一种热解炉二级配风及热解气回流系统
技术领域
本发明涉及热解炉技术领域，特别是涉及一种热解炉二级配风及热解气回流系统。
背景技术
目前对于热解炉的研究已有很多，主要包括四种类型：连续式、车载式、撬装式、移动式热解设备，其中以连续式设备居多。连续式热解设备中主要以回转窑式热解设备为主。目前，连续式热解设备主要缺点是产生热解气中焦油含量较高、热解炭高温无法利用及配风(助燃气体)不均匀等问题。专利号为CN204111673U的实用新型专利中提到一种新型生物质热解炉，炉体结构从上到下依次为：进料段、热解段、空冷段、水冷段。其主要特点为能够实现生物质颗粒连续热解气化，生产负荷连续可调，但是仍未提及热解面临的主要问题：热解气焦油含量高、热解炭高温难以利用及配风(助燃气体)不均匀、热解气排出不充分不及时等问题。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种热解炉二级配风及热解气回流系统，有效减少热解气中焦油含量，保证配风充分且均匀，热解气排出更加充分且及时。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种热解炉二级配风及热解气回流系统，包括炉体、进料口、稳压排气口、点火口、双层热解气排出组件、第一配风组件、第二配风组件、热解气回流入口、控制器和回路系统，所述进料口和所述稳压排气口设置于所述炉体顶部，所述点火口设置于所述炉体下部的一侧，所述双层热解气排出组件、所述第一配风组件和所述第二配风组件由上至下依次设置于所述炉体上，所述第二配风组件包括上布风机构、下布风机构和第二空气进口，所述上布风机构和所述下布风机构均固定于所述炉体中，所述上布风机构设置于所述下布风机构上方，且所述上布风机构和所述下布风机构不连通，所述第二空气进口和所述热解气回流入口由上至下依次设置于所述炉体外壁上，所述第二空气进口与所述上布风机构位置相对应，所述热解气回流入口与所述下布风机构位置相对应；所述回路系统包括第一控制回路、第二控制回路、第三控制回路和第四控制回路，所述第一控制回路连接所述稳压排气口和所述第一配风组件，所述第二控制回路连接所述稳压排气口和所述第二空气进口，所述第三控制回路连接所述稳压排气口和所述热解气回流入口，所述第四控制回路连接所述双层热解气排出组件和所述热解气回流入口，所述第一控制回路、所述第二控制回路和所述第四控制回路均与所述控制器连接。
优选地，所述第一控制回路包括第一主管和第一支管，所述第一主管上设置有第一风机，所述第一主管一端与所述稳压排气口连接，所述第一主管另一端通过所述第一支管与所述第一配风组件连接，所述第一支管上设置有第一流量计和第一电磁阀，所述第一风机、所述第一流量计和所述第一电磁阀均与所述控制器连接；所述第二控制回路包括第二支管，所述第一主管的另一端通过所述第二支管与所述第二空气进口连接，所述第二支管上设置有第二流量计和第二电磁阀，所述第二流量计和所述第二电磁阀均与所述控制器连接；所述第三控制回路包括第三支管，所述第一主管的另一端通过所述第三支管与所述热解气回流入口连接，所述第三支管上设置有第一手动阀。
优选地，所述回路系统还包括第四支管和压力传感器，所述第四支管一端与第一主管连接，所述第四支管另一端与外界连通，所述第四支管上设置有第三电磁阀，所述第四支管与所述第一主管的连接处位于所述稳压排气口和所述第一风机之间，所述压力传感器和所述第三电磁阀均与所述控制器连接，所述压力传感器用于测试所述炉体内顶部的压力。
