CN101025269A - 生物质秸秆燃烧、气化的加料装置 - Google Patents

Abstract

生物质秸秆燃烧、气化的加料装置采用差速变螺距双螺旋，实现生物质秸秆连续稳定加料，尤其适合条状生物质燃料。该装置主要包括料仓(5)、给料螺旋(8)、中间料斗(11)、输料螺旋(14)；其中料仓(5)位于最上方，料仓(5)的下开口与给料螺旋(8)的中部的上侧连接，给料螺旋(8)中部下侧的落料口(9)连接中间料斗(11)的上开口，中间料斗(11)的下开口与输料螺旋(14)的上侧连接。该装置将切碎预处理的10～200mm的生物质秸秆送入料仓(5)，通过其底部的双螺旋给料机(8)给料，落入中间料斗(11)，再由料斗底部的双螺旋输送机(14)将生物质秸秆输送进入生物质燃烧、气化等用料设备。

Description

生物质秸秆燃烧、气化的加料装置

技术领域

本发明涉及一种生物质秸秆燃烧、气化的加料装置，属于生物质秸秆处理技术领域。

技术背景

生物质能具有可再生性、低污染性，已经成为可再生能源的重要组成部分。洁净、高效利用生物质能是国际上一个重要的能源战略。目前，生物质秸秆的燃烧和气化是生物质能利用的两大重要技术，这两大技术能将这种低品质能转化为高品质能，具有显著的经济、社会与环境效益。

在这两大技术的工业应用中，连续稳定加料至关重要。目前国内外已有的加料方法和装置，如推进给料装置、螺旋给料装置，对物料的尺寸要求严格，仅仅针对窄筛分、单尺度、小粒径粒状物料，如稻谷、小麦、玉米等；即使采用这样的物料，在实际运行中也时常出现料仓“搭桥”和“结拱”以及加料装置给料不畅等问题。

生物质秸秆，如稻草、麦草、棉杆、玉米杆和树枝，属于条状生物质燃料。在工业应用中，为了减少燃料破碎设备的电耗，提高经济效益，一般不将秸秆破碎成粒状，而是进行切碎处理，通过切碎机切碎成10～200mm的条状。然而，切碎处理后的条状物料具有堆积密度较低、大小不一、形状复杂、相互交错等特点，常在料仓中出现“搭桥”和“结拱”现象，无法顺利进入给料装置；此外，现有的常规给料装置输送该类型的生物质秸秆时，会出现堵塞甚至损坏设备等问题。

如何实现条状生物质秸秆的加料，是国际上众多生物质能开发利用研究机构和企业都面临的难题。当前，世界各国特别是化石资源紧缺的国家纷纷寻求新的思路，开发具备连续、稳定和安全处理能力的生物质秸秆加料的技术及装置。

发明内容

技术问题：本发明针对生物质秸秆在燃烧、气化过程中加料的困难，提供一种生物质秸秆燃烧、气化的加料装置，该装置及方法具有连续、稳定和安全加料的效果。

技术方案：本发明提供了一种生物质秸秆燃烧、气化的加料装置。本发明的思路是：采用差速变螺距双螺旋加料方法及装置，实现生物质秸秆连续、稳定和安全加料。下面参照图1～图4，具体说明本发明的技术路线和目标的具体实现。

本发明的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置主要包括料仓、给料螺旋、中间料斗、输料螺旋；其中料仓位于最上方，料仓的下开口与给料螺旋的中部的上侧连接，给料螺旋中部下侧的落料口连接中间料斗的上开口，中间料斗的下开口与输料螺旋的上侧连接。所述的料仓呈塔状，前后板竖直，侧板倾斜，倾角为5～10°；顶部设置有电视监测装置和高压喷水装置；在侧板上设有一级物料入口。所述的双螺旋给料机中，由两螺旋杆并列布置，间距为10～25mm，以10～50％的差速度由外侧向内侧旋转；给料螺旋叶片在落料口两边对称布置且旋转方向相反，叶片直径为D，节距为L，叶片的个数不少于1.5个节距。所述的中间料斗呈塔状，前后板竖直，侧板倾角为5～8°；距上部开口为0.2～0.5倍的中间料斗高度处设置有液压切断阀。所述的双螺旋输送机中的两螺旋杆并列布置，间距为10～25mm，以10～50％的差速度由外侧向内侧旋转；输料螺旋叶片直径为1.1D～1.3D，叶片的个数不少于3个节距，第一个叶片的节距为L，后面叶片的节距以0.05L～0.1L递减，其中D为给料螺旋叶片直径，L为给料螺旋叶片的节距。

