CN103575086A - 一种智能型秸秆燃料直排式粮食烘干机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于农产品烘干领域的一种智能型秸秆燃料直排式粮食烘干机。秸秆燃料在炉膛高温区呈悬浮状燃烧，借助高温烧除烟火中的黑度，再经过旋风除尘器和消尘室进行两次除尘净化，变成纯净高温烟气，在圆筒形冷风配风箱内，和纯净冷空气调配混合成纯净低温烟气，经引风机进入粮食烘干机直接用于烘干粮食。编程后的智能控制器通过控制操纵燃料量控制调速电机、秸秆燃料流量控制闸板、炉排调速电机、一号供风调速电机、二号供风调速电机、三号供风调速电机、炉膛高温区温度传感器、助燃区温度传感器、冷风配风量调速电机、烟气温度传感器、引风机、粮食烘干机、干粮流量控制调速电机，实现粮食烘干全程自动化生产。

Description

一种智能型秸秆燃料直排式粮食烘干机

技术领域

本发明属农产品干燥领域，特别涉及一种智能型秸秆燃料直排式粮食烘干机。 

背景技术

将秸秆燃料燃烧后的烟火，净化成纯净的没有污染的烟气，直接输入粮食烘干机用于烘干粮食的技术，通过自控系统实现粮食烘干全程自动化生产；这是针对全国的农产品烘干企业现有的人工操纵燃煤粮食烘干机进行设备升级换代的装备。 

我国是一个农业大国，2008年我国稻谷产量达1.92亿吨，约占世界稻谷总产量的28.2％；小麦产量达1.12亿吨，居世界首位；玉米年产量1.67亿吨，约占世界总产量的20.2％。但我国由于产地交通不便和加工技术落后，产后损失超过20％，在经济上造成巨大的损失。发达国家非常重视产后加工技术，产品的损耗率一般控制在5％～10％之间。因此，我国粮食等农产品采后干燥处理的需求十分巨大。然而，干燥是一个高能耗过程，我国农产品干燥目前全部用煤炭做燃料，不但要消耗大量的化石能源，同时要排放大量的二氧化碳，给环境带来严重的污染。另外，由于近年来煤炭成番论倍的涨价，给农产品烘干企业带来非常沉重的负担，企业经济效益大幅下滑。我国现有的粮食烘干机全部用人工检测粮食水分，控制烘干温度、速度，人工加煤烧炉，每班需要3-4人操纵烘干装备，烧煤多少完全由人工凭经验和责任心控制，烘干产量忽高忽低，粮食水分波动较大，燃煤消耗有很多人为浪费。研制秸秆燃料直排式粮食烘干机，可以降低烘干燃料消耗成本70％以上，研制自动化烘干 技术，可以减少用工量，提高烘干产量和粮食烘干质量，综合烘干成本同比下降30％以上。 

秸秆是农作物的主要副产品之一，也是工、农业生产的重要资源，同时还是生物质能资源的主要来源之一。由于秸秆分布零散、体积大、收集运输成本高，产业化程度低等原因，造成部分秸秆资源未被有效利用，堆弃在房前屋后、田间地头，浪费污染严重。部分粮食主产区秸秆焚烧现象严重，屡禁不止，同时，极易引发火灾，宝贵的资源被当成了废弃物。据最新资料统计，2009年全国农作物秸秆理论资源量约为7.75亿吨(全部以风干计算，含水量为15％)。其中，废弃及焚烧约2.32亿吨，约占总量30％。 

