生物质炭、气、油与木醋液联产系统及联产方法

专利名称：生物质炭、气、油与木醋液联产系统及联产方法
技术领域：
本发明属于生物质炭、气、油与木醋液联产技术领域，尤其是涉及一种生物质炭、 气、油与木醋液联产系统及联产方法。
背景技术：
社会发展过程中带来了大量能源需求的增加，一次能源(如煤、石油等)供应的压 力与人类环保意识的增强，使得可再生资源得到国内外科学家的广泛关注。生物质具有分 布广、可持续供应、转化方便等特点，十分适合我国国情，具有广泛的应用前景。但是现如今 市场上所存在的生物质炭、气、油与木醋液联产系统及其相应的联产方法均不成熟，且功能 不完善，实际应用过程中还存在诸多问题需进一步解决和完善。

发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计合 理、加工制作方便、安装布设简单且使用操作简便、使用效果好的生物质炭、气、油与木醋液 联产系统。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种生物质炭、气、油与木醋液 联产系统，其特征在于包括生物质干馏釜、对生物质干馏釜内所装草木原料进行高温炭 化的高温加热炉、对所述草木原料高温炭化过程中所产生的混合气一进行冷却且同步对所 述混合气一进行气液分离并相应获得混合气二和混合液的水冷装置、对经水冷装置冷却后 所获得的混合气二进行水洗并相应获得木煤气的水洗装置、对经水冷装置气液分离出来的 所述混合液中的木醋液和木焦油进行分离的液态分离装置、对所述木煤气进行存储的储气 罐、水环式真空泵和与水环式真空泵相接的压缩机以及分别用于存储木焦油和木醋液的木 焦油存储罐和木醋液存储罐，所述生物质干馏釜安装在高温加热炉的炉膛上，所述生物质 干馏釜上设置有混合气出口一，水冷装置上设置有混合气进口二、混合气出口二和混合液 出口二，水洗装置上设置有混合气进口三和水洗出口三，液态分离装置上设置有进液口、木 焦油出口和木醋液出口 ；所述生物质干馏釜的混合气出口一通过连接管道一与水冷装置的 混合气进口二相接，水冷装置的混合气出口二通过连接管道二与水洗装置的混合气进口三 相接，水洗装置的水洗出口三通过连接管道三与储气罐相接，水冷装置的混合液出口二通 过连接管道四与液态分离装置的进液口相接，液态分离装置的木焦油出口和木醋液出口分 别通过连接管道五和连接管道六与木焦油存储罐和木醋液存储罐相接；所述连接管道一上 装有抽真空控制阀，连接管道二上装有水洗控制阀，连接管道三装有储气控制阀，连接管道 五和连接管道六上分别装有木焦油存储控制阀和木醋液存储控制阀，连接管道四上安装有 控制阀门；所述生物质干馏釜与高温加热炉之间安装有放空管道，所述放空管道的一端与 混合气出口一相接且其另一端通入高温加热炉内部进行助燃，高温加热炉的炉体上对应设 置有与其内部相通且用于安装放空管道的安装口，放空管道上安装有放空阀，且放空管道 形成生物质干馏釜与高温加热炉之间的热循环系统；所述生物质干馏釜和高温加热炉组成对草木原料进行干蒸热解与高温炭化并相应生成混合气一的高温反应系统，水冷装置和水 洗装置组成依次对所述混合气一进行冷却、水洗和气液分离的中间处理系统一，液态分离 装置为对经水冷装置和水洗装置气液分离出来的所述混合液进行分离并相应获得木焦油 和木醋液的中间处理系统二；所述水环式真空泵安装在连接管道三上。上述生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征是还包括控制器以及分别与控 制器相接的显示器和参数设置单元；所述生物质干馏釜包括釜体和密封扣装在釜体上的釜 盖，釜体内设置有导热笼；所述导热笼上设置有对釜体内的温度进行实时检测的温度测试 装置，所述温度测试装置与控制器相接；所述高温加热炉包括由多块耐火砖砌成的圆柱状 炉体、均勻布设在所述圆柱状炉体上的一层2cm 5cm厚的硅酸铝保温棉层和同轴布设在 所述圆柱状炉体内部的圆柱状炉体导热内衬组成，所述硅酸铝保温棉层与所述圆柱状炉体 导热内衬之间填充有一层厚度为IOcm士3cm的砂层；所述圆柱状炉体外侧还设置有由控制 器进行控制的鼓风机，与鼓风机相接的鼓风管通入所述圆柱状炉体内部；所述高温加热炉 为木煤气炉且所述木煤气炉所用的燃料为存储在储气罐内的木煤气，所述木煤气炉的燃烧 器布设在所述圆柱状导热内壳的内侧底部且所述燃烧器的供气口通过输气管道与储气罐 的出气口相接，所述输气管道上装有由控制器进行控制的输气控制阀门，所述输气控制阀 门与控制器相接。上述生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征是所述水冷装置包括外部壳体 二，外部壳体二的内腔通过上隔板和下隔板分成上、中和下三个腔体，其中下隔板下部的腔 体为分流仓，混合液出口二布设在分流仓底部；上隔板和下隔板之间的腔体为内部装有冷 却液的冷却仓，冷却仓侧壁的上下两侧分别设置有冷却液进口和冷却液出口 ；上隔板上部 的腔体通过竖向隔板分成左右两个腔体，竖向隔板左右两侧的两个腔体分别为进料仓二和 出料仓二，混合气进口二和混合气出口二分别布设在进料仓二和出料仓二上；所述冷却仓 内部布设有多根连通导管，多根所述连通导管将分流仓与进料仓二和出料仓二连通。上述生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于所述水冷装置的数量为多 个且多个所述水冷装置组成一个对所述混合气一进行逐级冷却和逐级气液分离的多级水 冷系统，所述多级水冷系统中的相邻两级水冷装置之间均通过连通管道相连，其中相邻两 级水冷装置中的上一级水冷装置的混合气出口二与下一级水冷装置的混合气进口二之间 通过连通管道相连，所述多级水冷系统中的第一级水冷装置的混合气进口二通过连接管道 一与混合气出口一相接，所述多级水冷系统中的最后一级水冷装置的混合气出口二通过连 接管道二与水洗装置的混合气进口三相接；多个所述水冷装置的混合液出口二均通过连接 管道四与液态分离装置的进液口相接。上述生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征是所述水洗装置包括外部壳体 三，外部壳体三下部为内部装满水的水洗腔，混合气进口三和水洗出口三均布设在外部壳 体三的侧壁上部，外部壳体三内部设置有水洗输送管，所述水洗输送管的上端与混合气进 口三相接且其下端部插入所述水洗腔内部。上述生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征是所述水洗装置的数量为多个 且多个所述水洗装置组成一个对所述混合气二进行逐级水洗和逐级气液分离的多级水洗 系统，所述多级水洗系统中的相邻两级水洗装置之间均通过连通管道相连，其中相邻两级 水洗装置中的上一级水洗装置的水洗出口三与下一级水洗装置的混合气进口三之间通过连通管道相连，所述多级水洗系统中的第一级水洗装置的混合气进口三通过连接管道二与 最后一级水冷装置的混合气出口二相接，所述多级水洗系统中的最后一级水洗装置的水洗 出口三通过连接管道三与储气罐相接。