CN104673395A - 适用于气流床气化的生物质预处理系统 - Google Patents

适用于气流床气化的生物质预处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于气流床气化的生物质预处理系统，包括粗碎机、烘干机和烘焙反应器，粗碎机的出料口与烘干机的进料口相连，烘干机的出料口与烘焙反应器的进料口相连，烘焙反应器包括反应器本体、转轴、驱动组件、至少一块塔板、刮料板和烘焙介质输入管，烘焙介质输入管的输入端分别贯穿伸出至反应器本体外，每块塔板的盘面上分别设有鼓泡孔，每块塔板与对应的烘焙介质输入管之间分别设有一块带扇形缺口的托盘，托盘上的缺口与对应的塔板上的缺口的大小和布置位置相配合，托盘上至少安装有一个与对应的烘焙介质输入管的输出端连通的风帽，风帽的出风口朝向对应的塔板。适用于生物质预处理。

Description

适用于气流床气化的生物质预处理系统
技术领域
本发明涉及生物质能源技术领域，具体地指一种适用于气流床气化的生物质预处理系统。
背景技术
随着煤炭、石油、天然气等化石能源储量的减少以及因化石能源的大量使用带来的环境污染问题对人类生存发展的威胁，发展可再生环保型能源愈加受到重视。生物质是一种通过光合作用形成的有机物，其具有储量巨大、分布广泛且燃烧气化后二氧化碳零排放等特点，是一种重要的可再生能源。然而，生物质的分散、高含水、高含氧和难破碎的特征限制了生物质的大规模气化利用。
目前，已有的生物质气化技术包括固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术三类，前两种因气化温度低于1000℃，产出粗煤气中含有的焦油在增加合成气净化成本的同时也对环境和设备产生污染，而气流床气化技术气化中心温度高达1200℃，能将焦油等彻底分解成气体，是最为环保的生物质气化技术。但生物质气流床气化技术的发展存在瓶颈——如何通过一定的手段将富含纤维素的生物质粉碎制得合格的生物质粉。
现在，大多采用烘焙技术解决上述瓶颈，具体地，其是在常压惰性条件下，200-300℃温度下发生的生物质脱水和部分脱挥发份反应，烘焙后生物质因纤维结构遭到破坏大大降低了粉碎加工成本，搭配相应的制粉、风粉分离、除尘工序即可形成一套适用于气流床气化的生物质预处理系统。中国专利CN103370401A公布了一种用于木质纤维素材料烘焙的方法和系统，其特征在于生物质原料在烘焙反应器内垂直堆叠的托盘上部随盘转动并与喷入反应器的高温气体接触以实现干燥、烘焙，生物质从上层托盘的缺口处落到下部托盘上以实现上下层托盘之间物料的转移。这种生物质预处理系统在实际使用时存在以下问题：
由于喷入反应器内的气体只能通过上层托盘上的缺口进入该上层托盘以上的空间，所以气体无法均匀分布且其与生物质原料的接触时间很短，这样，气体还未充分换热就从更上层托盘上的缺口进入该更上层托盘以上的空间，从而严重降低了烘焙的效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种烘焙效果好的适用于气流床气化的生物质预处理系统。
为实现上述目的，本发明所设计的适用于气流床气化的生物质预处理系统，包括粗碎机、烘干机和烘焙反应器，所述粗碎机的出料口与所述烘干机的进料口相连，所述烘干机的出料口与所述烘焙反应器的进料口相连，所述烘焙反应器包括筒状结构的反应器本体、安装在所述反应器本体轴线上的转轴、安装在所述反应器本体上且与所述转轴相连的驱动组件、至少一块安装在所述反应器本体内的带扇形缺口的塔板、安装在所述转轴上且与所述塔板上表面贴合的刮料板、输出端布置在所述塔板下方的烘焙介质输入管，所述烘焙介质输入管的输入端分别贯穿伸出至所述反应器本体外，每块所述塔板的盘面上分别设有鼓泡孔，每块所述塔板与对应的所述烘焙介质输入管之间分别设有一块带扇形缺口的托盘，所述托盘上的缺口与对应的所述塔板上的缺口的大小和布置位置相配合，所述托盘上至少安装有一个与对应的所述烘焙介质输入管的输出端连通的风帽，所述风帽的出风口朝向对应的所述塔板。