秸秆燃料是一种清洁、可再生的替代能源，其在农产品干燥领域的大规模应用，不仅能够有效利用农作物秸秆这一重要的生物质能源资源，还能大力促进农产品干燥过程中的节能减排，实现经济发展与环境保护的双赢。本项目与《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》重点领域及其优先主题中的“农林生物质综合开发利用”高度契合，项目实施对于促进企业节本增效和提高竞争力，推动农业农村节能减排，降低农业能源消耗和优化能源结构，加快循环农业和低碳经济发展具有十分重要的意义。秸秆燃料在农产品干燥领域应用的经济、社会、生态效益主要体现在降低能源消耗、提高企业、农民收入和增加农民就业等方面。该项目使深受煤炭涨价困扰的农产品烘干企业受益最大，以年消耗秸秆燃料6000吨的企业为例，锅炉改造和新增设备费用需要86万元，而节省3000吨煤炭增盈90万元，享受国家秸秆综合利用补贴，每吨秸秆燃料可享受150元，一年增加利润90万元，合计180万元。当年收回改造投资后，净盈利94万元。如果在全国全部采用秸秆燃料替代煤炭用于农产品干燥，则每年至少可以节约煤炭消耗量3260万吨，同时还可以为农民增加34万个就业机会。此外，秸秆资源买卖还可 以为农民带来新的收入，增收效果却十分明显，一吨秸秆最低可增加纯收入100元，全部采用秸秆燃料替代煤，每年可增加农民纯收入70亿元。秸秆燃料替代煤应用于农产品干燥在产生重大经济和社会效益的同时，由于农业工程技术自身的特点，也能够产生良好的生态效益。初步估计，如果用秸秆燃料替代煤炭烘干粮食，可年消化处理秸秆约7100万吨，占全国年秸秆废弃焚烧量约1/3，同时减少二氧化碳排放量约8150万吨，显著改善生态环境。 

秸秆燃料在农产品干燥领域的应用符合循环经济提倡的低投入、高效率的发展要求，有利于资源的节约和高效利用，保护了资源，维护了生态；更可贵的是能够使秸秆变废为宝，更多的农业生产中废弃物可以得到再生利用，直接保护了环境、涵养了生态。此外，也从根本上杜绝或降低焚烧秸秆带来的空气污染、交通受影响、引发火灾等政府头疼的难题，根治了废弃秸秆污染环境的问题，改善了农村生态环境和生活环境，促进了资源节约型和环境友好型经济发展。 

发明内容

一种智能型秸秆燃料直排式粮食烘干机，其特征是由智能控制器35、燃烧炉37、炉排调速电机36、一号炉排供风调速电机7、二号炉排供风调速电机11、三号炉排供风调速电机15、炉膛高温区温度传感器26、助燃区温度传感器28、燃料量控制调速电机31、冷风流量控制调速电机42、烟气温度传感器47和秸秆燃料箱34、秸秆燃料流量控制闸板2、秸秆燃料推料板1、链条式炉排12、圆弧形压火拱30、圆弧形前斜炉拱29、圆弧形炉上拱24、炉膛27、旋风除尘器20、一号消尘室38、二号消尘室39、烟气出口22、粉尘出口19、炉渣箱17、一号送风室5、二号送风室9、三号送风室13、圆筒形冷风配风箱43、冷风配风量调速电机42、烟气温度传感器47和引风机45、送风管道46、粮食烘干机49、干粮流量控制调速 电机50组成；智能控制器35和燃料量控制调速电机31、秸秆燃料流量控制闸板2、炉排调速电机36构成燃料供应自动控制系统；智能控制器35和炉排调速电机36、一号供风调速电机7、二号供风调速电机11、三号供风调速电机15、炉膛高温区温度传感器26、助燃区温度传感器28、燃料量控制调速电机31、秸秆燃料流量控制闸板2构成炉膛燃烧温度自动控制系统；智能控制器35和圆筒形冷风配风箱43、冷风配风量调速电机42、烟气温度传感器47、引风机45、送风管道46构成纯净烟气输出自动控制系统；智能控制器35和粮食烘干机49、烟气温度传感器47、干粮流量控制调速电机50构成烘干粮食产量自动控制系统；由旋风除尘器20和一号消尘室38、二号消尘室39组成烟气二级净化系统。 

