利用矩阵式炭窑废气发电的方法和装置 【技术领域】
发明涉及一种利用废气发电的方法和装置，特别是一种利用阵列式炭窑废气发电的方法和装置。
背景技术
机制木炭的生产过程是这样的，它是以木屑和废弃植物秸杆为原料，将原料粉碎、筛分后进行烘干，烘干后的原料通过制棒机制成原料棒，然后再放在炭窑中烧制成成品炭。在整个机制木炭的产生过程中，会产生大量的粉尘和烟气，也称做制炭废气。过去这些废气都是直接排空，也就是说直接排放至大气中。这些废气中含有大量的粉尘和有害气体，对大气造成严重的污染，所以大家都说制炭行业是环境污染大户。另外在制炭过程排放的这些废气中含有大量的可燃气体，还含有大量的木醋液和木焦油。木醋液和木焦油可作为化工及其它行业的原料，如药品、甲酚油、香脑油、俞创木酚、除臭剂、防腐剂、杀虫剂、页面肥等，用来改良土壤，恢复土壤肥力，提高培育力；制造肥料，抑制杂草的生长；还具有抗霉、抗菌、抗氧化的作用等。所以在制炭过程中将这些有用的物质白白的排放掉，也造成了资源浪费。
【发明内容】
发明的目的在于，提供一种利用矩阵式炭窑废气发电的方法和装置。本发明从阵列式炭窑排放的废气中提取木醋液和木焦油后再通过净化得到可燃气体用来发电，可以减少制炭废气对大气的污染，并从制炭废气提取有用的化工原料。
发明的技术方案：利用矩阵式炭窑废气发电的方法，该方法是采用一个立体的窑体，在窑体内设置按矩阵排列、具有二列和二层以上的通道组，每个通道组中设置一个以上的窑车通道；在通道组的前部设置能够将窑车移动到指定窑车通道内的入口升降移动装置；在通道组的后部设置能够将窑车通道出口的窑车移动到指定位置的出口升降移动装置；通过烟气收集总管将每个窑车通道的废气收集在一起做净化处理得到可燃气体，将可燃气体连续长期稳定地供发电机组使用。
上述的利用矩阵式炭窑废气发电的方法中，所述的净化处理，包括将制炭烟气冷却，从废气中分离出木醋液。
前述的制炭过程的废气收集利用方法中，所述的净化处理，还包括对分离过木醋液的气体进行木焦油分离。
实现前述方法的装置，包括窑体，窑体内设有二列和二层以上的通道组，每个通道组包括一个以上的窑车通道；在通道组的前部设有入口升降移动装置，在通道组的后部设有出口升降移动装置；窑体中设有烟气收集总管，每个窑车通道均与窑体的烟气收集总管连接，烟气收集总管与净化装置连接，净化装置与发电机组连接。
上述的装置中，所述的净化装置，构成包括经管道依次连接的冷却器组和木醋液分离装置。
前述的装置中，所述的木醋液分离装置，构成包括木醋液分离罐，罐上设有气体进口和出口，罐中设有一组换热管，一组换热管两端分别设有过滤器，罐的底部设有木醋液收集口。
前述的装置中，还包括经管道与木醋液分离装置依次连接的两级木焦油分离装置；木焦油分离装置，构成包括木焦油分离罐，罐上设有气体进口和出口，罐中设有一组气体过滤器，罐的底部设有木焦油收集口。
前述的装置中，所述在相邻的通道组之间设有间隙，间隙中设有进氧管和排气管，进氧管与窑车通道连接，排气管两端分别与窑车通道和烟气收集总管连接。
前述的装置中，所述出口升降移动装置包括升降机架，升降机架上设有推进缸，在升降机架上设有升降平台，在升降平台两端设有齿轮，齿轮与设在升降机架上地齿条连接；升降平台与设在间隙中的螺纹杆连接，螺纹杆的顶端经两个锥形齿轮与升降电机连接；升降平台上设有传送装置，传送装置由链轮和链条构成；所述入口升降移动装置包括出口升降移动装置的结构，在升降机架上还设有推进缸。
与现有技术相比，发明将阵列式炭窑制炭过程排放的废气通过收集和净化处理获得可燃气体，大大的减少了排放到空气中的有害物质。利用发明获得的可燃气可以用来发电和作为生活、生产用气，变废为宝。发明采用多排多列的高层炭化热解窑，将很多的窑体集中在一起按阵列排列，可使炭窑上、下、左、右、前、后六面受热均匀，提高产品质量。也便于热解过程废气收集和利用，适用于大规模产业化生产，经济效益显著。为制炭行业提供一条节能、减排的循环环保生产链，是一项能量循环产业链系统工程。同时在对废气的净化过程中，还可以提取木醋液和木焦油可作为其它行业的原料。具有显著的经济效益。本发明可以在制炭的同时进行发电，是一种集制炭、发电为一体的装置。
【附图说明】
图1是发明的结构示意图；
图2是窑体的结构示意图；
图3是图2中A的局部放大图；
图4是图3中B的局部放大图；
图5是图4中C的局部放大图；
图6是净化装置的示意图；
图7是木醋液分离装置的示意图；
图8是木焦油分离装置的示意图。
附图中的标记为：1-窑体，2-窑车通道，3-间隙，4-烟气收集总管，5-净化装置，6-风机，7-水封，8-储气罐，9-发电机组，10-冷却器组，11-管道，12-木醋液分离装置，13-一级木焦油分离装置，14-二级木焦油分离装置，15-窑门，16-驱动螺杆，17-升降机架，18-升降平台，19-齿轮，20-齿条，21-螺纹杆，22-锥形齿轮，23-升降电机，24-链轮，25-链条，26-推进缸，27-木醋液分离罐，28-换热管，29-过滤器，30-木醋液收集口，31-木焦油分离罐，32-气体过滤器，33-木焦油收集口。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对发明作进一步的说明。