有益效果：本发明的装置具有如下的特色及优点：

1、本发明的差速变螺距双螺旋生物质秸秆加料方法及装置，可以用于生物质秸秆的连续稳定加料，尤其适合条状生物质燃料。

2、宝塔形的料仓并设置工业电视监测装置和高压喷水装置，能有效防止物料在料仓中形成“搭桥”、“结拱”等不良现象，并及时消除安全隐患。

3、给料机采用并列布置的差速对转双螺旋，且叶片的旋转方向相反，有效地破坏物料之间的相互钳制力，使物料具有更强的流动性，防止物料在料仓中形成“搭桥”、“结拱”等不良现象；并使产生的扭矩相互抵消，有效防止了螺旋螺旋轴变形甚至损坏。

4、输料机采用并列布置的变螺距对转双螺旋，螺距依次递减，使物料在输送过程中受到递增的力，使物料越压越紧，实现物料在输送过程中的自密封。

5、在螺旋给料机和螺旋输送机之间设置中间料斗，并配以液压切断阀，在紧急情况下可快速切断物料的输送，保证系统安全。

6、对生物质秸秆燃料的尺寸适应性好，尺寸分布宽，为0～200mm，大大节省了生物质燃料破碎的电耗。

7、整个给料装置为密封设计，输送中物料损耗少，对环境污染小。

8、整个给料装置结构紧凑，投资小。

附图说明

图1是本发明的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置主视图，其中有：电视监测装置1、高压喷水装置2、物料入口3、侧板4、料仓5、给料螺旋电机6、给料螺旋减速换向器7、给料螺旋8、落料口9、液压切断阀10、中间料斗11、输料螺旋电机12、输料螺旋减速换向器13、输料螺旋14。

图2是本发明的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置俯视图，其中有：给料螺旋电机6、给料螺旋减速换向器7、给料螺旋8、中间料斗11、输料螺旋电机12、输料螺旋减速换向器13、输料螺旋14。

图3是本发明的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置的给料螺旋图，其中有：给料螺旋电机6、给料螺旋减速换向器7、给料螺旋轴15、给料螺旋叶片16。螺旋叶片直径为D，叶片的节距为L，螺旋轴直径为d。

图4是本发明的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置的输料螺旋图，其中有：输料螺旋电机12、输料螺旋减速换向器13、输料螺旋轴17、输料螺旋叶片18。

具体实施方式

本发明的加料及装置主要由料仓5、双螺旋给料机8、中间料斗11和双螺旋输送机14组成。切碎预处理的10～200mm的生物质秸秆送入料仓5，通过其底部的双螺旋给料机8给料，落入中间料斗11，再由料斗底部的双螺旋输送机14将生物质秸秆输送进入生物质燃烧、气化等用料设备。

料仓5呈塔状，前后板竖直，侧板4倾斜，倾角为5～10°，能有效防止物料在料仓5中形成“搭桥”、“结拱”等不良现象；料仓5顶正中央布置有工业电视监测装置1和高压喷水装置2，一旦监测到料层有明火，可立即喷水以消除火灾隐患。

在料仓5的底部设置有双螺旋给料机8，由给料电机6、给料变速换向器7组成。给料电机6提供驱动力，直接带动的螺旋以较高的转速旋转；给料变速换向器7实现螺旋的变速和两个螺旋的差速对向转动，变速后的螺旋以10～50％的差速度由外侧向内侧旋转，使秸秆物料不断的被卷入螺旋内，并通过螺旋的差速传动，破坏物料之间的相互钳制力，使物料具有更强的流动性，也能有效防止物料形成“搭桥”、“结拱”等现象。双螺旋给料机8两杆给料螺旋轴15并列布置，间距为10～25mm；每杆给料螺旋轴15螺旋叶片16直径为D，叶片的节距为L，在落料口9两边对称布置，每边叶片的个数不少于1.5个节距，叶片旋转方向相反，使产生的扭矩相互抵消，以防止给料螺旋轴15变形甚至损坏，并实现两侧的物料同时向中间传送。

中间料斗11呈塔状，高度为H，上部为D×D方口，下部为边长1.1～1.3D的方口，侧板倾角为5～8°；距上部方口为0.2～0.5H处设置有液压切断阀10，在紧急情况可快速切断物料的输送。

在中间料斗11底部设置有双螺旋输送机14，由输料电机12、输料变速换向器13组成。输送机的两螺旋也以10～25mm间距并列布置，相对旋转；输料螺旋叶片18比给料螺旋叶片16大，直径为1.1～1.3D，以保证给料螺旋8输送的物料能够通过双螺旋输送机14及时输送完毕；双螺旋输送机14的第一个叶片的节距为L，后面叶片的节距以0.05～0.1L递减，叶片的个数不少于3个节距，使物料输送量在沿途递减，后面的物料被压得更严实，以防止燃烧炉、气化炉等用料设备的烟气反串，保证安全。

