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。
生物质炭、气、油与木醋液联产系统及联产方法
技术领域
[0001] 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
[0002] 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
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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、均匀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10cm±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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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±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。
[0011] 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。
[0012] 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；
[0013] 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匀分布的多根连接杆，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匀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；
[0014] 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。
[0015] 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：
[0016] 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；
[0017] 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＜T0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T0＝80℃～100℃；当T0≤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℃～500℃；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：
[0018] 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℃±10℃，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；
[0019] 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；
[0020] 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；
[0021] 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；
[0022] 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；
[0023] 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。
[0024] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0025] 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。
[0026] 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。
[0027] 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。
[0028] 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。
[0029] 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。
[0030] 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。
[0031] 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。
[0032] 7、联产方法操作简便、智能化程度高且联产产量高。
[0033] 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。
[0034] 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。
附图说明
[0035] 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。
[0036] 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。
[0037] 图3为本发明生物质干馏釜的结构示意图。
[0038] 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。
[0039] 图5为本发明水冷装置的结构示意图。
[0040] 图6为本发明水洗装置的结构示意图。
[0041] 图7为本发明液态分离装置的结构示意图。
[0042] 图8为本发明浮动式储气罐的结构示意图。
[0043] 图9为本发明浮动式储气罐的底部结构示意图。
[0044] 图10为本发明固定式储气罐的结构示意图。
[0045] 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。
[0046] 附图标记说明：
[0047] 1-生物质干馏釜； 1-1-釜体； 1-2-导热笼；
[0048] 1-3-热电偶； 1-4-釜盖； 1-5-子母扣；
[0049] 1-6-拉环； 1-7-加强筋； 1-8-拉手；
[0050] 1-9-竖向中心杆； 1-10-导热环； 1-11-导热条；
[0051] 1-12-横向导热杆；1-13-混合气出口一；2-高温加热炉；
[0052] 3-水冷装置； 3-1-外部壳体二； 3-3-冷却仓；
[0053] 3-4-连通导管； 3-6-出料仓二； 3-7-竖向隔板；
[0054] 3-9-进料仓二； 3-10-上隔板； 3-11-冷却液进口；
[0055] 3-12-冷却液出口； 3-13-下隔板； 3-14-分流仓；
[0056] 3-16-混合气进口二； 3-17-混合气出口二； 3-18-混合液出口二；
[0057] 4-水洗装置； 4-1-混合气进口三； 4-2-水洗出口三；
[0058] 4-4-外部壳体三； 4-5-水洗输送管； 5-储气罐；
[0059] 5-1-出气口； 5-10-储气罐本体一； 5-11-连接杆；
[0060] 5-12-水井一； 5-13-进水口； 5-14-密闭储气室一；
[0061] 5-15-中心固定杆； 5-16-固定套管； 5-17-支撑斜杆一；
[0062] 5-18-竖直隔板； 5-19-支撑斜杆二； 5-101-环形挡板；
[0063] 5-102-配重物； 5-20-储气罐本体二； 5-21-密闭储气室二；
[0064] 5-22-垫块； 6-木焦油存储罐； 7-液态分离装置；
[0065] 7-1-进液口； 7-3-木醋液出口； 7-4-分离釜；
[0066] 7-5-水平向主输入管；7-6-水平向旁通管； 7-7-三通管；
[0067] 7-8-竖向输入管； 7-9-上木焦油出口； 7-10-下木焦油出口；
[0068] 8-木醋液存储罐； 9-水环式真空泵； 10-压缩机；
[0069] 11-1-连接管道一； 11-2-连接管道二； 11-3-连接管道三；
[0070] 11-4-连接管道四； 11-5-连接管道五； 11-6-连接管道六；
[0071] 12-抽真空控制阀； 13-水洗控制阀； 14-储气控制阀；
[0072] 15-木焦油存储控制 16-木醋液存储控制 17-控制阀门；
[0073] 阀； 阀；
[0074] 18-放空管道； 19-放空阀； 20-控制器；
[0075] 21-输气管道； 22-鼓风机； 23-输气控制阀门；
[0076] 24-显示器； 25-参数设置单元； 26-竖向连接管；
[0077] 27-单向阀； 28-水井二。
具体实施方式
[0078] 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。
[0079] 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。
[0080] 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包括由上至下均匀布设在釜体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。
[0081] 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之间沿圆周方向均匀布设的多个子母扣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。
[0082] 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。
[0083] 所述高温加热炉2包括由多块耐火砖砌成的圆柱状炉体、均匀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10cm±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。
[0084] 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。
[0085] 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。
[0086] 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。
[0087] 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。
[0088] 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并通过进料仓二3-9一侧的连通导管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二3-6一侧的连通导管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。
[0089] 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。
[0090] 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。
[0091] 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，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。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。
[0092] 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。
[0093] 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。
[0094] 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。
[0095] 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。
[0096] 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±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。
[0097] 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。
[0098] 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。
[0099] 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。
[0100] 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。
[0101] 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。
[0102] 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匀分布的多根连接杆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均匀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。
[0103] 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。
[0104] 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。
[0105] 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。
[0106] 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。
[0107] 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。
[0108] 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。
[0109] 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：
[0110] 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。
[0111] 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3 3
的密度为0.9g/m ～1.3g/m。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1mm～3mm的小段。
[0112] 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。
[0113] 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＜T0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T0＝80℃～100℃；当T0≤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℃～500℃；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：
[0114] 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℃±10℃，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。
[0115] 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℃～150℃，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℃±10℃。
[0116] 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。
[0117] 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。
[0118] 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。
[0119] 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。
[0120] 本实施例中，T0＝85℃，Th＝460℃，实际使用过程中，可根据实际具体需要对T0和Th进行相应调整。
[0121] 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。
[0122] 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。
