CN104132517B - 用于干燥农作物秸秆的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于干燥农作物秸秆的装置，包括干燥机、分离器和热交换器，所述干燥机包括滚筒，用于驱动所述滚筒旋转的驱动机构，与所述滚筒入口端相连通的入口机构以及与所述滚筒出口端相连通的出口机构，所述入口机构的顶部设有湿草段入口、中部设有入风口，所述出口机构的顶部设有热尾气出口、底部设有干草段出口。因此本发明提供的装置既通过热空气干燥农作物秸秆，又利用热空气分选农作物秸秆，采用该装置可以得到干燥、含水率均匀、而且除去各种异物、杂质的高质量的秸秆草段，从而可以提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及人造板的制造设备领域，特别是涉及用于干燥农作物秸秆的装置。
背景技术
农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源，我国每年的农作物秸秆产量在7亿吨左右。但是长期以来由于受消费观念和生活方式的影响，我国农村秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况，相当多的一部分农作物秸秆被弃置或者进行焚烧，没有得到合理开发利用，而充分利用秸秆这一可再生资源无疑是解决资源短缺的有效途径之一。使用农作物秸秆制造人造板就是其中一个确实可行且已经产业化的项目。
但农作物秸秆收购的质量却无法得到保证，这是一个严重制约秸秆综合利用尤其是秸秆人造板工业发展的瓶颈。据有关统计，收购的秸秆含水率从波动范围非常大，可覆盖15％～50％，更有甚者例如刚收割的秸秆或者经过雨淋不及风干的秸秆，含水更高。腐烂的、含有各种异物杂质的、含水率高且不均匀的秸秆，首先不能长期储存，更是给工业化生产带来巨大的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于干燥农作物秸秆的装置，既通过热空气干燥农作物秸秆，又利用热空气分选农作物秸秆，从而提高了秸秆的质量。
基于上述目的，本发明提供的用于干燥农作物秸秆的装置包括：
干燥机，所述干燥机包括滚筒，用于驱动所述滚筒旋转的驱动机构，与所述滚筒入口端相连通的入口机构以及与所述滚筒出口端相连通的出口机构，所述入口机构的顶部设有湿草段入口、中部设有入风口，所述出口机构的顶部设有热尾气出口、底部设有干草段出口；
分离器，用于除去热尾气中的轻杂质，所述分离器的顶部设有出气口，分离器的底部设有轻杂质出口，出气口与轻杂质出口之间设有入气口，该分离器的入气口与干燥机的热尾气出口相连通；和
热交换器，用于将新鲜空气与除杂后的热尾气进行热交换，所述热交换器的入气口与分离器的出气口相连，热交换器的出气口与干燥机的入风口相连通。
可选地，所述入口机构包括位于所述湿草段入口与入风口之间的磁选滚筒和位于所述磁选滚筒下方的金属排料口，当湿草段经过所述磁选滚筒的表面时，旋转的磁选滚筒将金属分离并通过金属排料口将金属排出所述干燥机。
较佳地，所述入口机构包括位于底部的呈倒V字型的导流板和砂石排放口，所述导流板的一侧板与砂石排放口相连通、另一侧板与滚筒的入口端相连通；热空气通过入风口进入入口机构，在热空气气流作用下，较重的砂石通过砂石排放口排出所述干燥机，较轻的湿草段通过导流板进入所述滚筒。
可选地，所述滚筒的内壁上设有抄板，进入滚筒的湿草段在抄板的作用下被抛起，并在热空气气流作用下向前落下，重复抛起和向前落下完成湿草段的干燥及输送，使干燥后的干草段进入出口机构。
优选地，所述滚筒出口端与出口机构之间设置有筛网以及位于所述筛网下方的重杂质出口，干草段经过所述筛网的筛分，重杂质通过重杂质出口排出所述干燥机，经过筛分的干草段则进入出口机构。
优选地，所述出口机构呈上宽下窄状，经过筛分的干草段进入出口机构，在重力作用下，合格的干草段通过干草段出口排出所述干燥机，热尾气通过热尾气出口排出所述干燥机，然后进入所述分离器。
优选地，筛网与滚筒的出口端固定相连，所述驱动机构在驱动滚筒转动的同时，筛网也随着滚筒一起转动。
可选地，所述分离器与热交换器之间连接有布袋除尘器，除杂后的热尾气根据需求量再次进入热交换器，而多余的热尾气经过布袋除尘器后排出所述用于干燥农作物秸秆的装置。
可选地，所述用于干燥农作物秸秆的装置还包括风送系统，所述风送系统用于将热尾气送入分离器。
可选地，所述湿草段的水分含量为≥12％，所述干草段的水分含量为3～20％。
