全文摘要
本实用新型公开了一种主要用在生物质活性炭工业制备方向的蒸汽发生器及机制生物炭生产系统。其中，机制生物炭生产系统包括蒸汽发生器和生物炭生产装置；蒸汽发生器，包括蒸汽发生炉（21），所述蒸汽发生炉（21）顶部的蒸汽出口并接有蒸汽排气管（23）和蒸汽导出管（25），所述蒸汽排气管（23）上安装排气阀门（35），所述蒸汽导出管（25）上安装蒸汽阀门Ⅰ（36），所述蒸汽导出管（25）连接蒸汽导出软管（27）。本实用新型为生物炭制备装置配备了专用的蒸汽发生器，进一步也解决了当前城市园林废弃物和农村地区农业废弃物处置难问题，避免环境再次污染，又充分发挥生物炭可修复和改良土壤，促进植物生长等优点。
主设计要求
1.一种蒸汽发生器，其特征在于：包括蒸汽发生炉（21），所述蒸汽发生炉（21）顶部的蒸汽出口并接有蒸汽排气管（23）和蒸汽导出管（25），所述蒸汽排气管（23）上安装排气阀门（35），所述蒸汽导出管（25）上安装蒸汽阀门Ⅰ（36），所述蒸汽导出管（25）连接蒸汽导出软管（27）；所述蒸汽发生炉（21）顶部安装温度计（22）和压力传感器（24），所述压力传感器（24）通过传感导线（33）连接蒸汽控制器（31）；所述蒸汽发生炉（21）底部设有进水口阀门（34）；所述蒸汽发生炉（21）内底部设有至少两根电加热棒（32），所述电加热棒（32）通过蒸汽控制器（31）控制。
设计方案
1.一种蒸汽发生器，其特征在于：包括蒸汽发生炉（21），所述蒸汽发生炉（21）顶部的蒸汽出口并接有蒸汽排气管（23）和蒸汽导出管（25），所述蒸汽排气管（23）上安装排气阀门（35），所述蒸汽导出管（25）上安装蒸汽阀门Ⅰ（36），所述蒸汽导出管（25）连接蒸汽导出软管（27）；所述蒸汽发生炉（21）顶部安装温度计（22）和压力传感器（24），所述压力传感器（24）通过传感导线（33）连接蒸汽控制器（31）；所述蒸汽发生炉（21）底部设有进水口阀门（34）；所述蒸汽发生炉（21）内底部设有至少两根电加热棒（32），所述电加热棒（32）通过蒸汽控制器（31）控制。
2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述传感导线（33）位于金属保护管（26）内。
3.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述蒸汽发生炉（21）底部设有支架（30）。
4.根据权利要求1所述的蒸汽发生器，其特征在于：所述蒸汽发生炉（21）侧面设有透视水位计（28）。
5.一种机制生物炭生产系统，包括蒸汽发生器和生物炭生产装置，其特征在于：所述蒸汽发生器包括蒸汽发生炉（21），所述蒸汽发生炉（21）顶部的蒸汽出口并接有蒸汽排气管（23）和蒸汽导出管（25），所述蒸汽排气管（23）上安装排气阀门（35），所述蒸汽导出管（25）上安装蒸汽阀门Ⅰ（36），所述蒸汽导出管（25）连接蒸汽导出软管（27）；所述蒸汽发生炉（21）顶部安装温度计（22）和压力传感器（24），所述压力传感器（24）通过传感导线（33）连接蒸汽控制器（31）；所述蒸汽发生炉（21）底部设有进水口阀门（34）；所述蒸汽发生炉（21）内底部设有至少两根电加热棒（32），所述电加热棒（32）通过蒸汽控制器（31）控制；
