CN103512338A - 高湿生物质渣料烘干机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种高湿度生物质渣料的烘干装置。它分成数层，每层由若干开敞式螺旋输料器并联而成。而每个螺旋输料器的轴为空心，轴上除有螺旋刮板外，还螺旋形装有搅拌片。上下层中空轴用弯管连通，轴内通以热烟气，烘干室两端开有通风窗。烘干机顶层进料，经多层烘干室加热后，从烘干机底层出料。

Description

高湿生物质渣料烘干机

技术领域

本发明涉及一种高湿度生物质渣料的烘干装置。

背景技术 

现在，一些利用生物质原料的企业，生产过程中会产生残渣，例如药渣、茶叶渣、甜菜渣、甘蔗渣等等。它们的含水量很高，有的甚至高达70%，同时往往有粘度，容易结成块。为了绿色环保，较好的做法是将它们作为燃料来为本企业产蒸汽，作为热源或动力，满足循环经济的要求。但这样一来，往往需要事先将生物质渣料晒干或烘干。晒干虽然不费燃料，但占场地大、不能机械化且受天气影响大，无法工业化生产。而烘干则目前针对碎屑状、高湿度并粘成块的渣料，能连续作业的烘干装置还有一些不足。

例如200710015474号专利《渣料烟气烘干工艺》所述装置，只用一级立式烘干筒，用锅炉的高温烟气直接与渣料接触去湿，然后用旋风分离器把渣料与烟气分开，直接进炉燃烧。由于湿料与烟气接触不充分，路径太短，为了渣料能达到直接进炉燃烧的程度，势必大大提高烟气的温度，这就容易使生物质渣料挥发出可燃成分，混入高温烟气，增大在炉前失火的危险。

而200510043638号专利《粘湿物料烘干工艺》所述装置有所改进，增加了一级滚筒式烘干机，效率有所提高，但占地面积也提高了。

这些装置，所用热风流速都必须很大，携带粉尘多，加大了旋风除尘器的负担。

01203229号专利《高湿物料烘干机》为提高热效率，把烘干机的滚筒增加到3级，为减小占地面积，采取了套筒嵌套的办法。又为了物料流动，在狭窄的套筒夹层中加了许多抄板，但这将给清理粘结堵料造成很大困难。

另一方面，200910033219号专利《生物质发电用刮板输送烘干机》，则让物料全部摊平在烘道上，用刮板推进，清理粘结堵料变得十分容易，只是不在表面的物料不易烘干。而且为提高热效率，得三台串接连用，大大增加占地面积。

通过中国专利信息中心和其它有关网站搜索，发现目前相近渣料、散料烘干机的专利有四百余个，其方式及优缺点大致如上所述。

发明内容

要解决的技术问题

A. 本发明的目的是，设计制造一种能快速、连续烘干高湿度、有粘度的生物质渣料、碎料，以便供本企业锅炉燃烧。

B. 首先，因为一般企业都是先有锅炉，然后再考虑到废料处理、绿色环保。常常要在已建好的车间内增加循环使用湿渣料的烘干装置，所以首先烘干机占地面积一定要小。

C. 其次，烘干效率要高，物料的流动方向最好要与热气流向相反。

D. 第三，为防止炉前失火，作为热源的高温烟气最好不与湿料蒸发的湿气混合。这样，高温烟气就不能与湿料直接接触。

E. 加热蒸发通道要有足够的长度，以便能一次性地在出料口得到干燥的燃料。

F. 带走湿气的气流速度不宜太高，以便尾气可以不加旋风除尘器等装置而直接放空。

技术方案

本发明将采用以下措施实现以上目标：

本专利最基本的输料单元是开敞式螺旋输料器。它的下半部是半圆形断面的刮板槽，槽内放置螺旋输送器，其螺旋刮板与刮板槽内表面吻合。螺旋刮板轴的两端安有气密轴承。当螺旋刮板旋转时，物料便可从一端输送到另一端。特别地是此轴中空且较粗，以便流过高温烟气。为了翻动搅拌物料，中空轴上还垂直螺旋状地装有许多扁长条形的搅拌片，其长度与螺旋刮板半径相同。