发明的实施例如图1所示：利用矩阵式炭窑废气发电的方法是：采用一个立体的窑体1，窑体用耐火材料制成，在窑体内设置按矩阵排列、具有二列和二层以上的通道组，行可以是至少两层的多行，列可以是至少两列的多列，每个通道组中设置一个以上的窑车通道2；在通道组的前部设置能够将窑车移动到指定窑车通道内的入口升降移动装置；用于将窑车提升至不同的层，并横向移动到对应的窑车通道2入口，将窑车推入窑车通道2进行烧制木炭；在通道组的后部设置能够将窑车通道出口的窑车移动到指定位置的出口升降移动装置；通过烟气收集总管将每个窑车通道的废气收集在一起做净化处理得到可燃气体，将可燃气体供发电机组使用。净化处理，包括将制炭烟气冷却，从废气中分离出木醋液。净化处理，还包括对分离过木醋液的气体进行木焦油分离。
上述方法构建的装置如图1和图2所示，包括窑体1，窑体1内设有二列和二层以上的通道组，每个通道组包括一个以上的窑车通道2；在通道组的前部设有可以将窑车推入窑车通道2的入口升降移动装置，在通道组的后部设有可以将窑车通道2出口的窑车从高层放下出口升降移动装置。
窑体1中设有烟气收集总管4，每个窑车通道2均与窑体1的烟气收集总管4连接，烟气收集总管4与净化装置5连接，净化装置5与发电机组9连接。在相邻的通道组之间设有间隙3，间隙3中设有进氧管和排气管，进氧管与窑车通道2连接，排气管两端分别与窑车通道2和烟气收集总管4连接。
所述窑体1如图2所示，窑体1的前端设有入口升降移动装置，窑体1的后端设有出口升降移动装置，两个升降移动装置可以采用相同的结构，所不同的是入口升降移动装置的升降机架17上设有推进缸26，设置推进缸26的目的是为了将窑车推入窑车通道2进行烧制木炭；所述升降移动装置包括升降机架17，在升降机架17上设有升降平台18，升降平台18如图3所示，它是承载炭车的载体，在升降平台18两端设有齿轮19，齿轮19与设在升降机架17上的齿条20连接，这里的齿轮19和齿条20相当于升降平台18的运行轨道；升降平台18的升降是通过设在间隙3中的螺纹杆21驱动的(见图5)，螺纹杆21的顶端经两个锥形齿轮22与升降电机23连接。升降平台18上设有传送装置(见图3)，传送装置由链轮24和链条25构成。传送装置的作用是把窑车，送至不同的窑车通道2入口，窑车通道2两端设有窑门15(见图4)，窑门15与驱动螺杆16螺纹连接，通过电机带动的驱动螺杆16控制窑门的打开或关闭。
净化装置5如图6所示，构成包括经管道依次连接的冷却器组10和木醋液分离装置12。所述的木醋液分离装置如图7所示，它的构成包括木醋液分离罐27，罐上设有气体进口和出口，罐中设有一组换热管28，一组换热管28两端分别设有过滤器29，罐的底部设有木醋液收集口30。其工作原理是根据冷凝原理，通过在换热管中通以冷水，在冷水的冷却作用下使木醋液凝结在换热管的管壁上，然后从罐底的木醋液收集口30流出。木醋液分离装置17与木醋液收集池连接，用于收集分离出来的木醋液。
所述的木焦油分离装置还包括经管道与木醋液分离装置12依次连接的一级木焦油分离装置13和二级木焦油分离装置14，两级木焦油分离装置结构相同，如图8所示，它的构成包括木焦油分离罐31，罐上设有气体进口和出口，罐中设有一组气体过滤器32，罐的底部设有木焦油收集口33。一组气体过滤器32包含了一层或一层以上的过滤器，该过滤器的密度较高，气体可以通过，但气体中的木焦油不能通过过滤器，由过滤器的边缘流至罐底的木焦油收集口33。为了提取不同浓度的木焦油本发明设了两级木焦油分离装置，分别是一级木焦油分离装置13和二级木焦油分离装置14，两级木焦油分离装置的结构相同，只是其中的过滤器密度不同，一级木焦油分离装置13中的过滤器密度较低，二级木焦油分离装置14中的过滤器密度较高，一级木焦油分离装置13与低浓度木焦油收集池连接，二级木焦油分离装置14与高浓度木焦油收集池连接。用于收集分离出来的不同浓度的木焦油。
本发明在净化装置5与发电机组9之间还设有一个或一个以上的风机6、水封7和储气罐8。风机6的作用是为了提高气体的压力和流速；水封7的作用是使收集到的气体可以进入储气罐8，而储气罐8中的气体不能逆向外流。水封7的原理相当于一个单向压力阀，是根据水位高度控制的压力阀，由于输入的气体压力大于水压，气体可以进行储气罐，而储气罐中的气体不能从输入口向外流出，水封7可以是一个装有水的密封桶，进气管的出口设在桶体的水位下方，出气管设在桶体的水位之上，使气体可以通过水封7进入储气罐8，而储气罐8中的气体不能逆向流出。储气罐8用于可燃气储备，随时供给发电机组9使用，发电机组9采用燃气发电机。储气罐8储存的可燃气也可以作为生活用气或生产用气。