生物炭生产装置包括炭化炉体（1），所述炭化炉体（1）的炉壁为夹层结构、其内安装有电加热棒，所述炭化炉体（1）的炉壁外设有保温层（3）；所述炭化炉体（1）顶部设有炉盖（4）、底面设有出料板（5），所述出料板（5）上表面为斜面；所述炭化炉体（1）底部安装有出料仓（2），所述出料仓（2）内固定有支撑套筒（6），所述支撑套筒（6）内螺纹安装有支撑螺杆（7），所述支撑螺杆（7）顶部通过轴承连接于出料板（5）底面、其底部安装有悬臂（8）；所述炭化炉体（1）上部和中部均安装有温度传感器（9），所述出料仓（2）内安装有温度传感器（9）；所述温度传感器（9）与电加热中控装置（10）连接，所述电加热中控装置（10）控制电加热棒；所述炭化炉体（1）内顶部连接有烟气管路（11），所述烟气管路（11）与冷凝装置（12）的管程进口连接，所述冷凝装置（12）的管程出口连接粗制木醋液收集装置（13），所述粗制木醋液收集装置（13）的进口设有废气排放管（14）；所述冷凝装置（12）的壳程进口连接循环冷却水进水管（15）、其壳程出口连接循环冷却水出水管（16），所述接循环冷却水进水管（15）和循环冷却水出水管（16）与位于循环水储水箱（18）内的循环水泵（17）连接；
所述炭化炉体（1）下部设有通蒸汽管路（19），所述通蒸汽管路（19）与蒸汽导出软管（27）连接。
6.根据权利要求5所述的机制生物炭生产系统，其特征在于：所述生物炭生产装置中，支撑螺杆（7）上还设有锁紧螺母（20）。
7.根据权利要求5所述的机制生物炭生产系统，其特征在于：所述生物炭生产装置中，通蒸汽管路（19）上安装有蒸汽阀门Ⅱ（37）。
8.根据权利要求5所述的机制生物炭生产系统，其特征在于：所述蒸汽发生器中，传感导线（33）位于金属保护管（26）内。
9.根据权利要求5所述的机制生物炭生产系统，其特征在于：所述蒸汽发生器中，蒸汽发生炉（21）底部设有支架（30）。
10.根据权利要求5所述的机制生物炭生产系统，其特征在于：所述蒸汽发生器中，蒸汽发生炉（21）侧面设有透视水位计（28）。
设计说明书
技术领域
本发明涉及蒸汽加热及生物制炭技术领域，具体为一种将水转化为蒸汽的蒸汽加热设备及机制生物炭生产系统。
背景技术
随着社会经济的飞速发展，城市绿化的步伐也在大步迈进。在当前城市大力开展园林绿化建设的今天，我国的城市生态环境得到了很大的改善。但与此同时，又出现了新的生态环境问题，大量的枯枝落叶、草坪修剪草屑、花卉残体、杂草及其他绿化修剪物等园林绿化废弃物以及农业产生的秸秆、其他农作物残枝等农业废弃物的处置问题。农林废弃物富含较多的有机物质，其主要元素均为碳、氢、氧、氮等，合计占95%以上。除此以外，还包含一些其他微量元素，如磷、硫、钾、钙、镁等。传统的农林废弃物的处置方式主要有填埋、焚烧或生产沼气等，但对于营养成分较高的农林废弃物这一类特殊废弃物而言，这些处理处置方式处理率低，处理成本高，而且大大浪费其可供植物生长的营养元素。
近年来，生物炭技术的发展为农林废弃物的可持续综合利用提供了新的途径。生物炭在改善土壤肥力、提高作物产量，以及降低环境中重金属和有机污染方面有巨大潜力，它与传统有机物相比，成本低且效果良好。在大力倡导发展低碳园林的今天，农林废弃物生物质炭化技术是适应我国新时期低碳、循环和可持续城市园林绿化发展需求最有效的手段之一。
现有生物炭制备过程中伴随产生的木醋液、木焦油等副产物若处理不当，则会导致木焦油堵塞管道造成设备损坏，木醋液等副产物污染环境。实际上，木醋液的应用也是很广泛的，不应被当作污染物处理，若能合理收集及处理副产物木醋液，可增加额外社会及经济效益。