以下参照图1来详细说明本发明的新型差速变螺距对螺旋生物质秸秆加料设备的最佳实施例。

该实施例处理的物料为棉杆，预处理后尺寸为0～200mm，料仓的储料量为10吨，输送量为5吨/小时。切碎后的生物质秸秆物料，通过上料系统，从物料入口3送入料仓5，自然堆放在料仓5内。料仓5上部尺寸为1m×0.6m，底部尺寸为1m×2.4m，高10m，前后板竖直，侧板4倾斜，倾角为7.5°，整个料仓具有10吨的储料量。在塔顶正中央布置工业电视监测装置1，可以监测仓内物料的料位和物料的事故状态(如冒烟、明火等)，监测装置的四周布置了高压喷水装置2，水压力0.5～1MPa，喷水面积覆盖整个料仓，喷水量为1～5t/h，一旦监测到料层有明火，可立即喷水以消除火灾隐患。

双螺旋给料机8设置在料仓5底部中间，由给料电机6(如XWD型号电机)、给料变速换向器7(如螺旋锥齿形式换向器)组成。两杆螺旋以18mm的间距并列布置，给料螺旋轴15直径d为108mm，长度为2.8m，给料螺旋叶片16直径D为400mm，节距为400mm，叶片的个数为3个节距；每杆螺旋叶片布置方式相同，即在出料口前后的螺旋叶片对称布置，且旋转方向相反。由电机直接驱动的螺旋转速可以在0～20转/分钟之间调节，经变速换向后的螺旋以0～10转/分钟的转速相对旋转。秸秆物料便在给料螺旋的差速旋转下，不断的被输送至中间料斗11。中间料斗呈塔状，高度为1m，上部为0.6m×0.6m，下部为0.8m×0.8m的方口，侧板倾角为6°；距上部方口为0.3m处设置有液压切断阀10，该切断阀在正常运行时处于开启状态，一有紧急情况便可快速切断物料的输送。

双螺旋输送机14布置在中间料斗11的底部，由输料电机12(如XWD型号电机)、输料变速换向器13(如螺旋锥齿形式换向器)组成。该输送机的两杆螺旋以18mm间隔并列布置，由外向内相向旋转；输料螺旋叶片18直径D为440mm，螺旋轴直径d为108mm，长度为2.2m。第一个叶片的节距为440mm，后面叶片的节距以40mm递减，叶片的个数为4个节距。这样，物料在输送过程中不断的受到后面物料的挤压，使出料口物料压得更严实，防止燃烧炉、气化炉等用料设备的烟气反串。在出料口设置密封盒装置，以实现该加料装置与用料设备的软连接。

Claims (5)

1.一种生物质秸秆燃烧、气化的加料装置，其特征在于该装置主要包括料仓(5)、给料螺旋(8)、中间料斗(11)、输料螺旋(14)；其中料仓(5)位于最上方，料仓(5)的下开口与给料螺旋(8)的中部的上侧连接，给料螺旋(8)中部下侧的落料口(9)连接中间料斗(11)的上开口，中间料斗(11)的下开口与输料螺旋(14)的上侧连接。

2.根据权利要求1所述的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置，其特征在于所述的料仓(5)呈塔状，前后板竖直，侧板(4)倾斜，倾角为5～10°；顶部设置有电视监测装置(1)和高压喷水装置(2)；在侧板(4)上设有物料入口(3)。

3.根据权利要求1所述的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置，其特征在于所述的双螺旋给料机(8)中，由两螺旋杆并列布置，间距为10～25mm，以10～50％的差速度由外侧向内侧旋转；给料螺旋叶片(16)在落料口(9)两边对称布置且旋转方向相反，叶片直径为D，节距为L，叶片的个数不少于1.5个节距。

4.根据权利要求1所述的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置，其特征在于所述的中间料斗(11)呈塔状，前后板竖直，侧板倾角为5～8°；距上部开口为0.2～0.5倍的中间料斗(11)高度处设置有液压切断阀(10)。

5.根据权利要求1所述的生物质秸秆燃烧、气化的加料装置，其特征在于所述的双螺旋输送机(14)中的两螺旋杆并列布置，间距为10～25mm，以10～50％的差速度由外侧向内侧旋转；输料螺旋叶片(18)直径为1.1D～1.3D，叶片的个数不少于3个节距，第一个叶片的节距为L，后面叶片的节距以0.05L～0.1L递减，其中D为给料螺旋叶片(16)直径，L为该叶片的节距。

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