CN102268301B - 一种颗粒材料隔离预热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种颗粒材料隔离预热装置，预热列管安装在壳体的中部，壳体上部为上原料室，下部为下原料室，预热列管与上原料室之间设有上集气室，预热列管与下原料室之间设有下集气室；上原料室上部设有挥发物出口，进料绞龙和偏心上下运动机构位于上原料室上部，预热列管将上、下集气室连通，在下集气室的底部是出料绞龙，在上集气室中设有多个上原料通道口，在下集气室设有上原料通道口对应下原料通道口，在下集气室设有烟气进口，在上集气室设有烟气出口；上原料通道口通过壳层与下原料通道口相连通，第一电机固定于壳体下部并与出料绞龙相连，多根上下运动棒通过支架安装在偏心上下运动机构上。该装置成本低、热效率高，运行稳定，操作简单。
Description
技术领域
本发明属于颗粒材料加热技术，具体涉及一种利用燃烧烟气的余热对颗粒材料进行预热的装置，该装置利用外热式气化加热的烟气余热对生物质气化原料进行预热，提高生物质气化能源转化效率。
背景技术
目前，提高能源利用率是共同追求的目标。随着不可再生能源的不断减少，生物质能源开始越来越多的被利用起来，其中生物质气化成是热点。
中国专利文献(专利号：ZL 190619147570.2)公开了“一种裂解气化重整炉”，它主要包括粉尘云燃烧室、裂解气化室和催化重整室。微米燃料进入粉尘云燃烧室高效燃烧，为裂解气化和催化重整提供所需的热源。
它的优点是：①具有连续进料、连续产气功能；②粉尘云燃烧室、裂解气化室和催化重整室集成在一个炉体内，结构紧凑，造价低，
它的缺点是采用外热式的方法热量通过炉层间接加热，气化原料传热阻力大，生产热利用效率低，当外热式气化炉加热室的温度在1000℃时，对气化炉间接加热后的烟气携带着大量的余热，温度还有700℃，如果这一部分余热不被利用，将严重影响其生物质气化的能源转化效率。如果利用气化炉间接加热后的烟气余热来预热颗粒材料，被预热的颗粒材料再进入气化炉进行高温气化，这样就能极大地提高整个气化系统的能源转化效率。
目前对生物质这类材料的余热装置主要有卧式管束和卧式滚筒，其缺点有：1、工作时烟气通入卧式管束和卧式滚筒，管束和滚筒在电机的驱动下整体旋转，要驱动整个设备运动，电机耗能大；2、由于加热热源要直接通过管束加热装置的空心转动轴，受轴承等部件工作温度的限制，其加热热源的温度不宜超过300℃，对于700℃的高温烟气难以应用其中；3、热源进口处与轴承相连，轴承易传热至基础支座等，因而热源损失严重；4、烟气通入卧式管束和卧式滚筒后，设备受热膨胀而变长，而两边的基础支座固定，设备与基础膨胀不同步，长期的工作对设备及基础支座都有损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，为此本发明提供一种颗粒材料隔离预热装置，该预热装置成本低、热效率高，运行稳定，操作简单。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种颗粒材料隔离预热装置，包括上原料室、进料绞龙、偏心上下运动机构、上集气室、预热列管、下集气室、下原料室和出料绞龙；
预热列管安装在壳体的中部，壳体上部为上原料室，下部为下原料室，预热列管与上原料室之间设置有上集气室，预热列管与下原料室之间设置有下集气室；
上原料室上部设有挥发物出口，原料进料绞龙和偏心上下运动机构位于上原料室上部，预热列管将上集气室与下集气室连通，在下集气室的底部是出料绞龙，在上集气室中设有多个上原料通道口，在下集气室设有上原料通道口对应下原料通道口，在下集气室设有烟气进口，在上集气室设有烟气出口；上原料通道口通过壳层与下原料通道口相连通，第一电机固定于壳体下部并与出料绞龙相连；多根上下运动棒通过上下运动棒支架安装在所述偏心上下运动机构上。
本发明与卧式管束、卧式滚筒原料加热方式相比，本发明有以下优点：
1、加热过程中原料的运动主要依靠原料的重力自上而下运动，加热设备不运动，工作温度适应范围大(100℃-700℃)，动力消耗少；
2、列管垂直布置，列管不易积累粉尘，加热的热源可以采用含尘热烟器，降低了加热的成本。
3、对生物质进行干燥产生的水蒸气进行密封收集，并且作焦油和残留碳的进一步气化的气化剂，节约了能，提高了气化的能源转化效率。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图。
其中附图标记说明如下：1、进料绞龙；2、铰链中心定位限位孔板；3、烟气出口；4、上集气室；5、预热列管；6、壳层；7、上下运动棒；8、下集气室；9、第一电机；10、出料绞龙；11、下原料室；12、烟气进口；13、下原料通道口；14、上原料通道口；15、第二电机；16、偏心机构双轴承；17、挥发物出口；18、铰链机构；19、壳体；20、偏心转盘；、21上原料室；、22上下运动棒支架。
具体实施方式
下面通过借助实施例更加详细地说明本发明，但以下实施例仅是说明性的，本发明的保护范围并不受这些实施例的限制。
如图1所示，本发明装置包括上原料室21、进料绞龙1、偏心上下运动机构、上原料通道口14、上集气室4、预热列管5、壳层6、下原料通道口13、下集气室8、下原料室11和出料绞龙10。