优选地，所述第四控制回路包括第二主管和第五支管，所述第二主管的两端分别与所述双层热解气排出组件和所述热解气回流入口连接，所述第二主管上依次设置有第二风机、第三流量计和第二手动阀，所述第二手动阀设置于靠近所述热解气回流入口的一端，所述第五支管一端与所述第二主管连接，所述第五支管另一端与外界连通，所述第五支管上由内至外依次设置有第四流量计和第四电磁阀，所述第五支管与所述第二主管的连接处位于所述第二风机和所述第三流量计之间，所述第二风机、第三流量计、所述第四流量计和所述第四电磁阀均与所述控制器连接。
优选地，所述双层热解气排出组件包括热解气上出口、热解气下出口、环状热解气上出口和环状热解气下出口，所述环状热解气上出口和所述环状热解气下出口均设置于所述炉体的内侧壁上，所述环状热解气上出口设置于所述环状热解气下出口的上方，所述热解气上出口和所述热解气下出口均设置于所述炉体的外侧壁上，所述热解气上出口与所述环状热解气上出口连通，所述热解气下出口与所述环状热解气下出口连通，所述热解气上出口和所述热解气下出口均与所述第二主管连接。
优选地，所述第一配风组件包括第一空气进口和环状布风口，所述环状布风口设置于所述炉体的内侧壁上，所述第一空气进口设置于所述炉体的外侧壁上，所述第一空气进口与所述环状布风口连通，所述第一空气进口与所述第一支管连接。
优选地，所述上布风机构包括风帽和上布风板，所述风帽固定于所述上布风板上方，所述下布风机构为下布风板，所述下布风板固定于所述上布风板下方，且所述上布风板与所述下布风板不连通。
优选地，所述第二配风组件还包括动力输入轴，所述风帽、所述上布风板和所述下布风板均通过内花键轴承与所述动力输入轴的上端连接，所述动力输入轴的下端固定于所述炉体上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的热解炉二级配风及热解气回流系统，包括炉体、进料口、稳压排气口、点火口、双层热解气排出组件、第一配风组件、第二配风组件、热解气回流入口、控制器和回路系统，第一控制回路连接稳压排气口和第一配风组件，第二控制回路连接稳压排气口和第二空气进口，通过设置第一控制回路和第二控制回路形成二级配风系统，两种配风有效保证配风均匀且充足，进而促进热解过程的顺利进行。第三控制回路连接稳压排气口和热解气回流入口，通过设置第三控制回路提供充足的氧气以保证点火顺利进行。第四控制回路连接双层热解气排出组件和热解气回流入口，有效利用炭化区的热量对回流的热解气进行催化重整，有效减少热解气中焦油含量，提高热解气的品质。通过采用双层热解气排出组件，解决了热解产生热解气体排出不充分、不及时现象，有效提高热解气排出效率。
附图说明
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获得其他的附图。
图1为本发明提供的热解炉二级配风及热解气回流系统的结构示意图；
图2为本发明提供的热解炉二级配风及热解气回流系统的工作原理图；
图3为本发明中风帽的主视图；
图4为本发明中风帽的俯视图；
图5为本发明中上布风机构和下布风机构的主视图；
图6为本发明中上布风机构和下布风机构的俯视图。
附图标记说明：1、进料口；2、稳压排气口；3、热解气上出口；4、热解气下出口；5、第一空气进口；6、风帽；7、上布风板；8、第二空气进口；9、热解气回流入口；10、动力输入轴；11、点火口；12、下布风板；13、环状布风口；14、环状热解气下出口；15、环状热解气上出口；16、内花键轴承；17、螺栓；P、压力传感器；L1、第一流量计；L2、第二流量计；L3、第三流量计；L4、第四流量计；F1、第一风机；F2、第二风机；D1、第一电磁阀；D2、第二电磁阀；D3、第三电磁阀；D4、第四电磁阀；S1、第一手动阀；S2、第二手动阀。
具体实施方式
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做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。