另外，目前也没有专用于生物炭制备的蒸汽发生器，蒸汽发生器是利用电能产生的热能把液态水加热变为蒸汽的机械设备。现有的蒸汽发生器设计均为小型化或者大型工业设备，无法直接应用于生物炭的制备。
发明内容
本实用新型目的是提供一种主要用在生物质活性炭工业制备方向的蒸汽发生器及机制生物炭生产系统。
本实用新型是采用如下技术方案实现的：
一种应用于生物质活性炭制备的的蒸汽发生器，包括蒸汽发生炉，所述蒸汽发生炉顶部的蒸汽出口并接有蒸汽排气管和蒸汽导出管，所述蒸汽排气管上安装排气阀门，所述蒸汽导出管上安装蒸汽阀门Ⅰ，所述蒸汽导出管连接蒸汽导出软管；所述蒸汽发生炉顶部安装温度计和压力传感器，所述压力传感器通过传感导线连接蒸汽控制器；所述蒸汽发生炉底部设有进水口阀门；所述蒸汽发生炉内底部设有至少两根电加热棒，所述电加热棒通过蒸汽控制器控制。
使用时，产生蒸汽用水是从蒸汽发生炉底部的进水口阀门通入一定量，采用电加热棒进行加热后产生蒸汽，由压力传感器和温度计监测炉内压力和温度，防止蒸汽发生器出现干烧甚至因压力过大导致爆炸，实现蒸汽发生器内温度及压力的实时监控与自动开断电。上部蒸汽排气管与蒸汽导出管并接，可通过蒸汽导出管实施放气，蒸汽导出管另与蒸汽导出连接软管相连，蒸汽导出软管可与其他需用蒸汽设备连接。
一种机制生物炭生产系统，包括蒸汽发生器和生物炭生产装置。所述蒸汽发生器如上所述。
所述生物炭生产装置包括炭化炉体，所述炭化炉体的炉壁为夹层结构、其内安装有电加热棒，所述炭化炉体的炉壁外设有保温层；所述炭化炉体顶部设有炉盖、底面设有出料板，所述出料板上表面为斜面；所述炭化炉体底部安装有出料仓，所述出料仓内固定有支撑套筒，所述支撑套筒内螺纹安装有支撑螺杆，所述支撑螺杆顶部通过轴承连接于出料板底面、其底部安装有悬臂；所述炭化炉体上部和中部均安装有温度传感器，所述出料仓内安装有温度传感器；所述温度传感器与电加热中控装置连接，所述电加热中控装置控制电加热棒；所述炭化炉体内顶部连接有烟气管路，所述烟气管路与冷凝装置的管程进口连接，所述冷凝装置的管程出口连接粗制木醋液收集装置，所述粗制木醋液收集装置的进口设有废气排放管；所述冷凝装置的壳程进口连接循环冷却水进水管、其壳程出口连接循环冷却水出水管，所述接循环冷却水进水管和循环冷却水出水管与位于循环水储水箱内的循环水泵连接。
所述炭化炉体下部设有通蒸汽管路，所述通蒸汽管路与蒸汽发生器的蒸汽导出连接软管连接。
使用时，将农林废弃物分类收集，控制水分在15%左右，粉碎，造粒；然后将所得农林废弃物颗粒放入炭化炉体内，在相对厌氧的状态下控制电加热棒进行加热闷烧，在300℃~700℃范围内某一特定条件下热解，炭化成不同要求的生物炭，完成后旋转悬臂，向下移动出料板，将生物炭下料至出料仓内，冷却得到生物炭。若将生物炭进一步活化成生物质活性炭，则将生物炭生产装置与蒸汽发生器连接的蒸汽阀门Ⅰ和蒸汽阀门Ⅱ打开，通入蒸汽，将生物炭继续炭化同时通入稳定水蒸汽至某一特定时长，冷却后获得符合要求的生物质活性炭。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
1、通过控制炭化炉的运行温度及时间，可获得不同条件下的生物炭及粗制木醋液，便于控制机制生物炭的品质，木醋液进行提取和简单加工，可进行出售，提高总体经济收益。
2、整体炭化过程产物被完全利用或消耗，无二次污染，没有废液废气产生，生产过程环保，无污染风险。
3、通过控制蒸汽发生器的炉内温度及压力，可便于控制蒸汽发生器的加热开关，避免造成因过度加热导致蒸汽发生器炉内干烧，造成蒸汽发生器的零件损坏。