上述生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征是所述水冷装置和水洗装置共 用一个连接管道四，且水冷装置的混合液出口二通过一个竖向连接管与连接管道四相接， 所述连接管道四呈水平向布设；所述液态分离装置包括分离釜，所述分离釜上部设置有与 连接管道四相连通且与连接管道四布设在同一水平面上的水平向主输入管，水平向主输入 管的输出口与进液口之间通过竖向输入管相接；水平向主输入管的正上方设置有一个水平 向旁通管，所述水平向旁通管的一端通过三通管与水平向主输入管相接且其另一端通过竖 向输入管与进液口相接；所述水平向旁通管与水平向主输入管高出20cm士3cm，所述三通 管与竖向输入管之间的水平向主输入管上装有单向阀；所述木焦油出口包括上木焦油出口 和下木焦油出口，所述上木焦油出口、木醋液出口和下木焦油出口分别布设在分离釜的上、 中和下部侧壁上；所述上木焦油出口和下木焦油出口分别通过连接管道五与木焦油存储罐 相接；所述进液口布设在分离釜的上部。上述生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征是所述液态分离装置的数量为 多个且多个液态分离装置组成对所述混合液中的木醋液和木焦油进行逐级分离的多级液 态分离系统，所述多级液态分离系统中的相邻两级液态分离装置之间均通过连通管道相 连，其中相邻两级液态分离装置中的上一级液态分离装置的木醋液出口与下一级液态分离 装置的进液口之间通过连通管道相连，下一级液态分离装置的进液口布设在分离釜的侧壁 上部，且上一级液态分离装置的上木焦油出口的布设位置高于下一级液态分离装置的进液 口的布设位置。上述生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征是所述储气罐为浮动式储气罐 或固定式储气罐；所述浮动式储气罐包括内部装有水的水井一和倒扣在水井一内部且底部开口的 圆柱状储气罐本体一，所述储气罐本体一底部设置有以储气罐本体一的中心为圆心且沿圆 周方向均勻分布的多根连接杆，相邻两根连接杆之间形成一个进水口，水井一内所装水自 进水口均勻进入储气罐本体一内部且进入储气罐本体一内部的水相应在储气罐本体一内 部形成一个水封一，且所述水封一上部形成一个用于存储木煤气的密闭储气室一，水井一 的底部固定安装有一个竖向布设的中心固定杆，储气罐本体一内部对应设置有一个套装在 中心固定杆上且控制储气罐本体一沿中心固定杆竖直向上移动的固定套管，固定套管的顶 部固定在储气罐本体一的顶部内壁上，与水洗装置的水洗出口三相接的连接管道三由上至 下伸入至水井一内侧底部，所述出气口布设在储气罐本体一顶部；所述固定式储气罐包括内部装有水的水井二和固定倒扣在水井二内部的储气罐 本体二，所述储气罐本体二包括底座、安装在所述底座上的圆柱罐和扣装在所述圆柱罐上 部的罐顶，所述底座上开有多个进水通道，水井二内所装水自所述进水通道进入储气罐本 体二内部且进入储气罐本体二内部的水相应在储气罐本体二内部形成一个水封二，且所述 水封二上部形成一个用于存储木煤气的密闭储气室二，储气罐本体二采用波浪板制成，所 述底座固定在水井二底部且所述底座与水井二的底部之间垫装有垫块，与水洗装置的水洗 出口三相接的连接管道三由上至下伸入至储气罐本体二内侧底部的所述水封二内；所述出气口布设在储气罐本体二顶部。 同时，本发明还公开了一种实现方便、产量高、投入成本低且炭、气与油联产速度 快的生物质炭、气、油与木醋液联产方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、装料将所述草木原料经压实后装入生物质干馏釜内，再采用吊装设备将 装有草木原料的生物质干馏釜吊装至高温加热炉的炉膛上；步骤二、高温炭化启动高温加热炉对装于生物质干馏釜内的草木原料进行高温 加热，高温加热过程中，对生物质干馏釜内的温度T进行实时观测当T < Ttl时，关闭抽真 空控制阀且开启放空阀，通过放空管道将生物质干馏釜内所产生的混合气一送入高温加热 炉的炉膛内部进行助燃，并通过控制高温加热炉使得生物质干馏釜内温度不断向上提升， 所述Ttl = 80°C 100°C ；当K T < Th时，关闭抽真空控制阀且关闭放空阀，并通过控制 高温加热炉使得生物质干馏釜内温度不断向上提升，直至生物质干馏釜内温度升至Th，其 中Th = 430°C 500°C ；当生物质干馏釜内温度升至Th时，则通过控制高温加热炉使得生 物质干馏釜内温度保持在Th，同时关闭放空阀且开启抽真空控制阀、水洗控制阀、储气控制 阀、控制阀门、木焦油存储控制阀和木醋液存储控制阀，进行炭、气和油联产，其联产过程如 下201、水冷及气液分离在水环式真空泵和压缩机的共同作用下，先将所述草木原 料高温炭化过程中所产生的混合气一抽送至水冷装置进行冷却，并将所述混合气一的温度 降至50°C 士 10°C，且通过水冷装置同步对所述混合气一进行气液分离并相应获得混合气 二和混合液，所产生的混合液通过连接管道四送入液态分离装置；202、水洗经水冷装置气液分离后所获得的混合气二在水环式真空泵和压缩机的 共同作用下，被抽送至水洗装置内进行水洗，并相应获得木煤气；203、储气及液态物分离与存储经水洗装置气液分离后所获得的木煤气，在水环 式真空泵和压缩机的共同作用下，被输送至储气罐进行存储；步骤202中进行水洗和步骤三中进行储气及液态物分离与存储过程中，经水冷装 置气液分离后所获得的混合液通过液态分离装置进行液态分离，并相应获得分离后的木焦 油和木醋液，分离后的木焦油和木醋液分别通过连接管道五和连接管道六输送至木焦油存 储罐和木醋液存储罐内进行存储；步骤201、步骤202和步骤203中，应将生物质干馏釜内温度始终保持在Th ；步骤三、高温炭化结束待步骤一中所述装于生物质干馏釜内的草木原料高温炭 化过程结束后，则关闭抽真空控制阀并关闭高温加热炉，并采用吊装设备将生物质干馏釜 自高温加热炉上吊出，且待生物质干馏釜冷却至室温后，打开生物质干馏釜即可获得经高 温炭化后的生物质炭，从而完成生物质炭、气和油的联产过程。本发明与现有技术相比具有以下优点1、设计合理、安装布设方便且各组成单元间连接可靠，使用效果好。2、所用的干馏釜结构设计合理、加工制作简便且使用操作方便、实用价值高，使用 效果好，能对加热笼内的生物质进行快速、全面的加热，缩短了干馏的时间，提高了干馏的 效果，同时加热过程中通过釜体与釜盖扣接处内侧凹槽内装填的泥土进行密封，不仅密封 效果，而且成本低廉，实现方便，为良好的干馏效果提高了保障，且该干馏釜内设置有温度 传感器可对干馏釜内部的温度进行实时控制，同时该干馏釜的釜盖设置有加强筋，增强了釜盖的强度。所采用的水冷装置结构设计合理、安装布设方便且制作成本较低，上下隔板之间所布设的连通导管所具有的良好导热性能与外部冷却仓的冷却液进行换热，从而快速降低 混合气体的温度首先，干馏产生物在进料仓气体压力的作用下沿连通导管竖直向下运动， 且竖直向下运动过程中，与外部冷却仓的冷却液进行换热，进行第一步冷却；当经第一步冷 却后的干馏产生物到达分流仓时，干馏产生物在冷却过程中会产生一部分液体(所述混合 液)，即在冷却过程中能同步进行气液分离，冷却液通过底部出口排出并相应进行液态物分 离；而冷却后的干馏产生物内的气体在顺着连通导管向上运动并从出气口排出，且在向上 运动过程中，气体被进一步冷却，则取得了良好的冷却效果，具有双重冷却功效，因而推广 应用前景广泛。另外，实践中，可根据实际需要对多个水冷装置进行随意组合，并相应组成 多级冷却系统实现逐级冷却。3、所用的液态分离装置结构设计合理，通过高于水平向主输入管的水平向旁通 管，能有效减少流入分离釜内液态物的压差，保证水平向主输入管内一直保持有液态物，不 会产生空气，因而能很好的控制液态物的流量和流速，且利用了液态物内木醋液和木焦油 的比重特性，巧妙的将液态物内的木醋液和木焦油提纯分离；并且可根据提纯纯度需要将 多个液态分离装置随意进行组合且组合简便，并能相应实现多级提纯分离，提纯、分离效果 非常好。