CN101957128B - 生物质燃料烘干系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质燃料烘干系统，其包括送料装置、供热装置和烘干装置，送料装置、供热装置分别与烘干装置连接，还包括控制装置，该控制装置包括控制单元以及与该控制单元连接的一个以上湿度传感器，所述控制单元分别与所述送料装置、供热装置、烘干装置连接，所述控制单元根据所述湿度传感器得到的待烘干燃料湿度对所述送料装置、供热装置或/和烘干装置进行控制。本发明的控制单元能通过湿度传感器反馈回来的信号确定烘干装置内待烘干燃料的湿度，并据此调整供热装置的热量输出、烘干装置的进料量，从而精确控制烘干机中生物质的干燥程度，增加生物质的湿度稳定性，避免少烘以及过烘现象，提高烘干效率。

Description

生物质燃料烘干系统

技术领域

本发明涉及一种燃料干燥技术，更具体地讲，本发明涉及一种生物质燃料的烘干系统。

背景技术

物料烘干设备广泛用于各种行业中，如在建材，冶金、化工、水泥工业等行业，对石灰石、煤粉、矿渣、粘土、木屑等物料进行烘干预处理，达到一定的干燥程度后才能进行下一步的加工，又如在洗衣行业中，利用烘干设备烘干潮湿的洗涤物，提高了整个洗衣流程的效率。

目前，物料烘干设备主要分为两类：一种是开放式的烘干设备，一种是封闭式的烘干设备。开放式的烘干设备设有一热源，通过热源对空气进行加热，再利用风力装置促使热空气流经待烘干的物料后将该热空气排出到外界大气中，从而带走待烘干的物料中的水分，使物料中的水分减少达到使用标准。而封闭式的烘干设备不再直接将含有水分的热空气排到外界大气中，它通过增加一冷凝装置，使得流经待烘干物料的热空气经过冷凝装置进行冷凝，令热空气中的水蒸气变为液态水后流到外界；经过冷凝后的热空气相对于外界空气仍具有较高温度，重新流回到热源再次进行加热。

中国专利ZL95213698.8公开了一种双热式转筒烘干机，它属于一种开放式的烘干设备，包括转筒、烘干炉和转筒旋转驱动装置，转筒的两端分别与热风管和抽风机相接并设有进料斗和出料斗，转筒穿经烘干炉，烘干炉上端的烟气出口与热风管相连通，转筒起排进物料运行和扬料搅动的作用，从烘干炉产生的热气流通过热风管流经转筒内与物料进行热交换，气化物料中含有的水分，完成物料烘干。该烘干机通过对转筒内外的双向加热，可充分利用热能，具有升温快的特点。但是，该双热式转筒烘干机只能凭借操作人员的经验根据物料的潮湿状况采用固定时间的加热方式，对物料固定加热一段时间后出料，如果物料的干燥度达不到要求，还需重新进行烘干过程，这样不仅大大增加了烘干时间、降低了烘干效率，而且还消耗了更多的能源。如果操作人员选择一段较长的时间来操作，虽然保证出料时物料达到了预设的干燥程度，但是由于长时间受热，可能会损坏物料，同时也不可避免地存在效率低、能耗大的问题。尤其是在生物质成型燃料行业的应用中，因生物质成型燃料的生产需要严格控制水分，一般15％左右，但一般的烘干机因不能准确烘干至需要的水分，如果烘干后干燥程度不够，需要返回重新烘干，造成巨大浪费。通常为保证烘干后原料满足后续工艺的需要，不得已选择将其烘干的少干些如12％，在生产成型燃料时再加水调节原料的湿度至15％，因这种过于干燥造成的烘干降低的产量在10％以上(原料水分一般在30～60％)。

中国专利ZL200410072418.X公开了一种烘干机，属于封闭式的烘干设备，它包括滚筒、循环导管、电热器、送风扇、冷却装置和温度传感器；循环导管的两端分别与滚筒相连接；电热器设置在循环导管内；送风扇设置在循环导管内；冷却装置包括：压缩机、冷凝器、蒸发器和减压装置；温度传感器设置在冷却装置上，用来检测冷却装置内的冷媒的温度。但是，该种烘干机也只是通过设置在冷却装置上的温度传感器来检测冷媒的温度，在某一超负荷的温度之前停止压缩机的运行来缩短稳定冷媒压力所需的时间，进而缩短物料的烘干时间，它同样未能解决上述双热式转筒烘干机中存在的问题。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种能够适于生物质燃料烘干、并精确控制燃料干燥程度的烘干系统，解决烘干效率低、能耗大的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种生物质燃料烘干系统，其包括送料装置、供热装置和烘干装置，送料装置、供热装置分别与烘干装置连接；本发明的生物质燃料烘干系统还进一步包括控制装置，该控制装置包括控制单元以及与该控制单元连接的一个以上湿度传感器，该控制单元分别与送料装置、供热装置、烘干装置连接；控制单元根据湿度传感器得到的待烘干燃料湿度对送料装置、供热装置或/和烘干装置进行控制。