本实用新型设计合理，为生物炭制备装置配备了专用的蒸汽发生器，进一步也解决了当前城市园林废弃物和农村地区农业废弃物处置难问题，避免环境再次污染，又充分发挥生物炭可修复和改良土壤，促进植物生长等优点，具有很好的实际应用及推广价值。
附图说明
图1表示蒸汽发生器的结构示意图。
图2表示炭化生产装置的结构示意图。
图中：1-炭化炉体，2-出料仓，3-保温层，4-炉盖，5-出料板，6-支撑套筒，7-支撑螺杆，8-悬臂，9-温度传感器，10-电加热中控装置，11-烟气管路，12-冷凝装置，13-粗制木醋液收集装置，14-废气排放管，15-循环冷却水进水管，16-循环冷却水出水管，17-循环水泵，18-循环水储水箱，19-通蒸汽管路，20-锁紧螺母，21-蒸汽发生炉，22-温度计，23-蒸汽排气管，24-压力传感器，25-蒸汽导出管，26-金属保护管，27-蒸汽导出软管，28-透视水位计，29-进水口，30-支架，31-蒸汽控制器，32-电加热棒，33-传感导线，34-进水口阀口，35-排气阀门，36-蒸汽阀门Ⅰ，37-蒸汽阀门Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。
一种机制生物炭生产系统，包括蒸汽发生器和生物炭生产装置。
蒸汽发生器包括蒸汽发生炉、温度计、蒸汽排气管道、压力传感器、蒸汽导出管、金属保护管、蒸汽导出软管、透视水位计、进水口、支架、蒸汽控制器、电加热棒等。
具体连接关系如图1所示，蒸汽发生器包括蒸汽发生炉21，蒸汽发生炉21顶部的蒸汽出口并接有蒸汽排气管23和蒸汽导出管25，蒸汽排气管23上安装排气阀门35，防止蒸汽发生炉21内压力过高。蒸汽导出管25上安装蒸汽阀门Ⅰ36，蒸汽导出管25连接蒸汽导出软管27，与用蒸汽设备连接。
如图1所示，蒸汽发生炉21顶部安装温度计22和压力传感器24，压力传感器24通过传感导线33连接蒸汽控制器31，传感导线33位于金属保护管26内，蒸汽控制器31为设备电子中枢，控制电源、加热等开关。蒸汽发生炉21底部设有进水口阀门34，通入产生蒸汽的水；蒸汽发生炉21内底部设有至少两根电加热棒32，电加热棒32通过蒸汽控制器31控制。
如图1所示，蒸汽发生炉21侧面设有透视水位计28，便于观察蒸汽发生器仓内水位变化。
上述蒸汽发生器下部必要时需设置支撑支架；蒸汽发生器主体外部必要时可以装有保温层。
具体实施时，蒸汽发生器主体包括蒸汽发生炉、底端与进水管相连、蒸汽发生炉内部有两只电加热棒，上部与蒸汽排气管道、温度计、压力传感器相连。上部蒸汽排气管道与蒸汽导出管相连，可通过蒸汽导出管实施放气，蒸汽导出管另与蒸汽导出软管相连，蒸汽导出软管可与其他需用蒸汽设备（炭化炉体1）连接，主要用在生物质活性炭的工业制备方向。温度计探头位于蒸汽发生器内部上层约4\/5高度处，以实时监测仓内蒸汽温度，温度计可拆卸，易于更换及调整；压力传感器探头同样位于蒸汽发生器内部上层约4\/5高度处，压力传感器通过一根传感线与蒸汽控制器相连，实现蒸汽发生器内压力的可控性。
生物炭生产装置包括温度传感器、炭化炉体、出料仓、冷凝装置、电加热中控装置、液体收集器、循环水泵、烟气排出管道等。