4、所采用的水洗装置结构简单、加工制作方便且使用操作简便、使用效果好，实践 中，可根据实际需要对多个水洗装置进行随意组合，并相应组成多级水洗系统实现逐级水 洗。5、所用储气罐包括浮动式和固定式两种，且两种储气罐的结构聚均设计合理、安 装布设方便、投入成本低且存储效果好，安全系数高、工作性能稳定；其中浮动式储气罐通 过中心固定杆和固定套管相配合使用，使得罐体只能竖直向上运动而不会发生倾侧，并且 存储量大且安全系数高，另外在罐体底部和顶部均设置了配重，增强了储气罐的使用安全 性，具有很大的实用价值；而固定式储气罐的侧壁由波浪板制成，不仅加工制作简便，而且 大大增强了侧壁的承受能力，抗压强度大，因而便于推广应用。6、各组成单元之间连接可靠，且能形成一个变废为宝的循环再利用系统，经济效 益和社会效益显著。7、联产方法操作简便、智能化程度高且联产产量高。综上所述，本发明所用生物质炭、气、油与木醋液联产系统设计合理、加工制作方 便、安装布设简单且使用操作简便、使用效果好，所用联产方法实现方便、产量高、投入成 本低且联产速度快、产品纯度较高，因而具有显著的经济效益和社会效益，推广应用前景广 泛。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。


图1为本发明生物质炭、气、油与木醋液联产系统的使用状态参考图。图2为本发明生物质炭、气、油与木醋液联产系统的电路原理框图。图3为本发明生物质干馏釜的结构示意图。
图4为本发明生物质干馏釜内所设置导热笼的结构示意图。图5为本发明水冷装置的结构示意图。 图6为本发明水洗装置的结构示意图。图7为本发明液态分离装置的结构示意图。图8为本发明浮动式储气罐的结构示意图。图9为本发明浮动式储气罐的底部结构示意图。图10为本发明固定式储气罐的结构示意图。图11为本发明采用生物质炭、气、油与木醋液联产系统进行生物质炭、气、油与木 醋液联产的方法流程图。附图标记说明1-生物质干馏釜；1-1-釜体；1-2-导热笼；1-3-热电偶； 1-4-釜盖；1-5-子母扣；1-6-拉环；1-7-加强筋；1-8-拉手；1-9-竖向中心杆；1-10-导热环；1-11-导热条；1-12-横向导热杆；1-13-混合气出口一 ；2-高温加热炉；3-水冷装置；3-1-外部壳体二； 3-3-冷却仓；3-4-连通导管；3-6-出料仓二；3_7_竖向隔板；3-9-进料仓二；3-10-上隔板；3_11_冷却液进口；3-12-冷却液出口； 3-13-下隔板；3-14-分流仓；3-16-混合气进口二 ； 3-17-混合气出口二 ； 3-18-混合液出口二 ；4-水洗装置；4-1-混合气进口三；4-2-水洗出口三；4-4-外部壳体三； 4-5-水洗输送管； 5_储气罐；5-1-出气口；5-10-储气罐本体一；5-11-连接杆；5-12-水井一；5-13-进水口；5-14-密闭储气室一；5-15-中心固定杆；5-16-固定套管； 5-17-支撑斜杆一；5-18-竖直隔板； 5-19-支撑斜杆二； 5-101-环形挡板；5-102-配重物；5-20-储气罐本体二； 5-21-密闭储气室二；5-22-垫块；6-木焦油存储罐； 7_液态分离装置；7-1-进液口 ；7-3-木醋液出口 ； 7-4-分离釜；7-5-水平向主输入管；7-6-水平向旁通管；7_7_三通管；7-8-竖向输入管； 7-9-上木焦油出口 ； 7_10_下木焦油出口 ；8-木醋液存储罐； 9-水环式真空泵； 10-压缩机；11-1-连接管道一 ；11-2-连接管道二 ； 11-3-连接管道三；11-4-连接管道四；11-5-连接管道五；11-6-连接管道六；12-抽真空控制阀；13-水洗控制阀； 14-储气控制阀；15-木焦油存储控制 16-木醋液存储控制 17-控制阀门；阀；阀；18-放空管道；19-放空阀；20-控制器；21-输气管道；22-鼓风机；23-输气控制阀门；
24-显示器；25-参数设置单元；26-竖向连接管；27-单向阀；28-水井二。
具体实施例方式如图1、图2所示的 一种生物质炭、气、油与木醋液联产系统，包括生物质干馏釜1、 对生物质干馏釜1内所装草木原料进行高温炭化的高温加热炉2、对所述草木原料高温炭 化过程中所产生的混合气一进行冷却且同步对所述混合气一进行气液分离并相应获得混 合气二和混合液的水冷装置3、对经水冷装置3冷却后所获得的混合气二进行水洗并相应 获得木煤气的水洗装置4、对经水冷装置3气液分离出来的所述混合液中的木醋液和木焦 油进行分离的液态分离装置7、对所述木煤气进行存储的储气罐5、水环式真空泵9和与水 环式真空泵9相接的压缩机10以及分别用于存储木焦油和木醋液的木焦油存储罐6和木 醋液存储罐8，所述生物质干馏釜1安装在高温加热炉2的炉膛上。所述生物质干馏釜1 上设置有混合气出口一 1-13，水冷装置3上设置有混合气进口二 3-16、混合气出口二 3-17 和混合液出口二 3-18，水洗装置4上设置有混合气进口三4-1和水洗出口三4-2，液态分离 装置7上设置有进液口 7-1、木焦油出口和木醋液出口 7-3。所述生物质干馏釜1的混合气 出口一 1-13通过连接管道一 11-1与水冷装置3的混合气进口二 3-16相接，水冷装置3的 混合气出口二 3-17通过连接管道二 11-2与水洗装置4的混合气进口三4-1相接，水洗装 置4的水洗出口三4-2通过连接管道三11-3与储气罐5相接，水冷装置3的混合液出口二 3-18通过连接管道四11-4与液态分离装置7的进液口 7-1相接，液态分离装置7的木焦油 出口和木醋液出口 7-3分别通过连接管道五11-5和连接管道六11-6与木焦油存储罐6和 木醋液存储罐8相接。所述连接管道一 11-1上装有抽真空控制阀12，连接管道二 11-2上 装有水洗控制阀13，连接管道三11-3装有储气控制阀14，连接管道五11-5和连接管道六 11-6上分别装有木焦油存储控制阀15和木醋液存储控制阀16，连接管道四11-4上安装有 控制阀门17。所述生物质干馏釜1与高温加热炉2之间安装有放空管道18，所述放空管道 18的一端与混合气出口一 1-13相接且其另一端通入高温加热炉2内部进行助燃，高温加热 炉2的炉体上对应设置有与其内部相通且用于安装放空管道18的安装口，放空管道18上 安装有放空阀19，且放空管道18形成生物质干馏釜1与高温加热炉2之间的热循环系统。 所述生物质干馏釜1和高温加热炉2组成对草木原料进行干蒸热解与高温炭化并相应生成 混合气一的高温反应系统，水冷装置3和水洗装置4组成依次对所述混合气一进行冷却、水 洗和气液分离的中间处理系统一，液态分离装置7为对经水冷装置3和水洗装置4气液分 离出来的所述混合液进行分离并相应获得木焦油和木醋液的中间处理系统二。所述水环式 真空泵9安装在连接管道三11-3上。同时，本发明所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统还包括控制器20以及分 别与控制器20相接的显示器24和参数设置单元25。结合图3、图4，所述生物质干馏釜1 包括釜体1-1和密封扣装在釜体1-1上的釜盖1-4，釜体1-1内设置有导热笼1-2。所述导 热笼1-2上设置有对釜体1-1内的温度进行实时检测的温度测试装置，所述温度测试装置 与控制器20相接。本实施例中，所述温度测试装置为热电偶1-3。所述导热笼1-2包括由上至下均勻 布设在釜体1-1内的多个导热环1-10和固定在相邻两个导热环1-10之间的多根竖向导热杆，多个所述导热环1-10的大小相同且均与釜体1-1同轴布设，所述导热1-10呈水平向布 设且内部导热环1-10设置有多根交错布设的横向导热杆1-12。位于最下方的导热环1-10 的底部布设有多个导热条1-11且多个导热条1-11连接组成一个圆形载物平台，所述导热 笼1-2的中部设置有一个竖向中心杆1-9，竖向中心杆1-9的顶端设置有拉手1-8且其与 横向导热杆1-12连接为一体。所述釜盖1-4的中上部设置有拉环1-6，所述混合气出口一 1-13为布设在釜盖1-4上且与釜体1-1内部相通的法兰接口。
