一种高效率加热的生物质粉末炭炉的制作方法

1.本发明涉及生物质粉末炭炉技术领域，具体为一种高效率加热的生物质粉末炭炉。

背景技术：

2.生物质粉末炭炉是将各类秸秆、绿植固废以及各种生物质、木质建筑模板等生物质粉末加工使其碳化的主要设备，碳化后的生物质粉末可用在化肥原料、活性炭等领域。目前常见的生物质粉末炭炉多是采用加热滚动搅拌的方式，来使生物质粉末均匀受热碳化。
3.现有的生物质粉末炭炉生物质粉末的受热碳化效率相对较低，同时操作流程相对繁琐，碳化生产过程中热量散失量大，能耗高，不够节能环保。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高效率加热的生物质粉末炭炉，以解决上述背景技术中提出的现有的生物质粉末炭炉生物质粉末的受热碳化效率相对较低，同时操作流程相对繁琐，碳化生产过程中热量散失量大，能耗高，不够节能环保的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高效率加热的生物质粉末炭炉，包括炉体，所述炉体的内部自上而下依次设有相通的预热腔室、热反应腔室、高温腔室和冷却腔室，所述炉体内壁的两侧均自上而下固定安装有多个辐射加热体，所述炉体的顶端固定连通有炭炉上料口，所述炉体底端的中部固定连通有碳粉下料斗，所述碳粉下料斗的内部转动连接有防堵绞轴，所述炉体底端的外围固定设置有三个均匀分布的支撑脚架，其中一个所述支撑脚架的一侧固定安装有现场控制箱，所述现场控制箱的内部固定安装有plc控制器，所述现场控制箱的正面固定安装有操控面板。
6.优选的，多个所述辐射加热体均包括装配架、u型热辐射管和两个管头，所述装配架上固定安装有u型热辐射管，所述u型热辐射管的两端均固定设置有管头，两个所述管头的内侧均固定设置有蓄热体，两个所述蓄热体的中部均固定安装有延伸至u型热辐射管内部的电磁打火式燃气喷嘴，其中一个所述蓄热体的一侧固定设置有与u型热辐射管内部相通的第一空气供给管，另一个所述蓄热体的一侧固定设置有与u型热辐射管内部相通的第二空气供给管，所述装配架的中部固定安装有智能换向阀，所述智能换向阀的进气口固定连通有供气导管，所述智能换向阀的两个出气口均固定连通有燃气供给管，两个所述燃气供给管的一端分别与两个电磁打火式燃气喷嘴的一侧固定连通。
7.优选的，两个所述蓄热体的内侧均固定安装有热电偶，两个所述热电偶、两个电磁打火式燃气喷嘴和智能换向阀均与plc控制器电性连接。
8.优选的，所述炉体的正面固定设置有燃气供应主管，所述燃气供应主管的两侧均固定连通有多个供气软管，多个所述供气软管的一端分别与多个燃气供给管的一端固定连通。
9.优选的，所述炉体背面的底部固定安装有两个空气供排设备，其中一个所述空气
供排设备上固定连通有第一抽排气管，另一个顶端空气供排设备上固定连通有第二抽排气管，多个所述第一空气供给管的一端均与第一抽排气管的内部固定连通，多个所述第二空气供给管的一端均与第二抽排气管的内部固定连通，且多个所述第一空气供给管与第一抽排气管的连接处和多个第二空气供给管与第二抽排气管的连接处固定安装有电磁控气阀，两个所述空气供排设备和多个电磁控气阀均与plc控制器电性连接。
10.优选的，所述碳粉下料斗的外侧固定安装有减速电机，所述减速电机的输出端与防堵绞轴的一端固定连接，所述防堵绞轴的表面固定设置有多个均与分布的防堵拨杆，所述减速电机与plc控制器电性连接。