本发明所采用的技术方案是：粮食收获季节，大量秸秆都被废弃在田间，通过拖拉机悬挂的拾禾器和粉碎机，将作物秸秆收集并粉碎成5毫米以下的碎粒状，然后直接装入随着拖拉机同步行走的农田车斗里，运回工厂加工成秸秆固体燃料32(储藏)，再通过输送机装入秸秆燃料箱34(装满后盖好箱盖33)，秸秆燃料在悬浮燃烧炉37内先预热再燃烧，在炉膛高温区27呈悬浮状燃烧的秸秆烟火25，借助高温烧净烟火中的黑度，烟火23经过旋风除尘器20进行一次除尘净化，然后进入消尘室38、39进行二次除尘净化，经过二次净化除尘的烟火21变成纯净高温烟气40，在圆筒形冷风配风箱43内，纯净烟气40和纯净冷空气41混合在一起，调配成达到设定要求温度的混合纯净低温烟气44，混合纯净低温烟气44经过引风机45的拉动，通过调风箱48分别进入粮食烘干机49直接用于烘干粮食，从而实现节省化石能源，减少碳排放量，发展低碳经济的目标。输入大气温度、湿度和湿粮含水率及设计产量等相关参数后：智能控制器35通过燃料量控制调速电机31、秸秆燃料流量控制闸板2、炉排调速电机36实现燃料量供应自动控制；智能控制 器35通过炉排调速电机36、一号供风调速电机7、二号供风调速电机11、三号供风调速电机15、炉膛高温区温度传感器26、助燃区温度传感器28实现炉膛燃烧温度自动控制；智能控制器35通过圆筒形冷风配风箱43、冷风配风量调速电机42、烟气温度传感器47、引风机45、送风管道46实现纯净烟气输出量自动控制；智能控制器35通过粮食烘干机49、烟气温度传感器47、干粮流量控制调速电机50实现烘干粮食产量自动控制；从而实现粮食烘干全程自动化生产。 

附图说明

图1为本发明专利-智能型秸秆燃料直排式粮食烘干机结构示意主视剖面图 

图2为本发明专利-智能型秸秆燃料直排式粮食烘干机结构示意左视半剖图 

本发明专利较已有技术相比具有如下特点： 

1、粮食烘干全程自动化生产方式，较人工凭经验生产法，产量高，用工量显著减少，燃料消耗达到最低，综合烘干成本同比下降30％以上，烘干质量更高。 

2、农产品传统的烘干方法是用煤作燃料，高耗能，高污染；用秸秆燃料替代煤炭烘干农产品，是清洁能源，可以实现节省化石能源，减少碳排放量，改善生态环境，发展低碳经济的目标。 

3、用纯净烟气直接烘干农产品，秸秆燃烧热量95％以上得到有效利用，而传统的燃煤烘干是用换热器换热烘干，换热器结垢严重后换热效率在50％以下，一吨秸秆与一吨煤炭的有效输出热效率基本相等。 

3、悬浮燃烧使秸秆燃料能实现彻底燃烧，不但提高了热效率，也有利于烟气净化。

4农产品烘干成本显著下降，企业经济效益明显提高，目前，煤 炭价格比前几年提高一倍，应用秸秆燃料，1吨秸秆燃料可以代替1吨煤炭，燃料费由900元/吨以上直降至300元/吨以下，每吨燃料成本下降67％。 

5、农产品烘干企业都是产地加工型企业，秸秆燃料取自于农村，应用于农村，使被废弃焚烧的秸秆变废为宝，增加了农民收入，解决焚烧秸秆带来的空气污染，引发火灾，影响交通的问题，促进资源节约型和环境友好型社会建设。 