从上面所述可以看出，本发明提供的用于干燥农作物秸秆的装置具有如下优点：1、由于秸秆收购地域、品种、时间的因素，含水率参差不齐，通过本发明提供的装置可使得秸秆含水率趋于统一，有利于长期储存或者直接加工使用；2、该装置降低了秸秆的含水率，含水率降低后，无论是储存还是进一步的加工(例如粉碎)都非常有利；3、在匀质以及降低秸秆含水率的同时，利用重力、风力、以及温度变化产生的应力等原理对秸秆进行金属、非金属、粉尘等的分离，去除了各种轻、重杂质和异物。
因此本发明提供的装置既通过热空气干燥农作物秸秆，又利用热空气分选农作物秸秆，采用该装置可以得到干燥、含水率均匀、而且除去各种异物、杂质的高质量的秸秆草段。
附图说明
图1为本发明实施例用于干燥农作物秸秆的结构示意图；
图2为本发明实施例干燥机的结构示意图。
其中：1、干燥机，2、分离器，201、出气口，202、轻杂质出口，203、入气口，3、热交换器，4、布袋除尘器，5、滚筒，7、入口机构，8、出口机构，701、湿草段入口，702、入风口，703、磁选滚筒，704、金属排料口，705、砂石排放口，706、导流板，801、热尾气出口，802、干草段出口，803、重杂质出口，804、筛网，9、抄板。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
参考图1，其为本发明实施例用于干燥农作物秸秆的结构示意图。作为本发明的一个实施例，所述用于干燥农作物秸秆的装置包括：干燥机1，分离器2和热交换器3，热交换器3依次与干燥机1、分离器2相连通，分离器2还与干燥机1相连通。
所述干燥机1包括滚筒5，用于驱动所述滚筒5旋转的驱动机构(图中未显示)，与所述滚筒5入口端相连通的入口机构7以及与所述滚筒5出口端相连通的出口机构8，所述入口机构7的顶部设有湿草段入口701、中部设有入风口702，所述出口机构8的顶部设有热尾气出口801、底部设有干草段出口802。
所述分离器2用于除去热尾气中的轻杂质，例如叶子、灰等轻杂质。所述分离器2的顶部设有出气口201，分离器的底部设有轻杂质出口202，出气口与轻杂质出口之间设有入气口203，该分离器的入气口203与干燥机1的热尾气出口801相连通。可选地，所述分离器2可以是一级或者多级旋风分离器。
所述热交换器3用于将新鲜空气与除杂后的热尾气进行热交换，所述热交换器3的入气口301与分离器的出气口201相连，热交换器的出气口302与干燥机的入风口702相连通。所述换热器3可以采用各种类型的换热器，更优的是使用间壁式换热器。进一步优选的是使用间壁式换热器中的管壳式换热器。新鲜空气被换热器3加热，然后进入干燥机1，用于干燥湿草段。
作为本发明的一个实施例，进入干燥机1的热空气(即经过热交换后的热空气)温度为60～400℃。更优的是80～250℃。进一步更优的是100～200℃。最优的是140～180℃。需要说明的是，新鲜空气也可以指高温烟道气，即该高温烟道气与除杂后的热尾气进行热交换，然后再进入干燥机1中。
作为本发明的又一个实施例，所述分离器2与热交换器3之间连接有布袋除尘器4，除杂后的热尾气根据需求量再次进入热交换器3，而多余的热尾气经过布袋除尘器4后排出所述用于干燥农作物秸秆的装置。通过布袋除尘器4排出的热尾气与进入热交换器3循环使用的热尾气的比例可以调节。循环使用的热尾气可以在热交换器3前重新注入该装置。
作为本发明的另一个实施例，所述湿草段草段长度在1～100mm。更优的是10～60mm。最优的是30～50mm。所述湿草段的含水率在12％以上。更优的是15～35％。进一步更优的是18～25％。经过干燥机1后，所述湿草段的含水率降低到3～20％。更优的是降低到8～18％。最优的是降低到12～15％。
参见图2，其为本发明实施例干燥机的结构示意图。作为本发明的又一个实施例，所述入口机构7包括位于所述湿草段入口701与入风口702之间的磁选滚筒703和位于所述磁选滚筒703下方的金属排料口704，当湿草段经过所述磁选滚筒703的表面时，旋转的磁选滚筒703将金属分离并通过金属排料口704将金属排出所述干燥机1。
较佳地，所述入口机构还包括位于底部的呈倒V字型的导流板706和砂石排放口705，所述导流板706的一侧板与砂石排放口705相连通、另一侧板与滚筒5的入口端相连通。热空气通过入风口702进入入口机构7，磁选后的湿草段在重力作用下继续下落，被热空气沿水平方向吹动。当磁选后的湿草段经过入风口702时，在热空气气流作用下，较重的砂石因水平方向位移小而通过砂石排放口705排出所述干燥机1，较轻的湿草段则通过导流板706被热空气吹进所述滚筒5内。
更为优选地，所述砂石排放口705设置有打散格栅，以防止湿草段成团地下落。