11.优选的，所述预热腔室的内侧壁、热反应腔室的内侧壁、高温腔室的内侧壁和冷却腔室的内侧壁均固定安装有温度检测器，多个所述温度检测器均与plc控制器电性连接。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、该生物质碳发生炉采用纵向设计，生物质原料在自身重力的作用下下落，经预热、加热碳化和冷却后排出，操作简单便捷，从而能够有效提高生物质粉末的碳化加工效率；2、把炉内分成多个不同功能的竖向的腔室，每个腔室内都设有独立的辐射加热体，辐射加热体由电磁打火式燃气喷嘴、u型热辐射管、装配架和控制系统构成，通过装配架安装在炉墙上，u型热辐射管则位于炉内，燃烧所产生的高温烟气在辐射管内流通，由于辐射加热体通过辐射、对流与炉料自由落体下降的生物质粉末接触，并完成加热，故加热效率高，炉料升温速度快，当自由落体结束的时候，生物质低温炭化完成，提高加热效率，稳定可靠，热量散失少；3、整个碳化加工过程中仅有少量的空气从炭炉上料口和碳粉下料斗处排出，炉体整体的隔热保温性能优良，从而能够有效降低碳化时能源的消耗，更加节能环保。
附图说明
13.图1为本发明生物质粉末炭炉的结构示意图；图2为本发明生物质粉末炭炉的正视截面图；图3为本发明辐射加热体的正视截面图；图4为本发明防堵绞轴的结构示意图；图5为本发明生物质粉末炭炉的后视平面图；图6为本发明生物质粉末炭炉的部分截面图；图7为本发明现场控制箱的结构示意图；图8为本发明局部a的放大图。
14.图中：1、炉体；2、炭炉上料口；3、辐射加热体；31、装配架；32、u型热辐射管；33、管头；34、电磁打火式燃气喷嘴；35、蓄热体；36、燃气供给管；37、智能换向阀；38、供气导管；39、第一空气供给管；310、热电偶；311、第二空气供给管；4、燃气供应主管；5、碳粉下料斗；6、支撑脚架；7、现场控制箱；8、减速电机；9、供气软管；10、防堵绞轴；11、预热腔室；12、热反应腔室；13、高温腔室；14、冷却腔室；15、防堵拨杆；16、第一抽排气管；17、第二抽排气管；18、电磁控气阀；19、空气供排设备；20、温度检测器；21、操控面板；22、plc控制器。
具体实施方式
15.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。
16.请参阅图1-8，本发明提供了一种高效率加热的生物质粉末炭炉，包括炉体1，炉体1的内部自上而下依次设有相通的预热腔室11、热反应腔室12、高温腔室13和冷却腔室14，炉体1内壁的两侧均自上而下固定安装有多个辐射加热体3，炉体1的顶端固定连通有炭炉上料口2，炉体1底端的中部固定连通有碳粉下料斗5，碳粉下料斗5的内部转动连接有防堵绞轴10，炉体1底端的外围固定设置有三个均匀分布的支撑脚架6，其中一个支撑脚架6的一侧固定安装有现场控制箱7，现场控制箱7的内部固定安装有plc控制器22，现场控制箱7的正面固定安装有操控面板21，碳粉下料斗5的外侧固定安装有减速电机8，减速电机8的输出端与防堵绞轴10的一端固定连接，防堵绞轴10的表面固定设置有多个均与分布的防堵拨杆15，减速电机8与plc控制器22电性连接，预热腔室11的内侧壁、热反应腔室12的内侧壁、高温腔室13的内侧壁和冷却腔室14的内侧壁均固定安装有温度检测器20，多个温度检测器20均与plc控制器22电性连接，该生物质碳发生炉采用纵向设计，生物质原料在自身重力的作用下下落，经预热、加热碳化和冷却后排出，操作简单便捷，从而能够有效提高生物质粉末的碳化加工效率。
17.多个辐射加热体3均包括装配架31、u型热辐射管32和两个管头33，装配架31上固定安装有u型热辐射管32，u型热辐射管32的两端均固定设置有管头33，两个管头33的内侧均固定设置有蓄热体35，两个蓄热体35的中部均固定安装有延伸至u型热辐射管32内部的电磁打火式燃气喷嘴34，其中一个蓄热体35的一侧固定设置有与u型热辐射管32内部相通的第一空气供给管39，另一个蓄热体35的一侧固定设置有与u型热辐射管32内部相通的第二空气供给管311，装配架31的中部固定安装有智能换向阀37，智能换向阀37的进气口固定连通有供气导管38，智能换向阀37的两个出气口均固定连通有燃气供给管36，两个燃气供给管36的一端分别与两个电磁打火式燃气喷嘴34的一侧固定连通，两个蓄热体35