内分开设置的气化炉腔和炭化炉腔中生产生物质炭的方法。具体地说，是一种将上述物料经削片、切碎或粉碎、烘干处理后，加入炉内分开设置的气化炉腔和炭化炉腔，先使加入炉内气化炉腔中的物料发生气化反应，生产高温可燃气体，再将产生的高温可燃气体吸入炉内炭化炉腔来干馏炭化炉腔中的物料，生产生物质炭的方法。

    背景技术：

    已有技术中的复合型炭化炉，实用新型专利号：ZL03221637.8，它的生产方法是将生物质秸秆、树枝、果壳等农林废弃物经粉碎、烘干后加入炉内分开设置的燃烧室与干馏炭化室，使加入炉内炭化室中的炭化物料不与空气发生氧化反应，而是由炉内分开设置的燃烧室产生的高温二氧化碳CO₂对其物料进行干馏炭化，经炉内炭化室干馏炭化后的生物质炭也具有灰份少、热值高、炭化速度快等特点：同时对加入炉内炭化室中的物料在干馏时释放出的挥发份在高温二氧化碳CO₂的作用下，被裂解还原反应生成CO、H₂、CH₄、C_mH_mm等可燃气体，其热值也能高达5000～6000KJ/m³，炉内炭化室中的物料经炉内燃烧室中产生的高温二氧化碳CO₂干馏炭化后生成生物质炭，由设置在炭化室底部的出料口排出炉外，用这种方法生产的生物质炭含炭量高、灰份少，与传统木质炭的成分基本相同，也是一种理想的木质炭替代产品。然而，利用以上技术工艺在长时间工业运行中，无法能进一步提高生产可燃气体的热值。

    发明内容：

    本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，提出一种利用双炉腔炭化炉生产生物质炭的方法及双炉腔炭化炉。双炉腔炭化炉是在炉内分开设置的气化炉腔和炭化炉腔，使加入炉内炭化炉腔中的炭化物料不与高温二氧化碳CO₂发生干馏炭化反应，而是由炉内分开设置的气化炉腔中产生的高温可燃气体(CO、H₂、CH₄、C_mH_mm等)对其进行干馏炭化，将能降低和减少炉内产出可燃气体中的二氧化碳CO₂和氮N₂等惰性气体的成份，来提高炉内生产可燃气体中烃类物质的含量，利用双炉腔炭化炉生产生物质炭，不但灰份少、含炭量高，而且炉内生产出的生物质燃气热值可高达8000～10000KJ/m³，可比现有普遍推广使用的秸秆热解气化炉所产燃气热值提高近一倍。是供城镇居民生活烧用理想的气体燃料。

    利用双炉腔炭化炉生产生物质炭的方法，其工艺步骤分为：

    (一)、将生物质秸秆、树枝、果壳等农林废弃物经削片或粉碎后的物料再经筛选处理，除去其中的灰土和不符合用于生产生物质炭的废料；

    (二)、将经筛选后不符合生产生物质炭的物料料进行烘干加入设置在炉内的气化炉腔中，用做炉内气化炉腔中的气化燃料；

    (三)、将符合生产生物质炭要求的物料加入设置在炉内的炭化炉腔中；

    (四)、运行时首先引燃炉内气化炉腔中的气化物料，并启动风机向气化炉腔中鼓风鼓入空气，使气化炉腔中的物料进行气化反应生成CO、H₂、CH₄、C_mH_mm高温可燃气体，而后经设置在炉内的炭化炉腔来干馏炭化炉腔中的物料，在炭化炉腔中干馏物料的同时释放出挥发份与进入炭化炉腔中的可燃气体混合后，被抽吸出炉外即成中热值可燃气体；