具体连接关系如图2所示，包括炭化炉体1，炭化炉体1的炉壁为夹层结构、其内安装有电加热棒，炭化炉体1的炉壁外设有保温层3；炭化炉体1顶部设有炉盖4、底面设有出料板5，出料板5上表面为斜面，利于出料；炭化炉体1底部安装有出料仓2，出料仓2内固定有支撑套筒6，支撑套筒6内螺纹安装有支撑螺杆7，支撑螺杆7顶部通过轴承连接于出料板5底面、其底部安装有悬臂8；需要出料时，通过悬臂8转动支撑螺杆7，支撑螺杆7沿支撑套筒6进行上下直线运动，将斜面出料板5向下运动而打开炭化炉体1底部，进行出料；出料完成后，斜面出料板5反向运动重新将炭化炉体1底部闭合；而且支撑螺杆7上还设有锁紧螺母20，通过旋拧锁紧螺母20紧靠支撑套筒6下端，将支撑螺杆7锁紧。另外，出料仓2的仓壁上还可以设有可视窗口，用于观察出料情况。
如图2所示，炭化炉体1上部和中部均安装有温度传感器9或者温度计，出料仓2内安装有温度传感器9或者温度计；温度传感器9与电加热中控装置10连接，可以自动控制设定温度，电加热中控装置位于冷凝装置外，电加热中控装置10控制电加热棒，以保证炭化特定温度和特定时间的生物炭，也可以单独设置温度计，温度计无需与电加热中控装置10相连。
如图2所示，炭化炉体1内顶部连接有烟气管路11，烟气管路11与冷凝装置12的管程进口连接，冷凝装置12的管程出口连接粗制木醋液收集装置13，冷凝装置13的壳程进口连接循环冷却水进水管15、其壳程出口连接循环冷却水出水管16，接循环冷却水进水管15和循环冷却水出水管16与位于循环水储水箱18内的循环水泵17连接。
如图2所示，粗制木醋液收集装置13的进口设有废气排放管14，废气排放管孔径范围为1cm，所排烟气直接进行点燃。粗制木醋液收集装置13可进行粗制木醋液的集中收集，简单加工即可出售。
如图2所示，炭化炉体1下部还设有通蒸汽管路19，即炭化炉下部预留一部分管道，通蒸汽管路19与蒸汽导出软管27连接，而且通蒸汽管路19上也可以安装有蒸汽阀门Ⅱ37。可依据向炉内输送水蒸气的方式将生物炭转化为生物质活性炭，备用管道以阀门控制开关。
上述所有炭化机装置下部必要时需设置支撑支架。
具体实施时，炭化装置主体包括炭化炉体、出料仓、电加热棒，炭化炉体底端与生物炭出料仓相连。炭化炉体上端设有圆形进料口，进料口尺寸略小于炭化炉仓体截面积；温度传感探头分别位于炭化炉炉仓内中部、炭化炉炉仓内下部、出料仓内，以实时监测炭化炉内温度及出料仓内，温度传感器可拆卸，易于更换及调整；生物炭出料仓与炭化炉体底部之间设有可通过摇杆调节的上下移动开关门，用于炭化炉的密闭和出料；出料仓不设置保温层，可进行生物炭自然冷却。
应当指出，对于本技术领域的一般技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和应用，这些改进和应用也视为本实用新型的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920050188.9
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:11(北京)
授权编号:CN209584114U
授权时间:20191105
主分类号:C10B 53/02
专利分类号:C10B53/02;F22B1/28
范畴分类:22E;
申请人:轻工业环境保护研究所
第一申请人:轻工业环境保护研究所
申请人地址:100089 北京市海淀区西三环北路27号
发明人:王妍;白加德;张成梁;姚晶晶;郝润琴;荣立明
第一发明人:王妍
当前权利人:轻工业环境保护研究所
代理人:朱源;武建云
代理机构:14100
代理机构编号:太原科卫专利事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计