所述釜体1-1为圆柱状，釜盖1-4为圆形，且釜体1-1与釜盖1-4之间沿圆周方向 均勻布设的多个子母扣1-5进行密封紧固连接。所述釜盖1-4上设置有沿圆周方向布设有 多根加强筋1-7，所设置的加强筋1-7能有效保证釜盖1-4的强度。实际使用生物质干馏釜1时，将草木原料装入导热笼1-2内的圆形载物平台上，再 用吊装设备将装有草木原料的导热笼1-2吊装入釜体1-1内，并将釜盖1-4通过多个子母 扣1-5密封扣装在釜体1-1上；随后再采用吊装设备将装有草木原料的生物质干馏釜1放 入高温加热炉2中进行高温烧结，开始对生物质进行加热分解，通过混合气出口一 1-13将 干馏产生的气体、蒸气以及固体残渣输出。实际进行加温加热过程中，通过横向导热杆1-12 能有效提高提高对加热笼1-2内生物质进行加热的加热效率，大幅度节省了干馏的时间。 所述加热笼1-2与釜体1-1的形状相配合且加热笼1-2的直径和高度均小于釜体1-1的直 径和高度，有效利用了釜体1-1的内部空间，增大置放原料空间，提高了生产产量。另外，所 述釜盖1-4与釜体1-1之间的连接处设置有密封凹槽，实际使用时，在所述密封凹槽内装入 泥土进行密封，不仅经济实惠，而且密封效果好，有效提高了干馏的效果。所述高温加热炉2包括由多块耐火砖砌成的圆柱状炉体、均勻布设在所述圆柱状 炉体上的一层2cm 5cm厚的硅酸铝保温棉层和同轴布设在所述圆柱状炉体内部的圆柱状 炉体导热内衬组成，所述硅酸铝保温棉层与所述圆柱状炉体导热内衬之间填充有一层厚度 为IOcm士3cm的砂层。所述圆柱状炉体外侧还设置有由控制器20进行控制的鼓风机22， 与鼓风机22相接的鼓风管通入所述圆柱状炉体内部。所述高温加热炉2为木煤气炉且所 述木煤气炉所用的燃料为存储在储气罐5内的木煤气，所述木煤气炉的燃烧器布设在所述 圆柱状导热内壳的内侧底部且所述燃烧器的供气口通过输气管道21与储气罐5的出气口 5-1相接，所述输气管道21上装有由控制器20进行控制的输气控制阀门23，所述输气控制 阀门23与控制器20相接。本实施例中，所述硅酸铝保温棉层的厚度为3cm，所述砂层的厚度为10cm，所述高 温加热炉2的高度为2m。实际生产过程中，可以根据实际具体需要，对硅酸铝保温棉层和砂 层的厚度进行调整，并可根据具体需要对高温加热炉2的高度进行相应调整。结合图5，所述水冷装置3包括外部壳体二 3-1，外部壳体二 3-1的内腔通过上隔 板3-10和下隔板3-13分成上、中和下三个腔体，其中下隔板3-13下部的腔体为分流仓 3-14，混合液出口二 3-18布设在分流仓3-14底部。所述上隔板3_10和下隔板3_13之间的 腔体为内部装有冷却液的冷却仓3-3，冷却仓3-3侧壁的上下两侧分别设置有冷却液进口 3-11和冷却液出口 3-12。所述上隔板3-10上部的腔体通过竖向隔板3-7分成左右两个腔 体，竖向隔板3-7左右两侧的两个腔体分别为进料仓二 3-9和出料仓二 3-6，混合气进口二 3-16和混合气出口二 3-17分别布设在进料仓二 3-9和出料仓二 3_6上。所述冷却仓3_3 内部布设有多根连通导管3-4，多根所述连通导管3-4将分流仓3-14与进料仓二 3-9和出料仓二 3-6连通。 实际使用过程中，所述水冷装置3的数量为多个且多个所述水冷装置3组成一个 对所述混合气一进行逐级冷却和逐级气液分离的多级水冷系统，所述多级水冷系统中的相 邻两级水冷装置3之间均通过连通管道相连，其中相邻两级水冷装置3中的上一级水冷装 置3的混合气出口二 3-17与下一级水冷装置3的混合气进口二 3-16之间通过连通管道相 连，所述多级水冷系统中的第一级水冷装置3的混合气进口二 3-16通过连接管道一 11-1 与混合气出口一 1-13相接，所述多级水冷系统中的最后一级水冷装置3的混合气出口二 3-17通过连接管道二 11-2与水洗装置4的混合气进口三4-1相接。多个所述水冷装置3 的混合液出口二 3-18均通过连接管道四11-4与液态分离装置7的进液口 7-1相接。实际使用过程中，可以根据实际需要对水冷装置3的数量进行相应调整，本实施 例中，所述水冷装置3的数量为两个且两个水冷装置3对应组成一个两级水冷系统。所述水冷装置3实际使用过程中，所述混合气一(即生物质干馏产生物)通过混 合气进口二 3-16输入进料仓二 3-9并通过进料仓二 3-9 —侧的连通导管3-4竖直向下流 动至分流仓3-14，所述混合气一经冷却仓3-3竖直向下流动过程中，冷却仓3-3内部的冷却 液同步对所述混合气一进行冷却，具体而言，所述混合气一借助连通导管3-4的导热性与 冷却液发生热交换，从而快速有效地将所述混合气一的温度降低，达到冷却的目的。当所述 混合气一到达分流仓3-14时，所述混合气一经冷却后会产生一部分液体(即所述混合液)， 所述混合液再通过混合液出口二 3-18流出并通过连接管道四11-4送入液态分离装置7进 行液态物分离；所述混合气一中剩余的混合气二再由出料仓二 3-6 —侧的连通导管3-4竖 直向上流动并进入出料仓二 3-6，最后从混合气出口二 3-17输出，同样在所述混合气二竖 直向上流动过程中，所述混合气二与冷却仓3-3内的冷却液再次发生换热，从而进一步冷 却所述混合气二。本实施例中，所述冷却液进口 3-11的布设位置高于冷却液出口 3-12的布设位置， 因而冷却液在冷却仓3-3内是向下不断流动的，当冷却液吸收所述混合气一的热量而温度 升高时通过冷却液出口 3-12排出，同时从冷却液进口 3-11再补充温度较低的冷却液，通过 将冷却液进口 3-11布设高于冷却液出口 3-12的位置，能够完成冷却液在冷却仓3-3内良 好的循环流动。所述冷却仓3-3为圆柱形，分流仓3-14为圆锥形且其直径由上至下逐渐缩 小。本实施例中，所述冷却液为水，且冷却液进口 3-11通过冷水管道与水源相接，冷 却液出口 3-12通过热水管道输送至需使用热水的地方，因而能带来大量附加经济价值。将 所述分流仓3-14设计为锥形，可实现所述混合气经冷却后，产生的一部分液体(即所述混 合液)在分流仓3-14中能快速汇集，且采用锥形设计，能节省制作材料，降低制作成本。结合图6，所述水洗装置4包括外部壳体三4-4，外部壳体三4-4下部为内部装满 水的水洗腔，混合气进口三4-1和水洗出口三4-2均布设在外部壳体三4-4的侧壁上部，夕卜 部壳体三4-4内部设置有水洗输送管4-5，所述水洗输送管4-5的上端与混合气进口三4-1 相接且其下端部插入所述水洗腔内部。本实施例中，所述外部壳体三4-4的上部结构为圆 柱状且所述水洗腔为圆锥形。所述水洗腔内所装水中布设有对所述混合气二进行脱酸的碱性物质，例如石灰石。