需要说明的是，较轻的湿草段可以直接被热空气吹入滚筒5，相对较重的湿草段则会落在导流板7的与滚筒5入口端相连通的一侧板上，然后再进入滚筒5，较重的砂石以及过于潮湿的湿草段落在导流板7的与砂石排放口705相连通的一侧板上，从而顺着导流板7落入砂石排放口705。
在本发明的又一个实施例中，所述滚筒5的内壁上设有抄板，驱动机构(图中未显示)驱动滚筒5旋转，进入滚筒5的湿草段在抄板9的作用下被抛起，并在热空气气流作用下向前落下，重复抛起和向前落下完成湿草段的干燥及输送，使干燥后的干草段进入出口机构7。所述滚筒5的转速可以调节，以达到合适的草段含水率为基础进行调节。例如，提高转速则会提高干草段的含水率，降低转速则会降低干草段的含水率。
带有较小和较轻砂石、泥块的湿草段被热空气带进干燥机1，秸秆、泥块被迅速加热，水分损失掉的同时秸秆以及附属在秸秆上面的泥块伴随着内部的应力的变化而发生形态的变化，产生变形、收缩、胀裂等现象，在热空气以及滚筒5转动的共同作用下泥块与秸秆分离，重的不断被滚筒5带起又落下，干燥的轻灰、草叶被风吹起。
作为本发明的另一个实施例，所述滚筒5出口端与出口机构7之间设置有筛网804以及位于所述筛网804下方的重杂质出口803，干草段经过所述筛网804的筛分，重杂质通过重杂质出口804排出所述干燥机，经过筛分的干草段则进入出口机构8。所述筛网804可以采用各种形式，孔径大小1～100mm。更优的是5～50mm。更优的是10～30mm。
需要说明的是，所述筛网804安装于滚筒5的出口端，当干草段被热空气带至滚筒5的末端(即筛网804处)时，随着筛网804的转动，较重的杂质被筛网804筛除，并由底部的重杂质出口803排出，经过筛分的干草段则被热空气吹入出口机构8。
在本实施中，筛网804与滚筒5的出口端固定相连，驱动机构在驱动滚筒5转动的同时，筛网804也随着滚筒5一起转动。而重杂质出口803、入口机构7和出口机构8则是固定不动的。
优选地，所述出口机构8呈上宽下窄状，从而形成分离腔，由于腔内体积较大，气流速度较低，经过筛分的干草段进入出口机构8，在重力作用下，合格的干草段通过干草段出口802排出所述干燥机1，热尾气通过热尾气出口801排出所述干燥机1，然后进入所述分离器2。
作为本发明的又一个实施例，所述用于干燥农作物秸秆的装置还包括风送系统，所述风送系统用于将热尾气送入分离器2，即热尾气通过风送系统进入分离器2。该风送系统的风力通过风机转速或者风门进行调节。风送系统的风机可以采用正压或者负压输送。在风送管道的风速在5～50m/s。更优的是10～40m/s。优选20～30m/s。
旋转的滚筒5壁上有一定角度的抄板9，由于抄板9和流动空气的共同作用，草段在干燥机1中前行，滚筒5的末端是筛网804，较重的杂质被筛网804筛除，并由底部的重杂质出口803排出，干燥后的草段由干草段出口802排出，而具有一定温度的热尾气则通过风送系统进入分离器2，继续分离其中的叶子、土、灰等异物，除杂后的热尾气根据需求量再次进入热交换器3，而多余的热尾气经过布袋除尘器4后排出所述用于干燥农作物秸秆的装置。
因此，本发明提供的用于干燥农作物秸秆的装置利用热空气，在干燥农作物(即湿草段)的同时对农作物秸秆进行分选。农作物秸秆在进入干燥机1后，先进行金属分选，再利用热空气对农作物秸秆中的砂石进行分离，然后利用筛网分离出细小沙粒，最后利用热空气将农作物秸秆中的粉尘分离。
具体地，举例来说：
收购的农作物秸秆，含水率20～30％，且含有泥土、砂石、金属等异物，用于秸秆人造板生产。将麦秸秸秆切成20～40mm的草段。将草段进入本发明提供的用于干燥农作物秸秆的装置。
使用新鲜空气，换热器采用管壳式换热器，通过布袋除尘器排放的热尾气和与进入热交换器循环使用的热尾气的比例为1:1。经过管壳式换热器后进入干燥机的空气温度为180℃，干燥机的筛网采用5mm方形孔筛网，风送管道风速为20m/s，采用一级旋风分离器处理热尾气，热尾气排出采用布袋除尘器。经过干燥的草段含水率在13％。
使用2×110双轴锤式粉碎机，粉碎机采用5mm筛网生产。粉碎机每小时的生产效率为4t。
而未经干燥的秸秆直接用来粉碎，则因为秸秆板含水率高，经常堵塞筛网，闷车；或者是石块异物打破筛网。经统计，每小时粉碎秸秆1.5t。
如上所述，本发明提供的用于干燥农作物秸秆的装置具有如下优点：1、由于秸秆收购地域、品种、时间的因素，含水率参差不齐，通过本发明提供的装置可使得秸秆含水率趋于统一，有利于长期储存或者直接加工使用；2、该装置降低了秸秆的含水率，含水率降低后，无论是储存还是进一步的加工(例如粉碎)都非常有利；3、在匀质以及降低秸秆含水率的同时，利用重力、风力、以及温度变化产生的应力等原理对秸秆进行金属、非金属、粉尘等的分离，去除了各种轻、重杂质和异物。
