一种蓄热式生物质热解炭化反应系统及方法技术领域
本发明创造属于生物质热解领域，具体涉及一种蓄热式生物质热解炭化反应系统
及方法。
背景技术
我国每年生物质产量巨大，包括农作物秸秆、木屑、树枝在内的各种生物质很多没
有得到有效利用，都只是就地焚烧，造成了很大的污染，并且浪费了大量的资源。采取热解
炭化得到油气和炭资源，是生物质资源化利用的有效途径。目前生物质炭化炉大部分都是
用土窑，只是把生物质放进炉体，部分配氧闷烧，生物炭的产率低，并且产生大量的含有机
物废气，污染环境。同时存在单炉规模都较小，系统效率低，不能连续生产等缺点。如如现有
技术名称为旋转锥热解反应系统的文献（参考朱锡峰《生物质热解原理与技术》），其中，旋
转锥式热解反应器主要由内外两个同心锥共同组成，内锥固定不动，外锥绕轴旋转。生物质
颗粒和经外部加热的惰性热载体如砂子经由内锥中部的孔道喂入到两锥的底部后，由于旋
转离心力的作用，它们均会沿着锥壁作螺旋上升运动。同时，又由于生物质和砂子的质量密
度差异很大，所以，它们作离心运动时的速度也会相差很大，二者之间的动量交换和热量交
换由此得以强烈进行，从而使得生物质颗粒在沿着锥壁作离心运动的同时也在不断地发生
热解反应，当到达锥顶时刚好反应结束而成为炭粒，砂子和炭粒旋离锥壁后落入反应器底
部，热解气引出反应器后立即进行淬冷而获得生物油。该现有技术由于系统采取固体热载
体，涉及到固体热载体的加热、分离等，导致系统工艺流程长，系统故障率较高，工艺流程复
杂；而且旋转锥是转动的，在高温条件下需要特殊设计才能满足，并需要考虑旋转磨损，需
要定期更换，既影响系统的连续性，又带来成本的增加。因此如何设计一种实现连续的炭化
工艺、环保、成本低和产物合理利用的生物质热解系统及方法成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种蓄热式生物质热解炭化反应系统及方
法，该系统利用内置式蓄热式辐射管作为加热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，实现了反
应器温度合理控制，并能够简化辐射管的设计，降低投资成本，结合生物质产物的综合利
用，达到对生物质有效的资源化处理，节能环保，产物得到综合利用且分层蓄热式控制，实
现连续的炭化工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明提出了一种蓄热式生物质热解炭化反应系统，该系统包括：料斗；链板式烘干
机，所述链板式烘干机与所述料斗连接；蓄热式热解反应器，包括：热解室、双蓄热式辐射管
系统、进料口、出料口和热解气出气系统，其中，所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管、蓄
热体、燃气烧嘴、空气风机、烟气风机、空气管线、烟气管线、燃气管线和换向阀，所述热解气
出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出
口、将多个所述热解气出口连接的管路以及位于所述热解反应器下部的热解气导出口，所
述管路的下端与所述热解气导出口连接；其中，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高
度方向多层布置在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐
射管的两端分别与所述热解室的侧壁固定连接；所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式
热解反应器的外壁上，所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入的燃气和空气燃烧，
产生烟气；所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成密闭通道，所述密闭
通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所述辐射管中，并使烟
气通过热解室侧壁直接加热所述热解室；所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟
气管线与所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所
述烟气风机与所述链板式烘干机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所