所述水洗装置4的数量为多个且多个所述水洗装置4组成一个对所述混合气二进 行逐级水洗和逐级气液分离的多级水洗系统，所述多级水洗系统中的相邻两级水洗装置4 之间均通过连通管道相连，其中相邻两级水洗装置4中的上一级水洗装置4的水洗出口三 4-2与下一级水洗装置4的混合气进口三4-1之间通过连通管道相连，所述多级水洗系统中 的第一级水洗装置4的混合气进口三4-1通过连接管道二 11-2与最后一级水冷装置3的 混合气出口二 3-17相接，所述多级水洗系统中的最后一级水洗装置4的水洗出口三4-2通 过连接管道三11-3与储气罐5相接。实际使用过程中，可以根据实际需要对水洗装置4的数量进行相应调整，本实施 例中，所述水洗装置4的数量为两个且两个水洗装置4对应组成一个两级水洗系统。 本实施例中，所述水冷装置3和水洗装置4共用一个连接管道四11-4，且水冷装置 3的混合液出口二 3-18通过一个竖向连接管26与连接管道四11-4相接，所述连接管道四 11-4呈水平向布设。结合图7，所述液态分离装置7包括分离釜7-4，所述分离釜7_4上部设置有与连 接管道四11-4相连通且与连接管道四11-4布设在同一水平面上的水平向主输入管7-5，水 平向主输入管7-5的输出口与进液口 7-1之间通过竖向输入管7-8相接。所述水平向主输 入管7-5的正上方设置有一个水平向旁通管7-6，所述水平向旁通管7-6的一端通过三通管 7-7与水平向主输入管7-5相接且其另一端通过竖向输入管7-8与进液口 7-1相接。所述 水平向旁通管7-6与水平向主输入管7-5高出20cm士3cm，所述三通管7_7与竖向输入管 7-8之间的水平向主输入管7-5上装有单向阀27。所述木焦油出口包括上木焦油出口 7-9 和下木焦油出口 7-10，所述上木焦油出口 7-9、木醋液出口 7-3和下木焦油出口 7-10分别 布设在分离釜7-4的上、中和下部侧壁上。所述上木焦油出口 7-9和下木焦油出口 7-10分 别通过连接管道五11-5与木焦油存储罐6相接。所述进液口 7-1布设在分离釜7-4的上 部。所述液态分离装置7的数量为多个且多个液态分离装置7组成对所述混合液中的 木醋液和木焦油进行逐级分离的多级液态分离系统，所述多级液态分离系统中的相邻两级 液态分离装置7之间均通过连通管道相连，其中相邻两级液态分离装置7中的上一级液态 分离装置7的木醋液出口 7-3与下一级液态分离装置7的进液口 7-1之间通过连通管道相 连，下一级液态分离装置7的进液口 7-1布设在分离釜7-4的侧壁上部，且上一级液态分离 装置7的上木焦油出口 7-9的布设位置高于下一级液态分离装置7的进液口 7-1的布设位 置。本实施例中，所述分离釜7-4的中部和上部均为圆柱状，分离釜7-4的下部为圆锥状。 多个液态分离装置7的下木焦油出口 7-10共用一个水平向连接管道五11-5。本实施例中，所述液态分离装置7的数量为两个且两个液态分离装置7组成对所 述混合液中的木醋液和木焦油进行逐级分离的两级液态分离系统。实际使用时，由于水平向主输入管7-5与水冷装置3的混合液出口二 3-18相连 接，则关闭单向阀27后，三通管7-7与竖向输入管7-8之间的水平向主输入管7-5被阻断， 于是混合液只能经过三通管7-7输至水平向旁通管7-6，然后从水平向旁通管7-6经竖向输 入管7-8输入到第一级液态分离装置7的分离釜7-4内，由于水平向旁通管7-6位于水平 向主输入管7-5上方，即水平向旁通管7-6的位置高于水平向主输入管7-5的布设位置，采 用此种布设方式后，可以有效减小液态物即所述混合液流入第一级液态分离装置7的分离釜7-4内的流量和流速，减小了流入第一级液态分离装置7的分离釜7-4内液态物的压差，保证了连接管道四11-4与三通管7-7之间的水平向主输入管7-5内一直保持有液态物，不 会产生空气，能很好地控制液态物的流量和流速；当液态物即将流完时，再打开单向阀27， 即接通整个水平向主输入管7-5，此时液态物直接经水平向主输入管7-5和竖向输入管7-8 进入第一级液态分离装置7的分离釜7-4内。当液态物即所述混合液进入第一级液态分离 装置7的分离釜7-4内后，利用比重不同自行在第一级液态分离装置7的分离釜7-4内进 行上下分离，其中一部分木焦油(内部还有胶状物质)上浮至分离釜7-4上部，而绝大部分 木焦油下沉至分离釜7-4底部，木醋液在位于分离釜7-4中部，待自动分离结束后，分别通 过上木焦油出口 7-9、下木焦油出口 7-10和木醋液出口 7-3将自行分离的木焦油和木醋酸 分别输出并分别送至木焦油存储罐6和木醋液存储罐8内进行存储。另外，由于连接管道 五11-5和连接管道六11-6上分别装有木焦油存储控制阀15和木醋液存储控制阀16，则可 简单方便控制输出流量，综上，液态分离装置7利用木焦油和木醋液自身的比重特性将混 合液中的木焦油和木醋液进行分离，使用起来非常便利。实际进行分离时，为分离出更纯的木醋酸，则设置第二级液态分离装置7，具体而 言，第一级液态分离装置7的木醋液出口 7-3与第二级液态分离装置7的进液口 7-1通过 连通管道相接，将经第一级液态分离装置7分离出来的木醋液进行进一步液态分离且将其 中残留的木焦油在第二级液态分离装置7中进一步分离出来，同样上浮的木焦油通过上木 焦油出口 7-9输至木焦油存储罐6，下沉的木焦油通过下木焦油出口 7-10输至木焦油存储 罐6，中部的木醋液通过木醋液出口 7-3输至木醋液存储罐8。通过两级液态分离系统对混 合液的二次提纯分离后，得到了纯度较高的木焦油和木醋液。所述储气罐5为浮动式储气罐或固定式储气罐。实际使用过程中，可以根据实际 需要具体选择。结合图8、图9，所述浮动式储气罐包括内部装有水的水井一 5-12和倒扣在水井一 5-12内部且底部开口的圆柱状储气罐本体一 5-10，所述储气罐本体一 5-10底部设置有以 储气罐本体一 5-10的中心为圆心且沿圆周方向均勻分布的多根连接杆5-11，相邻两根连 接杆5-11之间形成一个进水5-13，水井一 5-12内所装水自进水5_13均勻进入储气罐本体 一 5-10内部且进入储气罐本体一 5-10内部的水相应在储气罐本体一 5-10内部形成一个 水封一，且所述水封一上部形成一个用于存储木煤气的密闭储气室一 5-14，水井一 5-12的 底部固定安装有一个竖向布设的中心固定杆5-15，储气罐本体一 5-10内部对应设置有一 个套装在中心固定杆5-15上且控制储气罐本体一 5-10沿中心固定杆5-15竖直向上移动 的固定套管5-16，固定套管5-16的顶部固定在储气罐本体一 5-10的顶部内壁上，与水洗装 置4的水洗出口三4-2相接的连接管道三11-3由上至下伸入至水井一 5-12内侧底部，所 述出气口 5-1布设在储气罐本体一 5-10顶部。本实施例中，所述连接管道三11-3伸入至水井一 5-12内的管道节段为进气管道， 且所述进气管道固定在中心固定杆5-15上。所述中心固定杆5-15的下部四周布设有对中 心固定杆5-15进行支撑的支撑斜杆一 5-17，所述支撑斜杆一 5-17的上端部固定在中心固 定杆5-15上且其下端部固定在水井一 5-12底部。所述储气罐本体一 5-10中下部设置有 一个由水平隔板和竖直隔板5-18围成且内部装有水或配重物的配重腔，竖直隔板5-18上 部与固定套管5-16之间通过多根支撑斜杆二 5-19进行连接。所述储气罐本体一 5-10正上方设置有一个环形挡板5-101，所述环形挡板5-101内部装有配重物5-102。通过所述配 重腔及布设在所述配重腔内的水或配重物，从而给所述浮动式储气罐进行配重，从而进一 步增强了浮动的安全性，且实现方便，配重简单。所述配重物5-102为碎石等，则能给所述浮动式储气罐进行配重，进一步增强了 浮动的安全性。