的内侧均固定安装有热电偶310，两个热电偶310、两个电磁打火式燃气喷嘴34和智能换向阀37均与plc控制器22电性连接，炉体1的正面固定设置有燃气供应主管4，燃气供应主管4的两侧均固定连通有多个供气软管9，多个供气软管9的一端分别与多个燃气供给管36的一端固定连通，炉体1背面的底部固定安装有两个空气供排设备19，其中一个空气供排设备19上固定连通有第一抽排气管16，另一个顶端空气供排设备19上固定连通有第二抽排气管17，多个第一空气供给管39的一端均与第一抽排气管16的内部固定连通，多个第二空气供给管311的一端均与第二抽排气管17的内部固定连通，且多个第一空气供给管39与第一抽排气管16的连接处和多个第二空气供给管311与第二抽排气管17的连接处固定安装有电磁控气阀18，两个空气供排设备19和多个电磁控气阀18均与plc控制器22电性连接，由于辐射加热体3通过辐射、对流与炉料自由落体下降的生物质粉末接触，并完成加热，故加热效率高，炉料升温速度快，当自由落体结束的时候，生物质低温炭化完成，提高加热效率。
18.本技术实施例在使用时：将原材料包含各类秸秆、绿植固废以及各种生物质、木质建筑模板，经过专用粉碎设备处理成可适用加工成生物质粉末碳的颗粒状，通过物料输送设备将粉碎好的原料输送至筛分设备，筛分出合格材料，不合格料将返回到粉碎设备进行二次粉碎加工，筛分好的原材料投放到烘干设备进行烘干处理，然后经物料输送设备输送
到炭炉上料口2处，将生物质粉末投入炉体1内，生物质粉末会在重力的作用下依次经过预热腔室11、热反应腔室12、高温腔室13和冷却腔室14，最后由碳粉下料斗5排出，把炉内分成多个不同功能的竖向的腔室，每个腔室内都设有独立的辐射加热体3，辐射加热体3由电磁打火式燃气喷嘴34、u型热辐射管32、装配架31和控制系统构成，燃烧所产生的高温烟气在辐射管内流通，对自由落体下降的生物质粉末接触，并完成加热，加热效率高，炉料升温速度快，当自由落体结束的时候，生物质低温炭化完成，提高加热效率，稳定可靠，热量散失少，每个辐射加热体3都有独立的热电偶310用来精准测温，通过调节燃气、空气的流量、压力来调控温度变化，炉体1可根据生产规模需要任意调整辐射加热体3的安装数量，从而保证炉内温度的可控性，炉体1为半封闭炉体，在生产过程中只有炭炉上料口2和碳粉下料斗5处有少量空气进入，炉内为负压气氛，从而保证炉内热损能控制在5%以内，辐射加热体3其热效率可达93%，辐射加热体3的热效率是辐射管的一项重要技术性能指标，其计算公式为：,η为燃气辐射管热效率％； qg 为燃气输入热量kj；qa为预热空气带人的物理热，kj；qf为烟气带出的热量，对一燃烧能力为58 kw、表面负荷为4.4 w／cm2的蓄热式辐射加热体3进行实验研究和理论计算，结果表明，其热效率为93％，若不使用蓄热式辐射加热体3，由于烟气带走大量的物理热，热效率较低，仅为54.7％，蓄热式辐射加热体3与传统辐射管相比，热效率提高了39.4％，通过辐射管竖炉生物质粉末炭技术的综合运用，使该碳化炉的热效率达到85%以上，炉体所产生的燃气，可利用抽气机从炉体1下部排出，所产生的燃气热值较高，可用于辐射管加热及生物质燃气发电。
19.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高效率加热的生物质粉末炭炉，包括炉体（1），其特征在于：所述炉体（1）的内部自上而下依次设有相通的预热腔室（11）、热反应腔室（12）、高温腔室（13）和冷却腔室（14），所述炉体（1）内壁的两侧均自上而下固定安装有多个辐射加热体（3），所述炉体（1）的顶端固定连通有炭炉上料口（2），所述炉体（1）底端的中部固定连通有碳粉下料斗（5），所述碳粉下料斗（5）的内部转动连接有防堵绞轴（10），所述炉体（1）底端的外围固定设置有三个均匀分布的支撑脚架（6），其中一个所述支撑脚架（6）的一侧固定安装有现场控制箱（7），所述现场控制箱（7）的内部固定安装有plc控制器（22），所述现场控制箱（7）的正面固定安装有操控面板（21）。