本发明的目的是提供一种热解炉二级配风及热解气回流系统，有效减少热解气中焦油含量，保证配风充分且均匀，热解气排出更加充分且及时。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本实施例提供一种热解炉二级配风及热解气回流系统，包括炉体、进料口1、稳压排气口2、点火口11、双层热解气排出组件、第一配风组件、第二配风组件、热解气回流入口9、控制器和回路系统，进料口1 和稳压排气口2设置于炉体顶部，点火口11设置于炉体下部的一侧，双层热解气排出组件、第一配风组件和第二配风组件由上至下依次设置于炉体上，第二配风组件包括上布风机构、下布风机构和第二空气进口8，上布风机构和下布风机构均固定于炉体中，上布风机构设置于下布风机构上方，且上布风机构和下布风机构不连通，第二空气进口8和热解气回流入口9由上至下依次设置于炉体外壁上，第二空气进口8与上布风机构位置相对应，热解气回流入口9 与下布风机构位置相对应。回路系统包括第一控制回路、第二控制回路、第三控制回路和第四控制回路，第一控制回路、第二控制回路和第四控制回路均与控制器连接。第一控制回路连接稳压排气口2和第一配风组件，第二控制回路连接稳压排气口2和第二空气进口8，通过设置第一控制回路和第二控制回路形成二级配风系统，两种配风有效保证配风均匀且充足，进而促进热解过程的顺利进行。第三控制回路连接稳压排气口2和热解气回流入口9，通过设置第三控制回路提供充足的氧气以保证点火顺利进行。第四控制回路连接双层热解气排出组件和热解气回流入口9，通过设置第四控制回路有效利用炭化区的热量对回流的热解气进行催化重整，有效减少热解气中焦油含量，提高热解气的品质。通过采用双层热解气排出组件，解决了热解产生热解气体排出不充分、不及时现象，有效提高热解气排出效率。
第一控制回路包括第一主管和第一支管，第一主管上设置有第一风机F1，第一主管一端与稳压排气口2连接，第一主管另一端通过第一支管与第一配风组件连接，第一支管上设置有第一流量计L1和第一电磁阀D1，第一风机F1、第一流量计L1和第一电磁阀D1均与控制器连接；第二控制回路包括第二支管，第一主管的另一端通过第二支管与第二空气进口8连接，第二支管上设置有第二流量计L2和第二电磁阀D2，第二流量计L2和第二电磁阀D2均与控制器连接；第三控制回路包括第三支管，第一主管的另一端通过第三支管与热解气回流入口9连接，第三支管上设置有第一手动阀S1。
回路系统还包括第四支管和压力传感器P，第四支管一端与第一主管连接，第四支管另一端与外界连通，第四支管上设置有第三电磁阀D3，第四支管与第一主管的连接处位于稳压排气口2和第一风机F1之间，压力传感器P 和第三电磁阀D3均与控制器连接，压力传感器P用于测试炉体内顶部的压力，控制器根据压力传感器P信号来调节第三电磁阀D3。
第四控制回路包括第二主管和第五支管，第二主管的两端分别与双层热解气排出组件和热解气回流入口9连接，第二主管上依次设置有第二风机F2、第三流量计L3和第二手动阀S2，第二手动阀S2设置于靠近热解气回流入口 9的一端，第五支管一端与第二主管连接，第五支管另一端与外界连通，第五支管上由内至外依次设置有第四流量计L4和第四电磁阀D4，第五支管与第二主管的连接处位于第二风机F2和第三流量计L3之间，第二风机F2、第三流量计L3、第四流量计L4和第四电磁阀D4均与控制器连接。
双层热解气排出组件包括热解气上出口3、热解气下出口4、环状热解气上出口15和环状热解气下出口14，环状热解气上出口15和环状热解气下出口14均设置于炉体的内侧壁上，环状热解气上出口15设置于环状热解气下出口14的上方，热解气上出口3和热解气下出口4均设置于炉体的外侧壁上，热解气上出口3与环状热解气上出口15连通，热解气下出口4与环状热解气下出口14连通，热解气上出口3和热解气下出口4均与第二主管连接。通过设置两个环形热解气出口使得热解产生热解气体排出充分及时，有效提高热解气排出效率。