通过在塔板上加设鼓泡孔，并在塔板下方加设与烘焙介质输入管连通的风帽，再用托盘固定风帽，这样，从烘焙介质输入管输出的烘焙介质可通过风帽穿过鼓泡孔，直接与塔板上生物质原料接触进行热交换，而无需先通过细小的扇形缺口，再与塔板上生物质原料接触进行热交换，从而大大地提高了热交换的效率，且烘焙介质可更均匀地与生物质原料接触，进而使得烘焙效果更好；同时，由于本系统中的烘焙介质是自下而上的与生物质原料接触，而现有技术中的烘焙介质是自上而下的与生物质原料接触，所以本系统中的烘焙介质与生物质原料的接触时间更长、接触面积更大，从而进行的热交换更充分，烘焙效果更好。
在上述方案中，所述塔板与对应的所述托盘之间位于所述扇形缺口边缘的位置设有密封板，所述密封板、对应的所述托盘、对应的所述塔板和所述反应器本体共同围成吹风室。通过加设的密封板与托盘、塔板和反应器本体共同围成吹风室，这样，更有利于烘焙介质顺利地穿过鼓泡孔，加速了烘焙介质的流动，从而进一步地提高了热交换的效率，提高了烘焙效果；同时，围成的吹风室限制了烘焙介质的流动范围，这样烘焙介质不会流经扇形缺口，从而使得烘焙介质的上行不会干扰生物质原料的下落，进而提高了生物质原料的处理效率。
在上述方案中，所述密封板为折弯角度与所述扇形缺口相配合的折弯板或由两块平板焊接而成的拼装板。
在上述方案中，所述密封板上端与对应的所述塔板的扇形缺口的两半径边缘密封固定连接，所述密封板下端与对应的所述托盘的扇形缺口的两半径边缘密封固定连接，所述塔板的外边缘与所述反应器本体的内壁密封连接，所述托盘的外边缘与所述反应器本体的内壁密封连接。
在上述方案中，所述鼓泡孔均匀布满在所述塔板的盘面上。通过将鼓泡孔均匀布满在塔板的盘面上，这样能尽可能地增大烘焙介质与生物质原料的接触面积，使热交换更充分，从而进一步地提高了烘焙效果。
在上述方案中，所述鼓泡孔的直径小于生物质原料的粒径。通过将鼓泡孔的直径设计成小于生物质原料的粒径，以避免生物质原料直接从鼓泡孔内漏出。
在上述方案中，所述风帽沿圆周方向均匀布置在所述托盘上。通过将风帽均布在托盘上，这样能使烘焙介质与生物质原料均匀接触，使热交换更充分均匀，再进一步地提高了烘焙效果。
在上述方案中，所述托盘为盘面向下的锥形结构。通过将托盘设计成锥形结构，这样能避免生物质灰停留在托盘上而不掉落到下层。
在上述方案中，所述托盘的外边缘沿圆周方向均匀设有落灰口。通过在托盘的外边缘加设落灰口，这样可通过空气炮吹扫的方式将生物质灰从落灰口处排出，最终从烘焙反应器的出料口。
在上述方案中，所述转轴上对应每个所述塔板上表面的位置分别安装有至少一块用于将生物质原料摊平的拨料板。通过加设的拨料板可将塔板上的生物质原料摊平，从而增大了生物质原料与烘焙介质的接触面积，使热交换更充分，再进一步地提高了烘焙效果。
在上述方案中，所述拨料板与对应的所述塔板上表面之间的间隙为2～5cm。
在上述方案中，同一所述塔板上对应的所述拨料板和所述刮料板错位布置。
在上述方案中，所述拨料板和所述刮料板的外边缘均与所述反应器本体的内表面贴合。通过将拨料板和刮料板的外边缘设计成均与反应器本体的内表面贴合，这样能避免生物质原料残留在塔板上，影响烘焙效果。
在上述方案中，所述反应器本体外对应所述烘焙介质输入管的输入端的位置设有可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的烘焙介质主管道，所有所述烘焙介质输入管的输入端均与所述烘焙介质主管道连通。通过加设可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的烘焙介质主管道，这样能充分利用能源，避免能源的浪费，节能环保。
在上述方案中，所述烘干机下部设有可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的干燥介质入口，所述烘干机上部设有干燥介质出口。通过将生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体通入干燥介质入口，这样能充分利用能源，避免能源的浪费，节能环保。