因此本发明提供的装置既通过热空气干燥农作物秸秆，又利用热空气分选农作物秸秆，采用该装置可以得到干燥、含水率均匀、而且除去各种异物、杂质的高质量的秸秆草段。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，包括：
干燥机，所述干燥机包括滚筒，用于驱动所述滚筒旋转的驱动机构，与所述滚筒入口端相连通的入口机构以及与所述滚筒出口端相连通的出口机构，所述入口机构的顶部设有湿草段入口、中部设有入风口，所述出口机构的顶部设有热尾气出口、底部设有干草段出口；其中，所述入口机构包括位于所述湿草段入口与入风口之间的磁选滚筒和位于所述磁选滚筒下方的金属排料口，当湿草段经过所述磁选滚筒的表面时，旋转的磁选滚筒将金属分离并通过金属排料口将金属排出所述干燥机；
分离器，用于除去热尾气中的轻杂质，所述分离器的顶部设有出气口，分离器的底部设有轻杂质出口，出气口与轻杂质出口之间设有入气口，该分离器的入气口与干燥机的热尾气出口相连通；和
热交换器，用于将新鲜空气与除杂后的热尾气进行热交换，所述热交换器的入气口与分离器的出气口相连，热交换器的出气口与干燥机的入风口相连通。
2.根据权利要求1所述的用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，所述入口机构包括位于底部的呈倒V字型的导流板和砂石排放口，所述导流板的一侧板与砂石排放口相连通、另一侧板与滚筒的入口端相连通；热空气通过入风口进入入口机构，在热空气气流作用下，较重的砂石通过砂石排放口排出所述干燥机，较轻的湿草段通过导流板进入所述滚筒。
3.根据权利要求1所述的用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，所述滚筒的内壁上设有抄板，进入滚筒的湿草段在抄板的作用下被抛起，并在热空气气流作用下向前落下，重复抛起和向前落下完成湿草段的干燥及输送，使干燥后的干草段进入出口机构。
4.根据权利要求3所述的用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，所述滚筒出口端与出口机构之间设置有筛网以及位于所述筛网下方的重杂质出口，干草段经过所述筛网的筛分，重杂质通过重杂质出口排出所述干燥机，经过筛分的干草段则进入出口机构。
5.根据权利要求3所述的用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，所述出口机构呈上宽下窄状，经过筛分的干草段进入出口机构，在重力作用下，合格的干草段通过干草段出口排出所述干燥机，热尾气通过热尾气出口排出所述干燥机，然后进入所述分离器。
6.根据权利要求4所述的用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，筛网与滚筒的出口端固定相连，所述驱动机构在驱动滚筒转动的同时，筛网也随着滚筒一起转动。
7.根据权利要求1所述的用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，所述分离器与热交换器之间连接有布袋除尘器，除杂后的热尾气根据需求量再次进入热交换器，而多余的热尾气经过布袋除尘器后排出所述用于干燥农作物秸秆的装置。
8.根据权利要求1所述的用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，所述用于干燥农作物秸秆的装置还包括风送系统，所述风送系统用于将热尾气送入分离器。
9.根据权利要求1所述的用于干燥农作物秸秆的装置，其特征在于，所述湿草段的水分含量为≥12％，所述干草段的水分含量为3～20％。
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| KR101419901B1 (ko) * | 2013-06-04 | 2014-07-15 | 한국에너지기술연구원 | 선회기류 건조장치 |
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2014
- 2014-08-08 CN CN201410391686.1A patent/CN104132517B/zh active Active
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