述链板式烘干机作为烘干热源；冷渣机，包括：冷却进水口、盘管和冷却出水口，所述盘管蜿
蜒设置在所述冷渣机内部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，且
用于将吸收高温半焦的热量升温后的冷却水，送入居民区供暖；冷凝鼓风系统，所述冷凝鼓
风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，
出口与所述净化系统连接；净化系统，所述净化系统分别与所述冷凝鼓风系统和所述燃气
烧嘴连接，用于将可燃气进行净化处理，得到净燃气，并将一部分净化后的净燃气通过所述
燃气管线送入所述燃气烧嘴中作为燃料。
发明人发现，根据本发明实施例的该反应系统，利用内置式蓄热式辐射管作为加
热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，实现了反应器温度合理控制，并能够简化辐射管的设
计，降低投资成本，此外通过增设净燃气回路，进行深度热解炭化反应，结合生物质产物的
综合利用，达到对生物质有效的资源化处理，节能环保，产物得到综合利用且分层蓄热式控
制，实现连续的炭化工艺。
根据本发明的实施例，所述蓄热式热解反应器为立式炉结构。
根据本发明的实施例，所述蓄热体沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布
置，每层包括左右对称的位于所述辐射管两端的两个蓄热体。
根据本发明的实施例，所述换向阀通过空气/烟气管线与蓄热体连接，所述燃气管
线一端连接到所述燃气烧嘴，另一端连接到所述净化系统的净燃气出口。
根据本发明的实施例，所述蓄热体为陶瓷蜂窝体材料，每层的蓄热体为4-8层的辐
射管提供作为加热源的所述烟气。
根据本发明的实施例，所述换向阀根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，
为20-150s，用于使所述双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气。
根据本发明的实施例，所述料斗与所述进料口相连，所述出料口与冷渣机之间设
有半焦输送装置。
根据本发明的实施例，燃气和空气在所述燃气烧嘴中燃烧，产生600-800℃的高温
烟气；所述烟气经所述辐射管后，温度下降至500-700℃，并将所述蓄热体加热到500-650
℃。
在本发明的另一个方面，本发明提供了一种利用前面所述的系统进行生物质热解
炭化的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：a. 将生物质破碎成颗粒筛分送
入链板式烘干机，烟气经烟气风机引入链板式烘干机作为烘干热源，对生物质原料进行烘
干；b. 燃气和空气在一侧的燃气烧嘴中燃烧产生高温烟气，所述高温烟气通过热解室侧壁
直接加热热解室，并把烟气通过蓄热式辐射管内置在热解室中，为热解反应提供热源；所述
高温烟气经所述辐射管后，对另一侧的蓄热体进行加热，最终烟气经所述烟气风机引入链
板式烘干机中；c. 换向阀根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，当换向阀换向后，
所述一侧的燃气烧嘴停止供燃气，而所述另一侧烧嘴开始供燃气燃烧并产生高温烟气，以
使所述双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气，为热解反应提供热源；d. 生物
质原料通过进料口加入到蓄热式热解反应器中，经布置在所述反应器中的辐射管均布和加
热，在所述反应器的热解室中停留一段时间，完成热解炭化过程，移动至热解反应器下端排
出；e.高温半焦通过半焦输送装置排出到冷渣机中，冷却水进入，通过内置的盘管换热，把
半焦冷却后作为生物炭排出，而冷却水通过高温半焦后从常温升高温度，送入居民区供暖；
f.热解气通过设置在相邻两层的所述辐射管之间的多个热解气出口汇集，并从热解反应器
下部的热解气导出口导出，进入所述冷凝鼓风系统，冷凝生成木焦油，冷却后的可燃气进入
所述净化系统，脱除燃气中的杂质气后经所述燃气烧嘴送入辐射管中作为燃料使用，另一
部分燃气作为居民燃气送出。
根据本发明的实施例，所述步骤a中，所述生物质为粒径6-100mm的块状，烟气温度
为150-250℃，烘干生物质的水分小于5%；所述步骤d中，停留时间为30-200min；所述步骤e
中，高温半焦的温度为400-550℃，冷却水温度升至90-95℃；所述步骤f中，热解气温度为
400-500℃。
本发明至少具有以下有益效果：