为节约安装面积，烘干机机内的基本输料单元分层安装，通常不少于3层，对于特殊的物料也可以层数更多些。对物料流而言，这些层呈串联关系。

每层视燃料需求量的大小，可并排放置若干条基本输料单元，通常可放4到20条。对物料流而言，这些单元呈并联关系。

为此每层内所有的螺旋输送器旋转方向必须一致，而相邻层的螺旋输送器旋转方向必须相反。

每层烘干室的两端，开有为带走蒸发水汽的通风窗2，为给传动装置留出位置，窗口开在两条基本输料单元之间。所有进气通风窗在烘干室外用一根粗管并联在一起，用一个鼓风机送风。同样，所有出气通风窗在烘干室外用一根粗管并联在一起，用一个鼓风机抽风。

烘干室一端的顶部，在最上层每个基本输料单元的一端，开有给其供湿料的进料口。作为烘干机的附属设备，应配有能向每个料斗同等速度送料的上料装置。

烘干室另一端的底部，在最下层每个基本输料单元的一端，开有已烘干料的出料口。作为烘干机的附属设备，应配有能把这些干料汇总输送的装置。

与出料口同一端的最下层螺旋输送器中空轴口，是来自锅炉除过尘的高热烟气进口，该层所有烟气进口用一根粗管并联起来，通过一鼓风机连接锅炉除尘设备的出气口。

最下层螺旋输送器中空轴的另一端，是烟气的出口。每个出口都用一根单独的弯管通向上一层同一端的螺旋输送器中空轴，把高温烟气送进去。该层中空轴的另一端同样用单独的弯管通向上一层同一端的中空轴，直到最上层的中空轴出口，再用一根粗管把用过的烟气汇集起来通过鼓风机送往锅炉烟筒排放。

由于弯管是固定的，而中空轴同时是螺旋刮板的固定轴，需要不停转动，所以它们之间需要有既能相对转动而又不漏气的气密轴承。

为了使各中空轴能达到前述特定旋转方向，中空轴两端都装有齿轮，然后同一层的齿轮间都装一个过桥齿轮，以使同一层的中空轴都同向旋转。而相邻层的齿轮间装两个过桥齿轮，以使相邻层的中空轴互相反向向旋转。整套转动系统用一个减速电机带动。

为节约能源，整个烘干机外部及轴承、外露管道外部等都装有隔热层。

有益效果

由于采用上述设计，因此带来一系列好处：

第一、高温烟气与物料及湿气各走其道，并不接触，即使物料有挥发物放出也无炉前失火之虞。

第二、物料烘干通道实际上多层串联，长度可以足够长，足以保证将物料烘干，占地面积却可以很小。

第三、每层物料实际上是多条烘干通道并联，可以按生产需要决定通道的数量，从而决定干料的生产速度，适合各种规模企业配用。

第四、由于物料在同一层内是平面铺开且不停翻动，

由于钢是热的良导体，中空轴内高温烟气的热量可以通过中空轴本身的表面以及表面积很大的螺旋刮板、搅拌片等迅速地传给物料，所以蒸发效果好。而每层都有大量窗口平行通气，故除湿气流流速不必很大，不会扬起粉尘。

第五、加热气流、除湿气流都与物料流动方向相反，大大提高加热除湿效率。整个烘干过程，无需额外消耗燃料，节能环保。

附图说明

附图1是高湿生物质渣料烘干机的主视图。

附图2是高湿生物质渣料烘干机的侧视图。

图1图2只画了3层烘干室，每层画了8个开敞式螺旋输料器，实际上可因需要而调整。图中没有画出湿料上料装置、干料汇总输送装置等附属设备。为清晰显示物、气流，没有画出在烘干室通风窗外的汇总管道和鼓风机，以及高热烟气进出口外的鼓风机。中空轴上安装的搅拌片也没有画出。

为了便于说明原理，两图都采用了阶梯剖。图中相同的剖面图形表示同类物品，不再重复标出。

附图3是齿轮传动装置示意图。减速驱动电机没有画出。

附图4是中空轴上安装搅拌片的示意图。

图中， 1.料斗   2.通风窗    3.螺旋刮板   4.中空轴   5.刮板槽   6.出料口   7.隔热层   8.弯管   9.物料   10.气密轴承   11.传动装置   12.物料流向   13.空气流向   14.热烟气流向    15.中空轴传动齿轮   16.过桥齿轮   17.搅拌片 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

结构

高湿生物质渣料烘干机全部由钢板制成，下面以一个实施例为例说明。本实施例烘干机分为为3层烘干室，每层8个开敞式螺旋输料器。每个螺旋输料器内有一个螺旋输送器。

螺旋输送器的轴4是管状的，中间通过高温烟气。中空轴4上装有螺旋形的刮板3和长片状的搅拌片17。中空轴4两端用弯管8与另一层的中空轴4联通。它们的支撑采用气密轴承10，以便既能相对转动又能保证高温烟气不外泄。