第一配风组件包括第一空气进口5和环状布风口13，环状布风口13设置于炉体的内侧壁上，第一空气进口5设置于炉体的外侧壁上，第一空气进口5 与环状布风口13连通，第一空气进口5与第一支管连接。由第一空气进口5 进入的空气通过环状布风口13进入炉体内壁，逐渐由内壁外围向内渗入。
如图3-图6所示，上布风机构包括风帽6和上布风板7，风帽6固定于上布风板7上方，下布风机构为下布风板12，下布风板12固定于上布风板7下方，且上布风板7与下布风板12不连通。上布风板7和下布风板12尺寸相同，且用焊接方式连接，风帽6尺寸略大于上布风板7尺寸，风帽6与上布风板7 采用螺栓17连接，本实施例中采用M10螺栓。空气从风帽6与上布风板7之间的间隙进入炉体，回流的热解气从下布风板12进入炭化区，风帽6能够有效防止物料堵塞上布风板7与风帽6之间的间隙。
第二配风组件还包括动力输入轴10，风帽6、上布风板7和下布风板12 均通过内花键轴承16与动力输入轴10的上端连接，动力输入轴10的下端固定于炉体上。
本实施例中的热解炉二级配风及热解气回流系统的工作过程主要包括三个阶段，即点火阶段、稳定燃烧阶段和热解气排出阶段。
(1)点火阶段：
从进料口1进料，保证炉体内有足够多物料以备点火，点火时第一电磁阀 D1和第二电磁阀D2保持关闭状态，打开第一风机F1和第一手动阀S1，使炉体内外构成空气循环:点火口11-稳压排气口2-热解气回流口-第一风机F1-点火口11，保证有充足的氧气，使得点火顺利进行。
(2)稳定燃烧阶段：
当炉体内燃烧稳定之后，关闭点火口11和第一手动阀S1，第一电磁阀 D1和第二电磁阀D2开始工作，保持正常进料。控制器通过压力传感器P信号调节第三电磁阀D3，保持炉内微负压。第一风机F1通过第一空气进口5，由第一空气进口5通过环状布风口13给炉体内提供空气，控制器根据第一流量计L1和第二流量计L2来调节第一电磁阀D1和第二电磁阀D2进而控制空气进入量，保证热解能够顺利进行。其中一级配风由外向内配风，根据第一流量计L1调节第一电磁阀D1控制由第一风机F1的进风量，最终由第一空气进口5进入的空气通过环状布风口13进入炉体内壁，逐渐由炉体内壁外围向内渗入；二级配风由内向外配风，根据第二流量计L2调节第二电磁阀D2控制由第一风机F1的进风量，最终由第二空气进口8进入上布风板7，通过风帽6 由内向外均匀配风，两级配风保证了配风的充足及均匀性。
(3)热解气排出阶段：
热解气通过环状热解气上出口15和环状热解气下出口14分别由热解气上出口3和热解气下出口4排出，第二风机F2辅助热解气排出，热解气中含有一定量的焦油，根据第三流量计L3和第四流量计L4来调节第二手动阀S2和第四电磁阀D4，使得热解气经过第二手动阀S2和热解气回流入口9进入下布风板12，均匀输入热解炉内部，焦油含量较高的热解气经过高温炭化区，经催化重整后再次由热解气上出口3和热解气下出口4排出，有效提高了热解气的品质。
当部分热解气渗透到进料区时，此时压力传感器P检测到压力异常，打开第一手动阀S1，通过调节第三电磁阀D3，从上边逸出的热解气经过稳压排气口2-第一风机F1-第一手动阀S1-热解气回流入口9进入下布风板12，均匀进入炭化区进行催化重整。当压力传感器P检测到微负压信号，关闭第一手动阀 S1，第三电磁阀D3关闭，设备运行正常。本实施例中压力传感器P和第三电磁阀D3起到微负压控制及检测作用，既能防止热解气从进料口1逸出，又保证了热解炉的安全保障系数。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