由于本发明的燃料烘干系统能够精确控制燃料干燥程度，因而其特别适用于生物质燃料的烘干，因为生物质燃料对烘干的温度、湿度等要求严格。

优选地，湿度传感器可分别设置在烘干装置的进料口和出料口处。

进一步地，在烘干装置中按待烘干燃料的行进方向划分为一个以区域，在各所述区域中分别设置有湿度传感器，当待烘干燃料经过任一所述区域时，若测得该待烘干燃料湿度相对过小，则控制单元控制烘干装置加快该待烘干燃料的行进速度，缩短到达出料口的时间，若该待烘干燃料湿度相对过大时，则控制单元控制烘干装置减慢该待烘干燃料的行进速度，延长到达出料口的时间。

优选地，控制装置还包括与控制单元连接的一个以上温度传感器。

优选地，温度传感器分别设置在烘干装置的热气流进入口、以及烘干装置的热气流排出口中。

优选地，送料装置为皮带式进料机构。

进一步地，供热装置包括设有炉前燃料仓的热风炉以及引风机，热风炉与烘干装置的热气流进入口连接相通，引风机与烘干装置的热气流排出口连接相通。

进一步地，烘干装置包括倾斜设置的转筒，沿轴向在所述转筒内划分有一个以上区域，在每一区域均设有所述的湿度传感器。

优选地，湿度传感器沿转筒的圆周方向均匀分布。

进一步地，在每一区域均设有与控制单元连接的发热元件，发热元件沿转筒的圆周方向均匀分布。

与现有技术相比，本发明的控制单元能通过湿度传感器反馈回来的信号确定烘干装置内待烘干燃料的湿度，并据此调整供热装置的热量输出、烘干装置的进料量，从而精确控制烘干机中烘干物的干燥程度，增加烘干燃料的湿度稳定性，避免少烘以及过烘现象，提高烘干效率。

下面结合附图和具体实施方式，来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例，任何在本发明基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求书中所要求保护的范围。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例一

请参阅图1，本实施例的生物质燃料烘干系统为转筒式燃料烘干系统，属于开放式的烘干设备，它包括送料装置、供热装置、烘干装置和控制装置，送料装置、供热装置分别与烘干装置连接，控制装置包括控制单元(图中未示出)以及与该控制单元连接的湿度传感器101，控制单元分别与送料装置、供热装置、烘干装置连接。控制单元是包括可编程控制器的单片机，也可以选择其他能实现工业控制的计算机系统；送料装置是皮带式进料机构201，由控制单元对皮带的运行速度的快慢进行控制以保证进入到烘干装置中的燃料量符合要求；供热装置是包括设有炉前燃料仓301的热风炉302以及引风机303，由控制单元对炉前燃料仓301中投放的燃料数量进行控制以保证热风炉302产生的热空气温度符合要求，为防止部分燃料中会被后面的引风机303通过风管吸出去，可在引风机303之前加装旋风分离器305来把吸出的燃料分离沉降；烘干装置包括倾斜设置的转筒401，转筒由筒体下方的电机402驱动旋转，转筒401的转动快慢由控制单元控制电机402来实现，转筒的倾斜角度可根据燃料的种类以及尺寸进行调整，该转筒的前端倾斜向上并设有进料口403和热气流进入口404，后端倾斜向下设有出料口405和热气流排出口406，其进料口403与皮带式进料机构201连接，热气流进入口404与热风炉302连接相通，热气流排出口406通过管道与引风机303连接可加速空气的流动与排放。湿度传感器101选择分别设置在转筒401的进料口403和出料口405处。

以待烘干物料是生物质成型燃料为例，工作时，控制单元对热风炉302发出指令，炉前燃料仓301中的燃料投放至热风炉302开始燃烧并将产生的热空气通过热气流进入口404吹进转筒内部；转筒401的内部充分受热后，控制单元对转筒401的驱动电机402发出指令，驱动转筒401以一预设速度转动，同时，控制单元控制皮带式进料机构201以一预设速度将待烘燃料通过进料口403投放到转筒401内，燃料在转筒内中受热蒸发水分；此时，设置在进料口403处的湿度传感器101收集待烘燃料的湿度数据传送至控制单元，控制单元根据待烘燃料进入转筒401时的湿度改变401转筒的转动速度，使待烘燃料到达出料口406时湿度达到生产需要(含水量为15％+-1左右)，出料口406迅速打开出料，整个过程顺畅毫无停滞，效率高、时间控制恰到好处，极大提高了烘干效率。若在某些特殊情况下，待烘燃料到达出料口406时，经出料口406处的湿度传感器测定其湿度大于生产要求时，控制单元控制皮带式进料机构停止输料，出料口不打开，待烘燃料继续在转筒内受热烘干，直至湿度达到要求后再出料，此时会使烘干流程有所停顿，烘干效率变慢，且增加了热能的损耗；又或者出料时，湿度小于生产要求时，便造成过烘现象；实施例一的生物质燃料烘干系统未能完全保证在特殊情况下达到烘干的标准。