最下层的中空轴4的多个自由端用一根管子统一连接，并接一鼓风机，作为来自锅炉除尘后高温烟气的入口。最上层的中空轴4的多个自由端用一根管子统一连接，并接一鼓风机，作为烟气去向锅炉烟筒的出口。

中空轴4两端管外固定有中空轴传动齿轮15，啮合有过桥齿轮16。通过一个减速电机驱动，使得同一层的螺旋输送器同向转动，而相邻层的螺旋输送器反向转动。

螺旋输送器安放在在半圆形的刮板槽5中，中空轴4旋转时，物料9在螺旋刮板3的推动下在刮板槽5中定向前进。由于搅拌片17的旋转，潮湿结块的物料9同时被翻动搅碎。

最上层烟气出口同一端，对应每个螺旋输料器，烘干机顶部设有相应的多个料斗1，相应地安装有多个口的上料装置等附属设备。最下层烟气入口同一端，对应每个螺旋输料器，烘干机底部设有相应的多个出料口6，相应地安装有汇总收集干料的附属设备。

每层烘干室的两端上部，开有通风窗2，其数量比螺旋输料器少1个，使其与弯管8尽量避开。同一层同一端的多个通风窗2用一根管子连通，外加鼓风机送风或抽风，以排除湿料蒸发的湿气。鼓风空气流向13应与同层物料流向12相反。

在烘干机的外侧，统一装上一层耐热防火的隔热层7。

工作

工作原理如下：

  初始很湿的物料9从料斗1中落下后，被螺旋刮板3推向另一端，这过程中受到中空轴4中逆向流动的热烟气的加热，并受到搅拌片17的翻腾搅拌，水分得以迅速蒸发，然后被逆向流动的空气带走。被推到刮板槽5的另一端的物料9在重力作用下自动掉入下一层，随后被反向推动，重复以上过程。

这样经过三层左右的烘干，生物质渣料即可被脱水到湿度20%以下，成为很好的绿色燃料，从出料口6落下，集中送往锅炉燃烧。

Claims (7)

1.一种高湿生物质渣料烘干机，其特征是：最基本的输料单元是开敞式螺旋输料器，它的下半部是半圆形断面的刮板槽（5），槽内放置螺旋输送器，其螺旋刮板（3）与刮板槽（5）内表面吻合。

2.根据权利要求1所述的高湿生物质渣料烘干机，其特征是：螺旋输送器的轴（4）是管状的，中间通过高温烟气；中空轴（4）上螺旋形地装有刮板（3）和长片状的搅拌片（17）；中空轴（4）两端用弯管（8）与另一层的中空轴（4）联通；它们的支撑采用气密轴承（10）。

3.根据权利要求1所述的高湿生物质渣料烘干机，其特征是：机内的螺旋输料器分层安装在烘干室内，通常不少于3层；对渣料（9）流动而言，这些层呈串联关系；每层可并排放置若干条螺旋输料器，对渣料（9）流动而言，这些螺旋输料器呈并联关系；而且渣料（9）流向与中空轴（4）内的高温烟气流向相反。

4.根据权利要求1所述的高湿生物质渣料烘干机，其特征是：最下层的中空轴（4）的多个自由端用一根管子统一连接，并接一鼓风机，作为来自锅炉除尘后高温烟气的入口；最上层的中空轴（4）的多个自由端用一根管子统一连接，并接一鼓风机，作为烟气去向锅炉烟筒的出口。

5.根据权利要求1所述的高湿生物质渣料烘干机，其特征是：中空轴（4）两端管外固定有中空轴传动齿轮（15），啮合有过桥齿轮（16）；通过一个减速电机驱动，使得同一层的螺旋输料器同向转动，而相邻层的螺旋输料器反向转动。

6.根据权利要求1所述的高湿生物质渣料烘干机，其特征是：每层烘干室的两端，开有多个为带走蒸发水汽的通风窗（2），用鼓风机送风抽气，在每层烘干室内的除湿气流，应与渣料（9）流向相反。

7.根据权利要求1所述的高湿生物质渣料烘干机，其特征是：最上层烟气出口同一端，对应每个螺旋输料器，烘干机顶部设有相应的多个料斗（1）；最下层烟气入口同一端，对应每个螺旋输料器，烘干机底部设有相应的多个出料口（6）。

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