CN102716695A - 生物质成型燃料生产原料水分监测与调节系统 - Google Patents

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姜洋
刘贵锋
李伟振
王琪
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Abstract

本发明公开了生物质成型燃料生产原料水分监测与调节系统，该系统由原料水分监测装置、水分调节信号控制装置、水分调节阀门和电源组成。当原料水分装置监测到原料水分高于设定值时，水分调节信号控制装置控制水分调节阀门减小开度，减少水分补充，减少原料水分；当原料水分装置监测到原料水分低于设定值时，水分调节信号控制装置控制水分调节阀门增大开度，增加水分补充，增加原料水分。本发明可以实现生物质成型燃料生产原料水分自动监测、调节和控制，以自动控制系统代替人工操作，增加生产系统工作稳定性。

Description

生物质成型燃料生产原料水分监测与调节系统
技术领域
本发明新型涉及一种水分调节系统，尤其涉及生物质成型燃料生产原料水分调节系统。
背景技术
生物质成型燃料技术是在一定的温度与压力作用下，将各类原来分散的、没有一定形状的生物质废弃物压制成具有一定形状的、密度较大的各种成型燃料的技术。一般生物质成型燃料主要是利用木质素的胶黏作用。植物细胞中不仅含有纤维素、半纤维素，还含有木质素。木质素是具有芳香族特性的、结构单体为苯丙烷型的立体结构高分子化合物，具有复杂的三维结构，在植物中含量约为15%—30%。木质素属非晶体，没有熔点，但有软化点，当温度达到70-110℃，木质素开始软化，并有一定的黏度。当达到200-300℃时，呈熔融状，黏度变高，此时若施加一定的外力，可使它与纤维素紧密粘结，使植物体积大量减少，密度显著增加，取消外力后，由于非弹性的纤维分子间的相互缠绕，其仍能保持给定形状，冷却后强度进一步增加，成为成型燃料。
原料水分是影响生物质成型的重要参数，原料水分过低，生物质原料在压缩过程中缺少必要的软化剂和润滑剂而无法成型，这是因为微量水分对木素的软化、塑化有促进作用；原料水分过高，成型过程中产生的蒸汽不能顺利地从成型燃料排出，造成表面开裂，成型室内原料被挤成饼状，无法顺利从成型孔压出，会造成机器卡死，成型压力大幅度上升，主电机超载，影响设备运行。试验表明，原料水分控制在10-20%才能有效成型，最佳的原料水分在15%左右。
目前的生物质成型燃料生产系统中都没有设置原料水分自动监测与调节系统，给生产过程造成很大不便。都是人工补充水分进行成型生产，这给生产过程带来很大不稳定因素，对操作人员要求较高，且人工操作进行水分调整，原料含水率变化较大，生产系统工作稳定性较差。
如申请号为200920057162.3公开的生物质成型燃料制备系统，包括：用于获得生物质原料的原料接收系统、用于选择性对生物质原料颗粒进行烘干处理的烘干系统以及用于对生物质原料颗粒进行制粒成型的制粒系统，其进一步包括根据选定配方向生物质原料颗粒中提供燃料添加剂以便在制粒成型处理之前进行配料和混合处理的配料混合系统，以及用于对来自制粒系统的生物质成型燃料颗粒进行包装的包装系统。
再如申请号为200610044394.6公开的一种利用生物质工业生产废弃物生产颗粒燃料的方法，属于生物质工业生产废弃物环保综合利用领域，将含水30-35%生物质工业生产废弃物，利用废弃物在环模式制粒机挤压成型的生产过程中产生的热量将物料中所含水分汽化来软化物料，造粒后，经冷却、筛分得成品。
上述现有技术公开的生物质成型燃料生产方法中都没有涉及原料水分的自动检测和调节，给生产过程造成一定程度的不方便。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，设计一种原料水分自动监测和调节系统。