2.根据权利要求1所述的一种高效率加热的生物质粉末炭炉，其特征在于：多个所述辐射加热体（3）均包括装配架（31）、u型热辐射管（32）和两个管头（33），所述装配架（31）上固定安装有u型热辐射管（32），所述u型热辐射管（32）的两端均固定设置有管头（33），两个所述管头（33）的内侧均固定设置有蓄热体（35），两个所述蓄热体（35）的中部均固定安装有延伸至u型热辐射管（32）内部的电磁打火式燃气喷嘴（34），其中一个所述蓄热体（35）的一侧固定设置有与u型热辐射管（32）内部相通的第一空气供给管（39），另一个所述蓄热体（35）的一侧固定设置有与u型热辐射管（32）内部相通的第二空气供给管（311），所述装配架（31）的中部固定安装有智能换向阀（37），所述智能换向阀（37）的进气口固定连通有供气导管（38），所述智能换向阀（37）的两个出气口均固定连通有燃气供给管（36），两个所述燃气供给管（36）的一端分别与两个电磁打火式燃气喷嘴（34）的一侧固定连通。3.根据权利要求2所述的一种高效率加热的生物质粉末炭炉，其特征在于：两个所述蓄热体（35）的内侧均固定安装有热电偶（310），两个所述热电偶（310）、两个电磁打火式燃气喷嘴（34）和智能换向阀（37）均与plc控制器（22）电性连接。4.根据权利要求2所述的一种高效率加热的生物质粉末炭炉，其特征在于：所述炉体（1）的正面固定设置有燃气供应主管（4），所述燃气供应主管（4）的两侧均固定连通有多个供气软管（9），多个所述供气软管（9）的一端分别与多个燃气供给管（36）的一端固定连通。5.根据权利要求2所述的一种高效率加热的生物质粉末炭炉，其特征在于：所述炉体（1）背面的底部固定安装有两个空气供排设备（19），其中一个所述空气供排设备（19）上固定连通有第一抽排气管（16），另一个顶端空气供排设备（19）上固定连通有第二抽排气管（17），多个所述第一空气供给管（39）的一端均与第一抽排气管（16）的内部固定连通，多个所述第二空气供给管（311）的一端均与第二抽排气管（17）的内部固定连通，且多个所述第一空气供给管（39）与第一抽排气管（16）的连接处和多个第二空气供给管（311）与第二抽排气管（17）的连接处固定安装有电磁控气阀（18），两个所述空气供排设备（19）和多个电磁控气阀（18）均与plc控制器（22）电性连接。6.根据权利要求1所述的一种高效率加热的生物质粉末炭炉，其特征在于：所述碳粉下料斗（5）的外侧固定安装有减速电机（8），所述减速电机（8）的输出端与防堵绞轴（10）的一端固定连接，所述防堵绞轴（10）的表面固定设置有多个均与分布的防堵拨杆（15），所述减速电机（8）与plc控制器（22）电性连接。7.根据权利要求1所述的一种高效率加热的生物质粉末炭炉，其特征在于：所述预热腔室（11）的内侧壁、热反应腔室（12）的内侧壁、高温腔室（13）的内侧壁和冷却腔室（14）的内侧壁均固定安装有温度检测器（20），多个所述温度检测器（20）均与plc控制器（22）电性连接。

技术总结

本发明公开了一种高效率加热的生物质粉末炭炉，包括炉体，炉体的内部自上而下依次设有相通的预热腔室、热反应腔室、高温腔室和冷却腔室，炉体内壁的两侧均自上而下固定安装有多个辐射加热体，炉体的顶端固定连通有炭炉上料口，本发明一种高效率加热的生物质粉末炭炉，该生物质碳发生炉采用纵向设计，生物质原料在自身重力的作用下下落，经预热、加热碳化和冷却后排出，操作简单便捷，从而能够有效提高生物质粉末的碳化加工效率，整个碳化加工过程中仅有少量的空气从炭炉上料口和碳粉下料斗处排出，炉体整体的隔热保温性能优良，从而能够有效降低碳化时能源的消耗，更加节能。更加节能。更加节能。