结合图10，所述固定式储气罐包括内部装有水的水井二 28和固定倒扣在水井二 28内部的储气罐本体二 5-20，所述储气罐本体二 5-20包括底座、安装在所述底座上的圆柱 罐和扣装在所述圆柱罐上部的罐顶，所述底座上开有多个进水通道，水井二 28内所装水自 所述进水通道进入储气罐本体二 5-20内部且进入储气罐本体二 5-20内部的水相应在储气 罐本体二 5-20内部形成一个水封二，且所述水封二上部形成一个用于存储木煤气的密闭 储气室二 5-21，储气罐本体二 5-20采用波浪板制成，所述底座固定在水井二 28底部且所述 底座与水井二 28的底部之间垫装有垫块5-22，与水洗装置4的水洗出口三4-2相接的连 接管道三11-3由上至下伸入至储气罐本体二 5-20内侧底部的所述水封二内。所述出气口 5-1布设在储气罐本体二 5-20顶部。本实施例中，所述罐顶设置有龙骨。实际使用过程中，通过在所述罐顶上搭设龙 骨，增强了罐顶的抗压强度，提高了固定式储气罐的整体抗压强度和稳定性。本实施例中，所述放空阀19、抽真空控制阀12、水洗控制阀13、木焦油存储控制阀 15、木醋液存储控制阀16、控制阀门17和单向阀27均为由控制器20进行控制的电磁控制 阀，且放空阀19、抽真空控制阀12、水洗控制阀13、木焦油存储控制阀15、木醋液存储控制 阀16、控制阀门17和单向阀27均与控制器20相接。所述水环式真空泵9和压缩机10均 由控制器20进行控制且二者均与控制器20相接。因而实际控制非常方便，并且高温炭化过程中，通过热电偶1-3对生物质干馏釜1 的温度进行实时检测，并将所检测温度信号同步上传至控制器20，所述控制器20控制显示 器24对所检测温度值进行同步显示。如图11所示的一种生物质炭、气、油与木醋液联产方法，包括以下步骤步骤一、装料将所述草木原料经压实后装入生物质干馏釜1内，再采用吊装设备 将装有草木原料的生物质干馏釜1吊装至高温加热炉2的炉膛上。本实施例中，将草木原料装入生物质干馏釜1之前，还需采用烘干设备对所述草 木原料进行烘干。将草木原料经压实后装入生物质干馏釜1时，经压实后的所述草木原料 的密度为0. 9g/m3 1. 3g/m3。另外，所述草木原料为草或树枝，且将草装入生物质干馏釜1 之前，还需采用粉碎装置对草进行粉碎，并将草粉碎成Imm 3mm的小段。实际使用过程中，所采用的草木原料为各种农林废弃物，包括树枝、树杆、稻壳、稻 草、锯末、麦秸杆等。步骤二、高温炭化启动高温加热炉2对装于生物质干馏釜1内的草木原料进行高 温加热，高温加热过程中，对生物质干馏釜1内的温度T进行实时观测当Τ< ；时，关闭抽 真空控制阀12且开启放空阀19，通过放空管道18将生物质干馏釜1内所产生的混合气一 送入高温加热炉2的炉膛内部进行助燃，并通过控制高温加热炉2使得生物质干馏釜1内 温度不断向上提升，所述Ttl = 80°C 100°C;当Ttl彡T < Th时，关闭抽真空控制阀12且关 闭放空阀19，并通过控制高温加热炉2使得生物质干馏釜1内温度不断向上提升，直至生物质干馏釜1内温度升至Th，其中Th = 430°C 500°C ；当生物质干馏釜1内温度升至Th时， 则通过控制高温加热炉2使得生物质干馏釜1内温度保持在Th，同时关闭放空阀19且开启 抽真空控制阀12、水洗控制阀13、储气控制阀14、控制阀门17、木焦油存储控制阀15和木 醋液存储控制阀16，进行炭、气和油联产，其联产过程如下201、水冷及气液分离在水环式真空泵9和压缩机10的共同作用下，先将所述草 木原料高温炭化过程中所产生的混合气一抽送至水冷装置3进行冷却，并将所述混合气 一 的温度降至50°C 士 10°C，且通过水冷装置3同步对所述混合气一进行气液分离并相应获得 混合气二和混合液，所产生的混合液通过连接管道四11-4送入液态分离装置7。本实施例中，采用两级水冷系统对所述混合气一进行两级冷却，其中通过第一级 水冷装置3将所述混合气一的温度降至80°C 150°C，再通过第二级水冷装置3将所述混 合气一的温度进一步降至50°C 士 10°C。202、水洗经水冷装置3气液分离后所获得的混合气二在水环式真空泵9和压缩 机10的共同作用下，被抽送至水洗装置4内进行水洗，并相应获得木煤气。203、储气及液态物分离与存储经水洗装置4气液分离后所获得的木煤气，在水 环式真空泵9和压缩机10的共同作用下，被输送至储气罐5进行存储。步骤202中进行水洗和步骤三中进行储气及液态物分离与存储过程中，经水冷装 置3气液分离后所获得的混合液通过液态分离装置7进行液态分离，并相应获得分离后的 木焦油和木醋液，分离后的木焦油和木醋液分别通过连接管道五11-5和连接管道六11-6 输送至木焦油存储罐6和木醋液存储罐8内进行存储。步骤201、步骤202和步骤203中，应将生物质干馏釜1内温度始终保持在Th。本实施例中，1^ = 851，Th = 460°C，实际使用过程中，可根据实际具体需要对Ttl 和Th进行相应调整。步骤三、高温炭化结束待步骤一中所述装于生物质干馏釜1内的草木原料高温 炭化过程结束后，则关闭抽真空控制阀12并关闭高温加热炉2，并采用吊装设备将生物质 干馏釜1自高温加热炉2上吊出，且待生物质干馏釜1冷却至室温后，打开生物质干馏釜1 即可获得经高温炭化后的生物质炭，从而完成生物质炭、气和油的联产过程。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。
权利要求
一种生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于包括生物质干馏釜(1)、对生物质干馏釜(1)内所装草木原料进行高温炭化的高温加热炉(2)、对所述草木原料高温炭化过程中所产生的混合气一进行冷却且同步对所述混合气一进行气液分离并相应获得混合气二和混合液的水冷装置(3)、对经水冷装置(3)冷却后所获得的混合气二进行水洗并相应获得木煤气的水洗装置(4)、对经水冷装置(3)气液分离出来的所述混合液中的木醋液和木焦油进行分离的液态分离装置(7)、对所述木煤气进行存储的储气罐(5)、水环式真空泵(9)和与水环式真空泵(9)相接的压缩机(10)以及分别用于存储木焦油和木醋液的木焦油存储罐(6)和木醋液存储罐(8)，所述生物质干馏釜(1)安装在高温加热炉(2)的炉膛上，所述生物质干馏釜(1)上设置有混合气出口一(1 13)，水冷装置(3)上设置有混合气进口二(3 16)、混合气出口二(3 17)和混合液出口二(3 18)，水洗装置(4)上设置有混合气进口三(4 1)和水洗出口三(4 2)，液态分离装置(7)上设置有进液口(7 1)、木焦油出口和木醋液出口(7 3)；所述生物质干馏釜(1)的混合气出口一(1 13)通过连接管道一(11 1)与水冷装置(3)的混合气进口二(3 16)相接，水冷装置(3)的混合气出口二(3 17)通过连接管道二(11 2)与水洗装置(4)的混合气进口三(4 1)相接，水洗装置(4)的水洗出口三(4 2)通过连接管道三(11 3)与储气罐(5)相接，水冷装置(3)的混合液出口二(3 18)通过连接管道四(11 4)与液态分离装置(7)的进液口(7 1)相接，液态分离装置(7)的木焦油出口和木醋液出口(7 3)分别通过连接管道五(11 5)和连接管道六(11 6)与木焦油存储罐(6)和木醋液存储罐(8)相接；所述连接管道一(11 1)上装有抽真空控制阀(12)，连接管道二(11 2)上装有水洗控制阀(13)，连接管道三(11 3)装有储气控制阀(14)，连接管道五(11 5)和连接管道六(11 6)上分别装有木焦油存储控制阀(15)和木醋液存储控制阀(16)，连接管道四(11 4)上安装有控制阀门(17)；所述生物质干馏釜(1)与高温加热炉(2)之间安装有放空管道(18)，所述放空管道(18)的一端与混合气出口一(1 13)相接且其另一端通入高温加热炉(2)内部进行助燃，高温加热炉(2)的炉体上对应设置有与其内部相通且用于安装放空管道(18)的安装口，放空管道(18)上安装有放空阀(19)，且放空管道(18)形成生物质干馏釜(1)与高温加热炉(2)之间的热循环系统；所述生物质干馏釜(1)和高温加热炉(2)组成对草木原料进行干蒸热解与高温炭化并相应生成混合气一的高温反应系统，水冷装置(3)和水洗装置(4)组成依次对所述混合气一进行冷却、水洗和气液分离的中间处理系统一，液态分离装置(7)为对经水冷装置(3)和水洗装置(4)气液分离出来的所述混合液进行分离并相应获得木焦油和木醋液的中间处理系统二；所述水环式真空泵(9)安装在连接管道三(11 3)上。