本发明所述的系统利用内置式蓄热式辐射管作为加热源，通过对蓄热辐射管的合理布
置，实现了反应器温度合理控制，并能够简化辐射管的设计，降低投资成本，此外通过增设
净燃气回路，进行深度热解炭化反应，结合生物质产物的综合利用，达到对生物质有效的资
源化处理，节能环保，产物得到综合利用且分层蓄热式控制，实现连续的炭化工艺。
附图说明
图1为本发明蓄热式生物质热解炭化反应系统结构示意图。
其中，料斗1，链板式烘干机2，蓄热式热解反应器3，热解室4，进料口5，出料口6，辐
射管7，蓄热体8，燃气烧嘴9，空气风机10，烟气风机11，空气管线12，烟气管线13，燃气管线
14，换向阀15，热解气出口16，热解气出口连接管路17，热解气导出口18，冷渣机19，冷却进
水口20，盘管21，冷却出水口22，冷凝鼓风系统23，净化系统24。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本
发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解
为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技
术或条件或者按照产品说明书进行。
本发明提出了一种蓄热式生物质热解炭化反应系统。根据本发明的实施例，图1为
本发明蓄热式生物质热解炭化反应系统结构示意图，该系统包括：料斗1、链板式烘干机2、
蓄热式热解反应器3、冷渣机19、冷凝鼓风系统23和净化系统24；所述链板式烘干机与所述
料斗连接，所述料斗与所述进料口5相连；所述蓄热式热解反应器包括：热解室4、双蓄热式
辐射管系统、进料口5、出料口6和热解气出气系统；所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热
解反应器和净化系统之间，其入口与所述热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接，当
从所述热解气导出口出来的温度为400-500℃的热解气进入冷凝鼓风系统后温度降至22-
30℃，在冷凝鼓风过程中木焦油析出作为清洁油品出售，冷却后的可燃气送入净化系统；所
述净化系统分别与所述冷凝鼓风系统和所述燃气烧嘴连接，用于将可燃气进行净化处理，
得到净燃气，并将一部分净化后的净燃气量大于65%通过所述燃气管线送入所述燃气烧嘴
中作为燃料使用，对生物质原料进行深度热解炭化，另一部分燃气作为居民燃气送出。
发明人发现，根据本发明实施例的该反应系统，利用内置式蓄热式辐射管作为加
热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，实现了反应器温度合理控制，并能够简化辐射管的设
计，降低投资成本，此外通过增设净燃气回路，进行深度热解炭化反应，结合生物质产物的
综合利用，达到对生物质有效的资源化处理，节能环保，产物得到综合利用且分层蓄热式控
制，实现连续的炭化工艺。
根据本发明的实施例，所述蓄热式热解反应器的具体型号和类别不受限制，本发
明优选为立式炉结构。
根据本发明的实施例，所述双蓄热式辐射管系统包括：辐射管7、蓄热体8、燃气烧
嘴9、空气风机10、烟气风机11、空气管线12、烟气管线13、燃气管线14和换向阀15。
根据本发明的实施例，所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且
位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口16、将多个所述热解气出口连接的管路17以及
位于所述热解反应器下部的热解气导出口18，所述管路的下端与所述热解气导出口连接。
根据本发明的实施例，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置
在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别
与所述热解室的侧壁固定连接，当燃气和空气在一侧的燃气烧嘴中燃烧产生高温烟气，所
述高温烟气通过热解室侧壁直接加热热解室，并把烟气通过蓄热式辐射管内置在热解室
中，为热解反应提供热源；所述高温烟气经所述辐射管后，对另一侧的蓄热体进行加热，最
终烟气经所述烟气风机引入链板式烘干机中对生物质原料进行烘干，所述原料通过所述料
斗进入所述热解反应器的上部，在所述原料在移动下落过程中，经过辐射管加热，生物质原
料在隔绝空气的氛围发生热解反应，产生热解气和高温半焦，热解气产生后进入所述热解