实施例二

在实施例二的生物质燃料烘干系统中，沿轴向在转筒401内划分有三个区域，为第一区域、第二区域和第三区域，在该三个区域中也同样分别设有湿度传感器101，优选地，湿度传感器101沿转筒401的圆周方向均匀分布能更精准收集到燃料的湿度数据，其它结构与实施例一相同。当待烘干燃料经过第一区域时，该区域的湿度传感器101测定待烘干燃料的湿度，若该处的待烘干燃料湿度在经验情况下预定的湿度范围内，则控制单元无指令，若待烘干燃料湿度过小时，控制单元发出指令，升高转筒401的倾斜角度或/和转筒速度，加快燃料在转筒内行进的速度，缩短到达出料口406的时间，若待烘干燃料湿度过大时，降低转筒的倾斜角度或/和转筒速度，减慢燃料在转筒内行进的速度，延长到达出料口406的时间；当待烘干燃料经过第二、第三区域时，操作如同第一区域。经过上述技术手段的设置，能保证燃料到达出料口时其湿度恰好在标准值中，既不少烘也不过烘，在最大程度上节省燃料的损耗的同时提高了烘干效率。在其他优选方式中，也可以根据具体情况在转筒内划分为2个区域或四个以上区域。

实施例三

在实施例三的生物质燃料烘干系统中，控制装置还包括与控制单元连接的温度传感器102，温度传感器102分别设置在转筒401的热气流进入口404以及热气流排出口406中，其他结构与实施例二相同。根据温度传感器传送回来的温度，控制单元可以根据具体情况，控制热风炉燃料的投放量，提高或降低转筒内的温度，实现更精准的烘干控制。

实施例四

在实施例四的生物质燃料烘干系统中，与实施例三不同的是进一步地在转筒401的三个区域中均设有与控制单元连接的发热元件304，发热元件304沿转筒401的圆周方向均匀分布。在某些状况下由于转筒401内的热量不足造成燃料未能充分受热时，可选择性分段启动发热元件辅助加热，使转筒内迅速升温至某一温度，更有效地提高单位时间内燃料的烘干量。

同理，在其他实施例中，也可以将上述实施例中控制单元、湿度传感器以及温度传感器的设置通过适当变换应用在其他的烘干系统中。

Claims (9)

1.一种生物质燃料烘干系统，其包括送料装置、供热装置和烘干装置，其中，所述的送料装置和供热装置分别与所述的烘干装置连接，其特征在于，所述的生物质燃料烘干系统还包括控制装置，该控制装置包括控制单元以及与该控制单元连接的一个以上湿度传感器，所述控制单元分别与所述送料装置、供热装置、烘干装置连接，所述控制单元根据所述湿度传感器得到的待烘干燃料湿度对所述送料装置、供热装置或/和烘干装置进行控制；其中，所述送料装置为皮带式进料机构，所述控制装置控制所述皮带式进料机构的运行速度；所述供热装置包括设有炉前燃料仓的热风炉以及引风机，所述控制单元控制所述炉前燃料仓中投放的燃料数量以保证所述热风炉产生的热空气温度符合要求；所述烘干装置包括倾斜设置的转筒，所述控制单元控制所述转筒的转动速度。

2.根据权利要求1所述的生物质燃料烘干系统，其特征在于，所述湿度传感器分别设置在所述烘干装置的进料口和出料口处。

3.根据权利要求2所述的生物质燃料烘干系统，其特征在于，在所述烘干装置中按待烘干燃料的行进方向划分为一个以上区域，在各所述区域中分别设置有湿度传感器，当待烘干燃料经过任一所述区域时，若测得该待烘干燃料湿度相对过小，则控制单元控制烘干装置加快该待烘干燃料的行进速度，缩短到达出料口的时间，若该待烘干燃料湿度相对过大时，则控制单元控制烘干装置减慢该待烘干燃料的行进速度，延长到达出料口的时间。

4.根据权利要求1所述的生物质燃料烘干系统，其特征在于，所述控制装置还包括与所述控制单元连接的一个以上温度传感器。

5.根据权利要求4所述的生物质燃料烘干系统，其特征在于，所述温度传感器分别设置在烘干装置的热气流进入口、以及烘干装置的热气流排出口中。

6.根据权利要求1所述的生物质燃料烘干系统，其特征在于，所述供热装置包括设有炉前燃料仓的热风炉以及引风机，所述热风炉与烘干装置的热气流进入口连接相通，所述引风机与烘干装置的热气流排出口连接相通。

7.根据权利要求2所述的生物质燃料烘干系统，其特征在于，所述烘干装置包括倾斜设置的转筒，沿轴向在所述转筒内划分有一个以上区域，在每一区域均设有所述的湿度传感器。

8.根据权利要求7所述的生物质燃料烘干系统，其特征在于，所述的湿度传感器沿转筒的圆周方向均匀分布。

9.根据权利要求7所述的生物质燃料烘干系统，其特征在于，在每一区域均设有与所述控制单元连接的发热元件，所述的发热元件沿转筒的圆周方向均匀分布。