2.按照权利要求1所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于还包括控 制器(20)以及分别与控制器(20)相接的显示器(24)和参数设置单元(25)；所述生物质 干馏釜(1)包括釜体(1-1)和密封扣装在釜体(1-1)上的釜盖(1-4)，釜体(1-1)内设置 有导热笼(1-2)；所述导热笼(1-2)上设置有对釜体(1-1)内的温度进行实时检测的温度 测试装置，所述温度测试装置与控制器(20)相接；所述高温加热炉(2)包括由多块耐火砖 砌成的圆柱状炉体、均勻布设在所述圆柱状炉体上的一层2cm 5cm厚的硅酸铝保温棉层 和同轴布设在所述圆柱状炉体内部的圆柱状炉体导热内衬组成，所述硅酸铝保温棉层与所 述圆柱状炉体导热内衬之间填充有一层厚度为IOcm士3cm的砂层；所述圆柱状炉体外侧还 设置有由控制器(20)进行控制的鼓风机(22)，与鼓风机(22)相接的鼓风管通入所述圆柱状炉体内部；所述高温加热炉(2)为木煤气炉且所述木煤气炉所用的燃料为存储在储气罐 (5)内的木煤气，所述木煤气炉的燃烧器布设在所述圆柱状导热内壳的内侧底部且所述燃 烧器的供气口通过输气管道(21)与储气罐(5)的出气(5-1)相接，所述输气管道(21)上 装有由控制器(20)进行控制的输气控制阀门(23)，所述输气控制阀门(23)与控制器(20) 相接。
3.按照权利要求1或2所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于所述 水冷装置(3)包括外部壳体二(3-1)，外部壳体二(3-1)的内腔通过上隔板(3-10)和下隔 板(3-13)分成上、中和下三个腔体，其中下隔板(3-13)下部的腔体为分流仓(3-14)，混合 液出口二(3-18)布设在分流仓(3-14)底部；上隔板(3-10)和下隔板(3_13)间的腔体为内 部装有冷却液的冷却仓(3-3)，冷却仓(3-3)侧壁的上下两侧分别设置有冷却液进(3-11) 和冷却液出口(3-12)；上隔板(3-10)上部的腔体通过竖向隔板(3-7)分成左右两个腔体， 竖向隔板(3-7)左右两侧的两个腔体分别为进料仓二(3-9)和出料仓二(3-6)，混合气进口 二(3-16)和混合气出口二(3-17)分别布设在进料仓二(3-9)和出料仓二(3_6)上；所述 冷却仓(3-3)内部布设有多根连通导管(3-4)，多根所述连通导管(3-4)将分流仓(3-14) 与进料仓二(3-9)和出料仓二(3-6)连通。
4.按照权利要求3所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于所述水冷 装置(3)的数量为多个且多个所述水冷装置(3)组成一个对所述混合气一进行逐级冷却 和逐级气液分离的多级水冷系统，所述多级水冷系统中的相邻两级水冷装置(3)之间均通 过连通管道相连，其中相邻两级水冷装置(3)中的上一级水冷装置(3)的混合气出口二 (3-17)与下一级水冷装置(3)的混合气进口二(3-16)之间通过连通管道相连，所述多级水 冷系统中的第一级水冷装置(3)的混合气进口二(3-16)通过连接管道一(11-1)与混合气 出口一(1-13)相接，所述多级水冷系统中的最后一级水冷装置(3)的混合气出口二(3-17) 通过连接管道二(11-2)与水洗装置(4)的混合气进口三(4-1)相接；多个所述水冷装置 (3)的混合液出口二(3-18)均通过连接管道(11-4)与液态分离装置(7)的进液(7-1)相 接。
5.按照权利要求1或2所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于所述 水洗装置(4)包括外部壳体三(4-4)，外部壳体三(4-4)下部为内部装满水的水洗腔，混合 气进口三(4-1)和水洗出口三(4-2)均布设在外部壳体三(4-4)的侧壁上部，外部壳体三 (4-4)内部设置有水洗输送管(4-5)，所述水洗输送管(4-5)的上端与混合气进口三(4-1) 相接且其下端部插入所述水洗腔内部。
6.按照权利要求5所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于所述水洗 装置(4)的数量为多个且多个所述水洗装置(4)组成一个对所述混合气二进行逐级水洗和 逐级气液分离的多级水洗系统，所述多级水洗系统中的相邻两级水洗装置(4)之间均通过 连通管道相连，其中相邻两级水洗装置(4)中的上一级水洗装置(4)的水洗出口三(4-2) 与下一级水洗装置(4)的混合气进口三(4-1)之间通过连通管道相连，所述多级水洗系统 中的第一级水洗装置(4)的混合气进口三(4-1)通过连接管道二(11-2)与最后一级水冷 装置(3)的混合气出口二(3-17)相接，所述多级水洗系统中的最后一级水洗装置(4)的水 洗出口三(4-2)通过连接管道三(11-3)与储气罐(5)相接。
7.按照权利要求1或2所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于所述3水冷装置(3)和水洗装置(4)共用一个连接管道四(11-4)，且水冷装置(3)的混合液出口 二(3-18)通过一个竖向连接管(26)与连接管道四(11-4)相接，所述连接管道四(11-4) 呈水平向布设；所述液态分离装置(7)包括分离釜(7-4)，所述分离釜(7-4)上部设置有与 连接管道四(11-4)相连通且与连接管道四(11-4)布设在同一水平面上的水平向主输入管 (7-5)，水平向主输入管(7-5)的输出口与进液口(7-1)之间通过竖向输入管(7-8)相接； 水平向主输入管(7-5)的正上方设置有一个水平向旁通管(7-6)，所述水平向旁通管(7-6) 的一端通过三通管(7-7)与水平向主输入管(7-5)相接且其另一端通过竖向输入管(7-8) 与进液口(7-1)相接；所述水平向旁通管(7-6)与水平向主输入管(7-5)高出20cm士3cm， 所述三通管(7-7)与竖向输入管(7-8)之间的水平向主输入管(7-5)上装有单向阀(27)； 所述木焦油出口包括上木焦油出口(7-9)和下木焦油出口(7-10)，所述上木焦油出口 (7-9)、木醋液出(7-3)和下木焦油出口(7-10)分别布设在分离釜(7-4)的上、中和下部侧 壁上；所述上木焦油出口(7-9)和下木焦油出口(7-10)分别通过连接管道五(11-5)与木 焦油存储罐(6)相接；所述进液口(7-1)布设在分离釜(7-4)的上部。