    (五)、在高温可燃气体进入设置在炉内炭化炉腔后，使炭化炉腔中的物料干馏炭化成生物质炭，再由设置在炭化炉腔底部的出料口排出炉外，即成生物质炭化产品；

    生产生物质炭的双炉腔炭化炉的结构是由上炉顶、炉体、炉座所组成，其中上炉顶上设有炉内气化炉腔加料口和炉内炭化炉腔加料口，在上炉顶的中间部位设有炉内放散管口，炉体内设有气化炉腔和炭化炉腔，在两炉腔上部设有防爆管口，炉内气化炉腔和炭化炉腔内设有耐火内衬或用耐火砖砌筑相连通，炉座的上部一侧在气化炉腔的底部设有排灰装置，炉座上部的另一侧在炭化炉腔的底部设有出料装置，气化炉腔的底部水夹套和炭化炉腔的底部设有水夹套，气化炉腔的底部水夹套内设有进风管和排灰管口(16)，炭化炉腔底部水夹套内设有抽吸气管口和出料管口。

    本发明的优点：(1)经用双炉腔炭化炉，可使生物质燃气热值高达8000～10000KJ/m³比现有各种秸秆热解炉和气化炉所生产生物质燃气热值(4000～5000KJ/m³)提高近一倍左右，可为城镇居民烧用燃气节省大量的管网工程投资和工程材料。(2)经用本工艺生产地生物质炭可用于生产活性炭的炭化材料，能广泛用于城市污水处理，循环再生利用，故能缓解目前众多城市水资源短缺的矛盾。(3)经用本工艺生产的生物质炭经粉碎后加入水溶性高分子粘结剂用机械挤压加工成机制炭，替代原用木质炭的炭化产品，可广泛用于工业、化工及环境保护等领域。(4)在再生利用我国广大农村丰富的农林废弃物资源，不但有助于国家为防止水土流失而加强封山育林的管理，而且可使人类减少对使用化石燃料(煤、石油、天然气)的依赖，对延缓化石燃料资源的枯竭时间极为有利。(5)充分利用农村每年所产数亿吨的农林废弃物，不但能加强环境保护、而且对节约能源，增加农民收入发展农村经济、改善和提高城镇居民生活质量等社会综合效益也十分显著。(6)本发明的双炉腔炭化炉结构简单合理，运行操作方便，而且处理物料量大，炉内炭化速度快、效率高，便于大规模工业化生产。

    附图说明：

    附图是双炉腔炭化炉一实施例的结构示意图。

    图中的1是上炉顶、2是炉体、3是炉座、4是气化炉腔加料口、5是炭化炉腔加料口、6是炉内放散管口、7是炉内气化炉腔、8是炉内炭化炉腔、9是气化炉腔防爆管口、10是炭化炉腔防爆管口、11是炉内中间耐火隔墙、12是气化炉腔排灰装置、13是气化炉腔排灰装置转轴、14是气化炉腔下部进风管口、15是气化炉腔下部水夹套、16是气化炉腔底部排灰管口、17是炭化炉腔下部水夹套、18是炭化炉腔底部出料口、19是炭化炉腔出料装置、20是炭化炉腔出料转轴、21是炭化炉腔下部抽气管口。

    【具体实施方式】

    对照附图，其结构是由上炉顶1、炉体2、炉座3所组成，其中上炉顶1上设有炉内气化炉腔加料口4和炉内炭化炉腔加料口5，在上炉顶1的中间部位设有炉内放散管口6，炉体内设有气化炉腔7和炭化炉腔8，在两炉腔上部设有防爆管口9、10，炉内气化炉腔和炭化炉腔内设有耐火内衬或用耐火砖砌筑相连通，炉座3的上部一侧在气化炉腔7的底部设有排灰装置12，炉座上部的另一侧在炭化炉腔8的底部设有出料装置19，气化炉腔7的底部水夹套15和炭化炉腔8的底部设有水夹套17，气化炉腔的底部水夹套15内设有进风管14和排灰管口16，炭化炉腔底部水夹套17内设有抽吸气管口21和出料管口18。