气出口，经所述连接管路从所述热解气导出口导出，而热解炭化后的高温半焦通过所述出
料口排出到所述冷渣机，其中辐射管采取双蓄热式结构，系统热效率高，燃烧控制系统数量
少，控制程序简化，另外可以实现多层布置，对热解温度可以灵活调整，实现不同目标热解
产物。
根据本发明的实施例，所述蓄热体左右对称的设置在所述蓄热式热解反应器的外
壁上，根据本发明的一些实施例，所述蓄热体沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布
置，优选的，每层包括左右对称的位于所述辐射管两端的两个蓄热体，每层的蓄热体为4-8
层的辐射管提供作为加热源的所述烟气；所述蓄热体中心设有所述燃气烧嘴，用于使通入
的燃气和空气燃烧，产生烟气，烟气经所述辐射管进入所述热解室中作为加热源提供热解
反应需要的能量，根据本发明的一些实施例，所述蓄热体的具体种类不受限制，本发明优选
为陶瓷蜂窝体材料，其具有单位体积表面大，热稳定好、耐腐蚀等优点。
根据本发明的实施例，所述蓄热式热解反应器外壁与所述热解室的侧壁之间形成
密闭通道，所述密闭通道与所述辐射管连通，用于将所述燃气烧嘴燃烧产生的烟气通入所
述辐射管中，并使烟气通过热解室侧壁直接加热所述热解室。
根据本发明的实施例，所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟气管线与
所述换向阀连接，所述换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所述烟气风
机与所述链板式烘干机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所述链板式
烘干机作为烘干热源。
根据本发明的实施例，所述空气管线的具体种类不受限制，只要能够为燃料提供
助燃空气即可，空气通过所述空气风机经空气管线首先通过所述换向阀，然后进入到所述
蓄热体中的燃气烧嘴与燃气燃烧，产生的600-800℃的高温烟气通入所述辐射管中，所述烟
气经所述辐射管后，温度下降至500-700℃，并将所述蓄热体加热到500-650℃，并使烟气通
过热解室侧壁直接加热所述热解室，作为加热源提供热解反应需要的能量。
根据本发明的实施例，所述烟气管线具体材质和种类不受限制，只要能够将烟气
排出所述反应器即可，本发明所述的烟气管线为烟气排放管道，燃烧产物烟气通过所述烟
气管线经过所述换向阀送入所述烟气风机，将所述蓄热式热解反应器排出烟气送入所述链
板式烘干机，并作为烘干热源，对所述生物质原料进行烘干。
根据本发明的实施例，所述燃气管线的具体种类不受限制，只要能够为燃烧反应
提供燃气即可，所述燃气管线一端连接到所述燃气烧嘴，另一端连接到所述净化系统的净
燃气出口，通过所述冷凝鼓风系统冷却后的可燃气送入净化系统，脱除燃气中的杂质气后
作为大于65%送入辐射管中作为燃料使用，对生物质原料进行深度热解炭化，另一部分燃气
作为居民燃气送出。根据本发明的一些实施例，由于采用高热值燃气，只需要空气单蓄热即
可稳定燃烧。
根据本发明的实施例，所述换向阀通过空气/烟气管线与蓄热体连接，所述换向阀
根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，根据本发明的一些实施例，优选的，本发明的
时间间隔为20-150s，用于使所述双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气；当换
向阀换向后，一侧燃气烧嘴停止供燃气，而另一侧燃气烧嘴开始供燃气燃烧，空气经原先烟
气管线进入另一侧燃气烧嘴，与燃气混合在燃气烧嘴中燃烧，产生的高温烟气通过辐射管
进入热解反应器中，作为加热源提供热解反应需要的能量，烟气经所述辐射管后，烟气温度
下降至500-700摄氏度后经过一侧蓄热体材料，烟气温度进一步下降排出，通过所述烟气管
线送入烟气风机。
根据本发明的实施例，冷渣机包括：冷却进水口20、盘管21和冷却出水口22，根据
本发明的一些实施例，本发明所述盘管的具体种类和形状不受限制，其中种类可以为金属
或非金属材质，只要具有耐高温和耐腐蚀的特点即可，所述盘管蜿蜒设置在所述冷渣机内
部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，当冷却水进入，通过内置
的盘管换热，把半焦冷却至小于60℃作为生物炭排出，而冷却水通过高温半焦后从常温升
至90-95℃，送入居民区供暖，资源再利用，节能环保。根据本发明的一些实施例，所述出料
口与冷渣机之间还可以设有半焦输送装置。