具体实施方式

秸秆固体燃料32通过人工或输送机装入秸秆燃料箱34，秸秆燃料装箱满后，盖上箱盖33，秸秆燃料32在秸秆燃料推料板1的推动下，经过秸秆燃料控制闸板2、圆弧形压火拱30、到达秸秆燃料预热区3，在一号送风室5的鼓风助燃下，秸秆燃料32实现预热并开始燃烧，根据设计供热量的需求，智能控制器35通过控制燃料量控制调速电机31、秸秆燃料流量控制闸板2、炉排调速电机36实现燃料量供应自动控制，同时自动调整调控电机7的转速，通过一号调风门6调控助燃风量；在二号送风室9和三号送风室13鼓风的助燃下，进入高温燃烧区8的秸秆燃料32开始大火燃烧，正在燃烧的秸秆燃料32，由于体积小颗粒轻，在二号调风门10、三号调风门14的调控鼓风作用下，形成秸秆烟火25被吹向悬浮炉膛27，在悬浮炉膛的空中进行悬浮燃烧，1100℃以上的高温将存在于秸秆烟火中的林格曼黑度烧尽，智能控制器35通过炉排调速电机36、燃料量控制调速电机31、秸秆燃料流量控制闸板2、一号供风调速电机7、二号供风调速电机11、三号供风调速电机15、炉膛高温区温度传感器26、助燃区温度传感器28实现炉膛燃烧温度自动控制，根据设计烘干产量的需要，随时自动调整燃料供应量和燃烧温度；燃烧尽的秸秆燃料32，变成草木灰16，经过链条炉排12的推动，被推进炉渣箱17，最终被运到田间作为优质的有机肥用于提高地力；经过悬浮燃烧的秸秆燃料32，变成烟火23进入旋风除尘器20，在鼓风机助燃风4的推力和引风机45的引风拉力作用下，烟火23在旋风除尘器20内高速旋转，在离心力的作用下，烟火23中的粉尘 颗粒18被分离，经过粉尘出口19落入炉渣箱17，经过一次除尘净化的烟火21，通过烟火出口22，依次进入一号消尘室38和二号消尘室39，进行二次净化除尘，(一号消尘室和二号消尘室的空间分别比烟道空间增加15倍)；经过二次净化除尘的烟火21变成纯净高温烟气40，进入圆筒形冷风配风箱43，和纯净冷空气41进行均匀混合，智能控制器35通过圆筒形冷风配风箱43、冷风配风量调速电机42、烟气温度传感器47、引风机45、送风管道46实现纯净烟气输出量自动控制，根据粮食烘干机生产量的设计需要和纯净高温烟气40、纯净冷空气41的实测温度，自动调整生产所需的冷风量，最后调配成为达到设定要求温度的混合纯净低温烟气44，混合纯净低温烟气44经过引风机45的拉动，经过调风箱48的分流，进入粮食烘干机49直接用于烘干粮食；智能控制器35通过粮食烘干机49、烟气温度传感器47、干粮流量控制调速电机50实现烘干粮食产量自动控制，根据混合纯净低温烟气44的风量、温度和粮食的含水率，自动调整干粮流量控制调速电机50的转速，从而实现粮食烘干全程自动化生产，烘干后的干粮51，经输送机送至粮仓。 

Claims (6)

1.一种智能型秸秆燃料直排式粮食烘干机，其特征是由智能控制器(35)、燃烧炉(37)、炉排调速电机(36)、一号炉排供风调速电机(7)、二号炉排供风调速电机(11)、三号炉排供风调速电机(15)、炉膛高温区温度传感器(26)、助燃区温度传感器(28)、燃料量控制调速电机(31)、冷风流量控制调速电机(42)、烟气温度传感器(47)和秸秆燃料箱(34)、秸秆燃料流量控制闸板(2)、秸秆燃料推料板(1)、链条式炉排(12)、圆弧形压火拱(30)、圆弧形前斜炉拱(29)、圆弧形炉上拱(24)、炉膛(27)、旋风除尘器(20)、一号消尘室(38)、二号消尘室(39)、烟气出口(22)、粉尘出口(19)、炉渣箱(17)、一号送风室(5)、二号送风室(9)、三号送风室(13)、圆筒形冷风配风箱(43)、冷风配风量调速电机(42)、烟气温度传感器(47)和引风机(45)、送风管道(46)、粮食烘干机(49)、干粮流量控制调速电机(50)组成。

2.智能控制器(35)和燃料量控制调速电机(31)、秸秆燃料流量控制闸板(2)、炉排调速电机(36)构成燃料供应自动控制系统。

3.智能控制器(35)和炉排调速电机(36)、一号供风调速电机(7)、二号供风调速电机(11)、三号供风调速电机(15)、炉膛高温区温度传感器(26)、助燃区温度传感器(28)、燃料量控制调速电机(31)、秸秆燃料流量控制闸板(2)构成炉膛燃烧温度自动控制系统。

4.智能控制器(35)和圆筒形冷风配风箱(43)、冷风配风量调速电机(42)、烟气温度传感器(47)、引风机(45)、送风管道(46)构成纯净烟气输出自动控制系统。

5.智能控制器(35)和粮食烘干机(49)、烟气温度传感器(47)、干粮流量控制调速电机(50)构成烘干粮食产量自动控制系统。

6.由旋风除尘器(20)和一号消尘室(38)、二号消尘室(39)组成烟气二级除尘净化系统。

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