在上述方案中，本系统还包括细碎机、粗粉分离器、细粉捕集器、储料仓和气力输送风机，所述细碎机的进料口与所述烘焙反应器的出料口连通，所述细碎机的出料口与所述粗粉分离器的进料口连通，所述粗粉分离器的粗料出料口又与所述细碎机的进料口连通，所述粗粉分离器的细料出料口与所述细粉捕集器的进料口连通，所述细粉捕集器的出料口与所述储料仓连通，所述细粉捕集器的出风口与所述气力输送风机的进风口连通，所述气力输送风机的出风口与所述细碎机的出料口上的管道连通。通过加设细碎机、粗粉分离器和细粉捕集器，这样能细化生物质原料的粒径。
在上述方案中，所述气力输送风机的出风口与所述细碎机的出料口上的管道斜向连通，所述气力输送风机的出风口的出风方向与所述细碎机的出料口的出料方向一致。通过将气力输送风机的出风口的出风方向设计成与细碎机的出料口的出料方向一致，这样更有利于细碎机的出料。
在上述方案中，所述细粉捕集器的出料口与所述储料仓之间设有计量气锁阀。通过在细粉捕集器的出料口与储料仓之间加设计量气锁阀，这样能方便的监测生物质原料的处理量。
本发明的优点在于：
1、通过在塔板上加设鼓泡孔，并在塔板下方加设与烘焙介质输入管连通的风帽，再用托盘固定风帽，这样，从烘焙介质输入管输出的烘焙介质可通过风帽穿过鼓泡孔，直接与塔板上生物质原料接触进行热交换，而无需先通过细小的扇形缺口，再与塔板上生物质原料接触进行热交换，从而大大地提高了热交换的效率，且烘焙介质可更均匀地与生物质原料接触，进而使得烘焙效果更好；
2、由于本系统中的烘焙介质是自下而上的与生物质原料接触，而现有技术中的烘焙介质是自上而下的与生物质原料接触，所以本系统中的烘焙介质与生物质原料的接触时间更长、接触面积更大，从而进行的热交换更充分，烘焙效果更好；
3、通过加设的密封板与托盘、塔板和反应器本体共同围成吹风室，这样，更有利于烘焙介质顺利地穿过鼓泡孔，加速了烘焙介质的流动，从而进一步地提高了热交换的效率，提高了烘焙效果；
4、围成的吹风室限制了烘焙介质的流动范围，这样烘焙介质不会流经扇形缺口，从而使得烘焙介质的上行不会干扰生物质原料的下落，进而提高了生物质原料的处理效率；
5、通过将鼓泡孔均匀布满在塔板的盘面上，这样能尽可能地增大烘焙介质与生物质原料的接触面积，使热交换更充分，从而进一步地提高了烘焙效果；
6、通过将鼓泡孔的直径设计成小于生物质原料的粒径，以避免生物质原料直接从鼓泡孔内漏出；
7、通过将风帽均布在托盘上，这样能使烘焙介质与生物质原料均匀接触，使热交换更充分均匀，再进一步地提高了烘焙效果；
8、通过将托盘设计成锥形结构，这样能避免生物质灰停留在托盘上而不掉落到下层；
9、通过在托盘的外边缘加设落灰口，这样可通过空气炮吹扫的方式将生物质灰从落灰口处排出，最终从烘焙反应器的出料口；
10、通过加设的拨料板可将塔板上的生物质原料摊平，从而增大了生物质原料与烘焙介质的接触面积，使热交换更充分，再进一步地提高了烘焙效果；
11、通过将拨料板和刮料板的外边缘设计成均与反应器本体的内表面贴合，这样能避免生物质原料残留在塔板上，影响烘焙效果；
12、通过加设可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的烘焙介质主管道，这样能充分利用能源，避免能源的浪费，节能环保；
13、通过将生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体通入干燥介质入口，这样能充分利用能源，避免能源的浪费，节能环保；
14、通过加设细碎机、粗粉分离器和细粉捕集器，这样能细化生物质原料的粒径；
15、通过将气力输送风机的出风口的出风方向设计成与细碎机的出料口的出料方向一致，这样更有利于细碎机的出料；
16、通过在细粉捕集器的出料口与储料仓之间加设计量气锁阀，这样能方便的监测生物质原料的处理量。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为烘焙反应器的结构示意图；