在本发明的另一个方面，本发明提供了一种利用前面所述的系统进行生物质热解
炭化的方法。根据本发明的实施例，该方法包括以下步骤：
a. 将生物质破碎成粒径6-100mm的块状送入链板式烘干机，温度为150-250℃的烟气
经烟气风机引入链板式烘干机作为烘干热源，对生物质原料进行烘干，烘干生物质的水分
小于5%。
根据本发明的实施例，所述链板式烘干机与所述料斗连接，所述料斗与所述进料
口相连；所述空气风机、烟气风机分别经所述空气管线、烟气管线与所述换向阀连接，所述
换向阀和所述燃气管线分别与所述燃气烧嘴连接，并且，所述烟气风机与所述链板式烘干
机连接，用于将从所述蓄热式热解反应器排出的烟气送入所述链板式烘干机作为烘干热
源。
b. 燃气和空气在一侧的燃气烧嘴中燃烧产生600-800℃的高温烟气，所述高温烟
气通过热解室侧壁直接加热热解室，并把烟气通过蓄热式辐射管内置在热解室中，为热解
反应提供热源；所述高温烟气经所述辐射管后，温度下降至500-700℃，对另一侧的蓄热体
进行加热到500-650℃，最终烟气经所述烟气风机引入链板式烘干机中。
根据本发明的实施例，所述辐射管沿所述蓄热式热解反应器的高度方向多层布置
在所述热解室内部，每层具有多根沿水平方向布置的所述辐射管，所述辐射管的两端分别
与所述热解室的侧壁固定连接，当燃气和空气在一侧的燃气烧嘴中燃烧产生高温烟气，所
述高温烟气通过热解室侧壁直接加热热解室，并把烟气通过蓄热式辐射管内置在热解室
中，为热解反应提供热源；所述高温烟气经所述辐射管后，对另一侧的蓄热体进行加热，最
终烟气经所述烟气风机引入链板式烘干机中对生物质原料进行烘干，所述原料通过所述料
斗进入所述热解反应器的上部，在所述原料在移动下落过程中，经过辐射管加热，生物质原
料在隔绝空气的氛围发生热解反应，产生热解气和高温半焦，热解气产生后进入所述热解
气出口，经所述连接管路从所述热解气导出口导出，而热解炭化后的高温半焦通过所述出
料口排出到所述冷渣机，其中辐射管采取双蓄热式结构，系统热效率高，燃烧控制系统数量
少，控制程序简化，另外可以实现多层布置，对热解温度可以灵活调整，实现不同目标热解
产物。
c. 换向阀根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，当换向阀换向后，所述一
侧的燃气烧嘴停止供燃气，而所述另一侧烧嘴开始供燃气燃烧并产生高温烟气，以使所述
双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气，为热解反应提供热源。
根据本发明的实施例，所述换向阀通过空气/烟气管线与蓄热体连接，所述换向阀
根据所述蓄热体温度变化设置换向时间间隔，根据本发明的一些实施例，优选的，本发明的
时间间隔为20-150s，用于使所述双蓄热式辐射管系统的两侧交替进行燃烧-排烟气，当换
向阀换向后，一侧燃气烧嘴停止供燃气，而另一侧燃气烧嘴开始供燃气燃烧，空气经原先烟
气管线进入另一侧燃气烧嘴，与燃气混合在燃气烧嘴中燃烧，产生的高温烟气通过辐射管
进入热解反应器中，作为加热源提供热解反应需要的能量，烟气经所述辐射管后，烟气温度
下降至500-700摄氏度后经过一侧蓄热体材料，烟气温度进一步下降排出，通过所述烟气管
线送入烟气风机。
d. 生物质原料通过进料口加入到蓄热式热解反应器中，经布置在所述反应器中
的辐射管均布和加热，在所述反应器的热解室中停留30-200min，完成热解炭化过程，移动
至热解反应器下端排出。
e. 温度为400-550℃的高温半焦通过半焦输送装置排出到冷渣机中，冷却水进
入，通过内置的盘管换热，把半焦冷却后作为生物炭排出，而冷却水通过高温半焦后从常温
升至90-95℃，送入居民区供暖。
根据本发明的实施例，冷渣机包括：冷却进水口20、盘管21和冷却出水口22，根据
本发明的一些实施例，本发明所述盘管的具体种类和形状不受限制，其中种类可以为金属
或非金属材质，只要具有耐高温和耐腐蚀的特点即可，所述盘管蜿蜒设置在所述冷渣机内
部，所述冷渣机与所述热解反应器的出料口连接，用于冷却半焦，当冷却水进入，通过内置
的盘管换热，把半焦冷却至小于60℃作为生物炭排出，而冷却水通过高温半焦后从常温升
至90-95℃，送入居民区供暖，资源再利用，节能环保。根据本发明的一些实施例，所述出料
口与冷渣机之间还可以设有半焦输送装置。
f. 温度为400-500℃的热解气通过设置在相邻两层的所述辐射管之间的多个热
解气出口汇集，并从热解反应器下部的热解气导出口导出，进入所述冷凝鼓风系统，冷凝生
成木焦油，冷却后的可燃气进入所述净化系统，脱除燃气中的杂质气后经所述燃气烧嘴送