为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：生物质成型燃料生产原料水分监测与调节系统，包括生物质成型燃料制粒机，在生物质成型燃料制粒机上部设有调质器，调质器进料端装有用于检测原料水分高低的水分检测装置，调质器后端装有水分调节阀门；所述水分检测装置与水分调节阀门之间装有水分调节信号控制装置，所述水分检测装置将监测到的信号传输给水分调节信号控制装置，信号被处理后传输给水分调节阀门，水分调节阀门根据信号来调整开度。
当原料水分装置监测到原料水分高于设定值时，水分调节信号控制装置控制水分调节阀门减小开度，减少水分补充，减少原料水分；当原料水分装置监测到原料水分低于设定值时，水分调节信号控制装置控制水分调节阀门增大开度，增加水分补充，增加原料水分。
所述水分检测装置、水分调节信号控制装置和水分调节阀门分别通过电源线取电，所述水分检测装置、水分调节信号控制装置和水分调节阀门之间分别通过信号传输线连接。
所述水分检测装置选用红外水分监测仪，水分调节阀门选用电动阀，水分调节信号控制装置选用PID控制器。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明要实现的是生物质成型燃料生产原料水分自动监测、调节和控制，以自动控制系统代替人工操作，增加生产系统工作稳定性,整个控制装置可选用电压信号，也可选用电流信号。
附图说明
图1是本发明成型燃料生产原料水分调节系统安装示意图；
图2是本发明成型燃料生产原料水分调节系统自动控制示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例：
请参阅图1和图2所示，生物质成型燃料制粒机1上部设置有调质器2，调质器2进料端装有水分检测装置4，其后装有水分调节阀门3，水分检测装置4与水分调节阀门3之间装有水分调节信号控制装置8。水分检测装置4可选用红外水分监测仪，水分调节阀门3可选用电动阀，水分调节信号控制装置8可选用PID控制器。整个控制装置可选用电压信号，也可选用电流信号。水分检测装置4将监测到的信号传输给水分调节信号控制装置8，信号被处理后传输给水分调节阀门3，水分调节阀门3根据信号来调整开度，以增加或减少进水量来调节原料水分。
工作时，水分监测装置4的信号输入口5接收检测到的原料水分信号，信号经水分检测装置4处理后转换为与原料水分相对应的电压或电流信号，信号经水分监测装置4的输出口6传输给水分调节信号控制装置8的信号输入口7，信号经水分调节信号控制装置8与标准信号对比处理后由输出口9输送给水分调节阀门3，水分调节阀门3根据信号指令调整阀门的开启程度，调整进水量大小，以调整原料水分。水分调节信号控制装置8上有标准信号输入口9，以便根据不同的需要设置不同的原料水分控制调节值。水分监测装置（4）、水分调节信号控制装置8和水分调节阀门3经电源线12接外电源，三者之间经信号传输线13进行信号传输，水分调节阀门3还具有进水管10，出水管11。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.生物质成型燃料生产原料水分监测与调节系统，其特征在于:包括生物质成型燃料制粒机（1），在生物质成型燃料制粒机（1）上部设有调质器（2），调质器（2）进料端装有用于检测原料水分高低的水分检测装置（4），调质器（2）后端装有水分调节阀门（3）；所述水分检测装置（4）与水分调节阀门（3）之间装有水分调节信号控制装置（8），所述水分检测装置（4）将监测到的信号传输给水分调节信号控制装置（8），信号被处理后传输给水分调节阀门（3），水分调节阀门（3）根据信号来调整开度。
2.如权利要求1所述的生物质成型燃料生产原料水分监测与调节系统，其特征在于:所述水分检测装置（4）、水分调节信号控制装置（8）和水分调节阀门（3）分别通过电源线（12）取电，所述水分检测装置（4）、水分调节信号控制装置（8）和水分调节阀门（3）之间分别通过信号传输线（13）连接。
3.根据权利要求1所述的生物质成型燃料生产原料水分监测与调节系统，其特征在于:所述水分检测装置（4）选用红外水分监测仪，水分调节阀门（3）选用电动阀，水分调节信号控制装置（8）选用PID控制器。
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