    工作过程：

    以花生壳、稻壳为主要原料，按上述工艺筛选，除去其中的灰土和不符合用做碳化物料要求的废料，而后经烘干脱水后，将水份控制在15％左右，加入长3米，宽1.8米，高3米的上述炉内炭化炉腔8中，将以上不符合用做炭化物料的筛下物的细料及其它农林废弃物加入炉内气化炉腔7中引燃，启动鼓风机向气化炉腔底部进风管14中鼓入空气，使加入气化炉腔7中的气化物料进行气化反应生成500-700℃的高温可燃气体，在设置炉外抽吸风机的作用下将高温可燃气体经从炉内炭化炉腔8中抽吸至炉外，同时使炉内炭化炉腔8中的物料因受进入高温可燃气体的影响而被干馏释放出挥发份与进入炭化炉腔8中的可燃气体混合后其燃气热值高达8000-10000KJ/m³。炉内炭化炉腔8中的物料经高温可燃气体干馏炭化后即成生物质炭从炉内炭化炉腔底部出料口18中排出，经粉碎后加入水溶性高分子粘结剂用机械挤压加工成机制炭产品，其强度和外型都优于传统木质炭和生物质成型炭的标准。

    该炉每小时耗用上述物料1000kg，其中，用于炉内气化炉腔中的气化物料250kg/h，生产高温可燃气体，用于炭化炉腔中的炭化物料750kg/h，可生产生物质炭300kg/h，并同时可生产生物质燃气700-1000m³/h。

    用双炉腔炭化炉生产生物质炭的方法

    实施例1：

    以玉米秸秆、高粱秸秆为主要原料，按上述工艺切碎后，筛选除去其中的灰土和不符合用做碳化物料要求的废料，而后经烘干脱水后，将含水率控制在15％，加入长4米，宽2米，高3米的上述炉内炭化炉腔8中，将以上不符合用做炭化物料的筛下物秸秆细料及其它农林废弃物加入炉内气化炉腔7中引燃，启动鼓风机向气化炉腔底部进风管14中鼓入空气(气化剂)，使加入气化炉腔7中的气化物料进行气化反应生成500-700℃的高温可燃气体，在设置炉外抽吸风机的作用下将高温可燃气体经从炉内炭化炉腔8中抽吸至炉外，同时使炉内炭化炉腔8中的物料因受进入高温可燃气体的影响而被干馏释放出挥发份与进入炭化炉腔8中的可燃气体混合后的燃气热值高达8000-10000KJ/m³。炉内炭化炉腔8中的物料经高温可燃气体干馏炭化后即成生物质炭从炉内炭化炉腔底部出料口18中排出，经粉碎后加入水溶性高分子粘结剂用机械挤压加工成机制炭产品，其强度和外型都优于传统木质炭和生物质成型炭的标准。

    该炉每小时耗用上述物料2000kg，其中，用于炉内气化炉腔中的气化物料500kg/h(生产高温可燃气体)，用于炭化炉腔的炭化物料1500kg/h，可生产生物质炭600kg/h，并同时可生产生物质燃气1500-2000m³/h。

    实施例2：

    以树枝、棉秆为主要原料，按上述工艺切碎后，筛选除去其中的灰土和不符合用做碳化物料要求的废料，而后经烘干脱水后，将含水率控制在15％，再加入长6米，宽3米，高4米的上述炉内的炭化炉腔8中，将上述不符合用做炭化物料的筛下物棉秆细料及其它农林废弃物加入炉内气化炉腔7中引燃，启动鼓风机向气化炉腔底部进风管14中鼓入空气(气化剂)，使加入气化炉腔7中的气化物料进行气化反应生成500-700℃的高温可燃气体，在设置炉外抽吸风机的作用下将高温可燃气体经从炉内炭化炉腔8中抽吸至炉外，同时使炉内炭化炉腔8中的物料因受进入高温可燃气体的影响而被干馏释放出挥发份与进入炭化炉腔中8的可燃气体混合后。燃气热值高达8000-10000KJ/m³。炉内炭化炉腔8中的物料经高温可燃气体干馏炭化后即成生物质炭从炉内炭化炉腔底部出料口18中排出，经粉碎后加入水溶性高分子粘结剂用机械挤压加工成机制炭产品，其强度和外型都优于传统木质炭和生物质成型炭的标准。

    该炉每小时耗用上述物料4000kg，其中，用于炉内气化炉腔的气化物料1000kg/h(生产高温可燃气体)，用于炭化炉腔的炭化物料3000kg/h，可生产生物质炭1200kg/h，并同时可生产生物质燃气3000-4000m³/h。