入辐射管中作为燃料使用，对生物质原料进行深度热解炭化，另一部分燃气作为居民燃气
送出。
根据本发明的实施例，所述热解气出气系统包括：设置在所述热解室侧壁上并且
位于相邻两层辐射管之间的多个热解气出口16、将多个所述热解气出口连接的管路17以及
位于所述热解反应器下部的热解气导出口18，所述管路的下端与所述热解气导出口连接。
所述冷凝鼓风系统设置在所述蓄热式热解反应器和净化系统之间，其入口与所述
热解气导出口连接，出口与所述净化系统连接，当从所述热解气导出口出来的温度为400-
500℃的热解气进入冷凝鼓风系统后温度降至22-30℃，在冷凝鼓风过程中木焦油析出作为
清洁油品出售，冷却后的可燃气送入净化系统；所述净化系统分别与所述冷凝鼓风系统和
所述燃气烧嘴连接，用于将可燃气进行净化处理，得到净燃气，并将一部分净化后的净燃气
量大于65%通过所述燃气管线送入所述燃气烧嘴中作为燃料使用，对生物质原料进行深度
热解炭化，另一部分燃气作为居民燃气送出。
生物质蓄热式热解炭化反应工艺流程如下：
经破碎或成型粒径范围6mm-100mm的生物质，经烟气风机引过来的150-250℃的烟气在
链板式烘干机中烘干，直至生物质水分小于5%,然后生物质进入所述反应器中，经热解反应
器中的辐射管的均布和加热后，停留时间为30-200分钟后，温度范围为400-550℃的高温半
焦通过半焦输送装置排出至冷渣机，进入冷渣机中冷却；在冷渣机中，冷却水进入，通过内
置的盘管换热，把半焦冷却至小于60℃作为生物炭排出，而冷却水通过高温半焦后从常温
升至90-95℃，送入居民区供暖；从所述热解气导出口出来的温度为400-500℃的热解气进
入冷凝鼓风系统后温度降至22-30℃，在冷凝鼓风过程中木焦油析出作为清洁油品出售，冷
却后的可燃气送入净化系统，脱除燃气中的杂质气后作为大于65%送入辐射管中作为燃料
使用，对生物质原料进行深度热解炭化，另一部分燃气作为居民燃气送出。
实施案例1：利用蓄热式热解炭化反应系统对生物质原料锯木进行处理，锯末粒径
通过成型为直径6mm的圆柱形，锯末的分析数据、工艺操作参数和物料平衡见表1-表3。从表
3得出的生物炭产率高达45.6%。
表1：锯末分析数据
。
表2：工艺操作参数
序号
参数名称
参数值
序号
参数名称
参数值
1
烘干进气温度
203℃
6
反应器出口温度
505℃
2
烘干出气温度
82℃
7
3
反应器上部温度
700℃
8
4
反应器中部温度
750℃
9
5
反应器下部温度
750℃
10
表3：物料平衡表
。
发明人发现，根据本发明实施例的该反应系统，利用内置式蓄热式辐射管作为加
热源，通过对蓄热辐射管的合理布置，实现了反应器温度合理控制，并能够简化辐射管的设
计，降低投资成本，此外通过增设净燃气回路，进行深度热解炭化反应，结合生物质产物的
综合利用，达到对生物质有效的资源化处理，节能环保，产物得到综合利用且分层蓄热式控
制，实现连续的炭化工艺。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“底部”、“上部”、
“侧”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便
于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以
特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用
于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数
量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本
发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、
“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结
构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的
示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特
点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不
脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本
发明的范围由权利要求及其等同物限定。