8.按照权利要求7所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于所述液态 分离装置(7)的数量为多个且多个液态分离装置(7)组成对所述混合液中的木醋液和木 焦油进行逐级分离的多级液态分离系统，所述多级液态分离系统中的相邻两级液态分离装 置(7)之间均通过连通管道相连，其中相邻两级液态分离装置(7)中的上一级液态分离装 置(7)的木醋液出口(7-3)与下一级液态分离装置(7)的进液(7-1)之间通过连通管道相 连，下一级液态分离装置(7)的进液口(7-1)布设在分离釜(7-4)的侧壁上部，且上一级液 态分离装置(7)的上木焦油出口(7-9)的布设位置高于下一级液态分离装置(7)的进液口 (7-1)的布设位置。
9.按照权利要求1或2所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统，其特征在于所述 储气罐(5)为浮动式储气罐或固定式储气罐；所述浮动式储气罐包括内部装有水的水井一(5-12)和倒扣在水井一(5-12)内部且 底部开口的圆柱状储气罐本体一(5-10)，所述储气罐本体一(5-10)底部设置有以储气罐 本体一(5-10)的中心为圆心且沿圆周方向均勻分布的多根连接杆(5-11)，相邻两根连接 杆(5-11)之间形成一个进水口(5-13)，水井一(5-12)内所装水自进水(5_13)均勻进 入储气罐本体一(5-10)内部且进入储气罐本体一(5-10)内部的水相应在储气罐本体一 (5-10)内部形成一个水封一，且所述水封一上部形成一个用于存储木煤气的密闭储气室一 (5-14)，水井一(5-12)的底部固定安装有一个竖向布设的中心固定杆(5-15)，储气罐本体 一 (5-10)内部对应设置有一个套装在中心固定杆(5-15)上且控制储气罐本体一(5-10) 沿中心固定杆(5-15)竖直向上移动的固定套管(5-16)，固定套管(5-16)的顶部固定在储 气罐本体一(5-10)的顶部内壁上，与水洗装置⑷的水洗出口三(4-2)相接的连接管道三 (11-3)由上至下伸入至水井一(5-12)内侧底部，所述出气口(5-1)布设在储气罐本体一 (5-10)顶部；所述固定式储气罐包括内部装有水的水井二(5-20)和固定倒扣在水井二(5-20)内部 的储气罐本体二(5-20)，所述储气罐本体二(5-20)包括底座、安装在所述底座上的圆柱罐 和扣装在所述圆柱罐上部的罐顶，所述底座上开有多个进水通道，水井二(5-20)内所装水 自所述进水通道进入储气罐本体二(5-20)内部且进入储气罐本体二(5-20)内部的水相应在储气罐本体二(5-20)内部形成一个水封二，且所述水封二上部形成一个用于存储木煤 气的密闭储气室二(5-21)，储气罐本体二(5-20)采用波浪板制成，所述底座固定在水井二 (5-20)底部且所述底座与水井二(5-20)的底部之间垫装有垫块(5-22)，与水洗装置(4) 的水洗出口三(4-2)相接的连接管道三(11-3)由上至下伸入至储气罐本体二(5-20)内侧 底部的所述水封二内；所述出气口(5-1)布设在储气罐本体二(5-20)顶部。
10. 一种利用如权利要求1所述的生物质炭、气、油与木醋液联产系统进行生物质炭、 气、油与木醋液联产的方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、装料将所述草木原料经压实后装入生物质干馏釜(1)内，再采用吊装设备将 装有草木原料的生物质干馏釜(1)吊装至高温加热炉(2)的炉膛上；步骤二、高温炭化启动高温加热炉(2)对装于生物质干馏釜(1)内的草木原料进行高 温加热，高温加热过程中，对生物质干馏釜(1)内的温度T进行实时观测当T < Ttl时，关 闭抽真空控制阀(12)且开启放空阀(19)，通过放空管道(18)将生物质干馏釜(1)内所产 生的混合气一送入高温加热炉(2)的炉膛内部进行助燃，并通过控制高温加热炉(2)使得 生物质干馏釜(1)内温度不断向上提升，所述Tci = SCTC 100°C ；当^!"〈^时，关闭 抽真空控制阀(12)且关闭放空阀(19)，并通过控制高温加热炉(2)使得生物质干馏釜(1) 内温度不断向上提升，直至生物质干馏釜(1)内温度升至Th，其中Tb = 430°C 500°C ；当 生物质干馏釜(1)内温度升至Th时，则通过控制高温加热炉(2)使得生物质干馏釜(1)内 温度保持在Th，同时关闭放空阀(19)且开启抽真空控制阀(12)、水洗控制阀(13)、储气控 制阀(14)、控制阀门(17)、木焦油存储控制阀(15)和木醋液存储控制阀(16)，进行炭、气和 油联产，其联产过程如下[201、水冷及气液分离在水环式真空泵(9)和压缩机(10)的共同作用下，先将所述草 木原料高温炭化过程中所产生的混合气一抽送至水冷装置(3)进行冷却，并将所述混合气 一的温度降至50°C 士 10°C，且通过水冷装置(3)同步对所述混合气一进行气液分离并相应 获得混合气二和混合液，所产生的混合液通过连接管道四(11-4)送入液态分离装置(7)；[202、水洗经水冷装置(3)气液分离后所获得的混合气二在水环式真空泵(9)和压缩 机(10)的共同作用下，被抽送至水洗装置(4)内进行水洗，并相应获得木煤气；[203、储气及液态物分离与存储经水洗装置(4)气液分离后所获得的木煤气，在水环 式真空泵(9)和压缩机(10)的共同作用下，被输送至储气罐(5)进行存储；步骤202中进行水洗和步骤三中进行储气及液态物分离与存储过程中，经水冷装置 (3)气液分离后所获得的混合液通过液态分离装置(7)进行液态分离，并相应获得分离后 的木焦油和木醋液，分离后的木焦油和木醋液分别通过连接管道五(11-5)和连接管道六 (11-6)输送至木焦油存储罐(6)和木醋液存储罐(8)内进行存储；步骤201、步骤202和步骤203中，应将生物质干馏釜(1)内温度始终保持在Th ； 步骤三、高温炭化结束待步骤一中所述装于生物质干馏釜(1)内的草木原料高温炭 化过程结束后，则关闭抽真空控制阀(12)并关闭高温加热炉(2)，并采用吊装设备将生物 质干馏釜(1)自高温加热炉(2)上吊出，且待生物质干馏釜(1)冷却至室温后，打开生物质 干馏釜(1)即可获得经高温炭化后的生物质炭，从而完成生物质炭、气和油的联产过程。
全文摘要
本发明公开了一种生物质炭、气、油与木醋液联产系统及联产方法，其联产系统包括生物质干馏釜、高温加热炉、水冷装置、水洗装置、对经水冷装置气液分离出来的混合液中的木醋液和木焦油进行分离的液态分离装置、储气罐、水环式真空泵和压缩机以及木焦油存储罐和木醋液存储罐；其联产方法包括步骤一、装料；二、高温炭化水冷及气液分离、水洗、储气及液态物分离与存储；三、高温炭化结束获得生物质炭。本发明所用生物质炭、气、油与木醋液联产系统设计合理、加工制作方便、安装布设简单且使用操作简便、使用效果好，所用联产方法实现方便、产量高、投入成本低且联产速度快、产品纯度较高，具有显著的经济效益和社会效益，推广应用前景广泛。
文档编号C10C5/00GK101955780SQ20101028726
公开日2011年1月26日 申请日期2010年9月17日 优先权日2010年9月17日
发明者宋俊豪, 王军, 王康莉, 王有良, 邱翔, 郜国有 申请人:陕西亿鑫生物能源科技开发有限公司