预热列管5安装在壳体19的中部，壳体19上部为上原料室21，下部为下原料室11，预热列管5与上原料室21之间设置有上集气室4，预热列管5与下原料室11之间设置有下集气室8。
原料进料绞龙1和偏心上下运动机构位于上原料室21上部，预热列管5将上集气室4与下集气室8连通，在下集气室8的底部是出料绞龙10，在上集气室4中设有多个上原料通道口14，在下集气室8设有与上原料通道口14垂直对应的下原料通道口13，在下集气室8设有烟气进口12，在上集气室4设有烟气出口3。上原料通道口14通过壳层6与下原料通道口13相连通，第一电机9固定于壳体19下部并与出料绞龙10相连。多根上下运动棒7通过上下运动棒支架22安装在所述偏心上下运动机构上。上下运动棒7的数量与上原料通道口14的数量相等。
偏心上下运动机构包括偏心转盘20、铰链机构18、铰链中心限位孔板2、偏心机构双轴承16和第二电机15。
铰链中心限位孔板2固定于壳体19上部，偏心转盘20通过轴承连接在双轴承16上，铰链机构18与偏心转盘20的非中心区域连接，第二电机15通过双轴承16与偏心转盘20相连，上下运动棒支架22与铰链机构18连接，多根上下运动棒7安装在上下运动棒支架22上，上下运动棒7通过上原料通道口14、壳层6、下原料通道口13一直通到下原料室11。挥发物出口17位于上原料室21上部。第二电机15带动双轴承16运转从而驱动偏心转盘20做圆周运动，与偏心转盘20相连的铰链机构18带动上下运动棒支架22做上下运动，上下运动棒支架22带动固定于上下运动棒支架22的若干上下运动棒7做上下运动。铰链中心限位孔板2用于保证运动支架22及上下运动棒7只能做上下垂直运动而不发生其他方位的偏移。从而促使颗粒材料在壳层6中更顺畅流下。
偏心上下运动机构用于带动上下运动棒7做上下运动，其结构不局限于上述列举的方式，只要能实现该功能的各种结构均可以用于本发明。
从外部的燃烧室出来的余热烟气从烟气进口12进入下集气室8，经预热列管5时，将热量间接传递给壳层6中的颗粒材料原料，烟气通过列管上升进入上集气室4，并从烟气出口3流出。
颗粒物质从进口绞龙1进入到上原料室21，在上下运动棒7的带动下经过上原料通道口14进入到预热壳层6中并被加热，颗粒物质在上下运动棒7的带动下经过下原料通道口13进入到下原料室11，再从出口绞龙10出来。
颗粒物质在预热壳层预热过程中产生的水蒸气及部分被气化的燃气通过列管间隙进入上原料室21，在从挥发物出口17流出，并进入外部的气化室，其中的水蒸气作为气化剂参与气化反应。
经试验表明，颗粒物质通过余热利用装置后，整个系统气化效率明显得到提高，单位烟气产出耗能下降，工作环境得以改善。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (2)
1.一种颗粒材料隔离预热装置，其特征在于，该装置包括上原料室(21)、进料绞龙(1)、偏心上下运动机构、上集气室(4)、预热列管(5)、下集气室(8)、下原料室(11)和出料绞龙(10)；
预热列管(5)安装在壳体(19)的中部，壳体(19)上部为上原料室(21)，下部为下原料室(11)，预热列管(5)与上原料室(21)之间设置有上集气室(4)，预热列管(5)与下原料室(11)之间设置有下集气室(8)；
上原料室(21)上部设有挥发物出口(17)，原料进料绞龙(1)和偏心上下运动机构位于上原料室(21)上部，预热列管(5)将上集气室(4)与下集气室(8)连通，在下集气室(8)的底部是出料绞龙(10)，在上集气室(4)中设有多个上原料通道口(14)，在下集气室(8)设有与上原料通道口(14)对应的下原料通道口(13)，在下集气室(8)设有烟气进口(12)，在上集气室(4)设有烟气出口(3)；上原料通道口(14)通过预热壳层(6)与下原料通道口(13)相连通， 第一电机(9)固定于壳体(19)下部并与出料绞龙(10)相连；多根上下运动棒(7)通过上下运动棒支架(22)安装在所述偏心上下运动机构上；
颗粒物质从进料绞龙（1）进入到上原料室（21），在上下运动棒（7）的带动下经过上原料通道口（14）进入到预热壳层（6）中并被加热，颗粒物质在上下运动棒（7）的带动下经过下原料通道口（13）进入到下原料室（11），再从出料绞龙（10）出来；颗粒物质在预热壳层（6）预热过程中产生的水蒸气及部分被气化的燃气通过列管间隙进入上原料室（21），在从挥发物出口（17）流出，并进入外部的气化室，其中的水蒸气作为气化剂参与气化反应。
2. 根据权利要求1所述的颗粒材料隔离预热装置，其特征在于，偏心上下运动机构包括偏心转盘(20)、铰链机构(18)、铰链中心限位孔板(2)、偏心机构双轴承(16)和第二电机(15)；
铰链中心限位孔板(2)固定于壳体(19)上部，偏心转盘(20)通过轴承连接在偏心机构双轴承(16)上，铰链机构(18)与偏心转盘(20)的非中心区域连接，第二电机(15)通过偏心机构双轴承(16)与偏心转盘(20)相连，上下运动棒支架(22)与铰链机构(18)连接，多根上下运动棒(7)安装在上下运动棒支架(22)上，上下运动棒(7)依次通过上原料通道口(14)、预热壳层(6)和下原料通道口(13)一直通到下原料室(11)。
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