图3为沿图2中A-A线的剖面结构示意图(去掉了反应器本体)；
图4为沿图2中B-B线的剖面结构示意图(去掉了反应器本体)；
图5沿图2中C-C线的剖面结构示意图(去掉了反应器本体)；
图6沿图2中D-D线的剖面结构示意图(去掉了反应器本体)；
图7沿图2中E-E线的剖面结构示意图(去掉了反应器本体)；
图8沿图2中F-F线的剖面结构示意图(去掉了反应器本体)。
图中：粗碎机1，烘干机2，干燥介质入口2a，干燥介质出口2b，烘焙反应器3，反应器本体3a，转轴3b，驱动组件3c，塔板3d，鼓泡孔3d1，刮料板3e，烘焙介质输入管3f，托盘3g，落灰口3g1，风帽3h，密封板3i，吹风室3j，拨料板3k，烘焙介质主管道4，细碎机5，粗粉分离器6，细粉捕集器7，储料仓8，气力输送风机9，计量气锁阀10。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
如图1所示的适用于气流床气化的生物质预处理系统，包括粗碎机1、烘干机2和烘焙反应器3，所述粗碎机1的出料口与所述烘干机2的进料口相连，所述烘干机2的出料口与所述烘焙反应器3的进料口相连，所述烘干机2为滚筒式烘干机，所述烘焙反应器3包括筒状结构的反应器本体3a、安装在所述反应器本体3a轴线上的转轴3b、安装在所述反应器本体3a上且与所述转轴3b相连的驱动组件3c、至少一块安装在所述反应器本体3a内的带扇形缺口的塔板3d、固定安装在所述转轴3b上且与所述塔板3d上表面贴合的刮料板3e、数量与所述塔板3d一致且输出端布置在对应所述塔板3d下方的烘焙介质输入管3f，所述烘焙介质输入管3f的输入端分别贯穿伸出至所述反应器本体3a外，每块所述塔板3d的盘面上分别设有鼓泡孔3d1，每块所述塔板3d与对应的所述烘焙介质输入管3f之间分别设有一块带扇形缺口的托盘3g，所述托盘3g上的缺口与对应的所述塔板3d上的缺口的大小和布置位置相配合，所述托盘3g上至少安装有一个与对应的所述烘焙介质输入管3f的输出端连通的风帽3h，所述风帽3h的出风口朝向对应的所述塔板3d。通过在塔板3d上加设鼓泡孔3d1，并在塔板3d下方加设与烘焙介质输入管3f连通的风帽3h，再用托盘3g固定风帽3h，这样，从烘焙介质输入管3f输出的烘焙介质可通过风帽3h穿过鼓泡孔3d1，直接与塔板3d上生物质原料接触进行热交换，而无需先通过细小的扇形缺口，再与塔板3d上生物质原料接触进行热交换，从而大大地提高了热交换的效率，且烘焙介质可更均匀地与生物质原料接触，进而使得烘焙效果更好；同时，由于本系统中的烘焙介质是自下而上的与生物质原料接触，而现有技术中的烘焙介质是自上而下的与生物质原料接触，所以本系统中的烘焙介质与生物质原料的接触时间更长、接触面积更大，从而进行的热交换更充分，烘焙效果更好。
上述塔板3d与对应的所述托盘3g之间位于所述扇形缺口边缘的位置设有密封板3i，所述密封板3i、对应的所述托盘3g、对应的所述塔板3d和所述反应器本体3a共同围成吹风室3j。通过加设的密封板3与托盘3g、塔板3d和反应器本体3a共同围成吹风室3j，这样，更有利于烘焙介质顺利地穿过鼓泡孔3d1，加速了烘焙介质的流动，从而进一步地提高了热交换的效率，提高了烘焙效果；同时，围成的吹风室3j限制了烘焙介质的流动范围，这样烘焙介质不会流经扇形缺口，从而使得烘焙介质的上行不会干扰生物质原料的下落，进而提高了生物质原料的处理效率。所述密封板3i为折弯角度与所述扇形缺口相配合的折弯板或由两块平板焊接而成的拼装板。所述密封板3i上端与对应的所述塔板3d的扇形缺口的两半径边缘密封固定连接，所述密封板3i下端与对应的所述托盘3g的扇形缺口的两半径边缘密封固定连接，所述塔板3d的外边缘与所述反应器本体3a的内壁密封连接，所述托盘3g的外边缘与所述反应器本体3a的内壁密封连接。
上述鼓泡孔3d1均匀布满在所述塔板3d的盘面上。通过将鼓泡孔3d1均匀布满在塔板3d的盘面上，这样能尽可能地增大烘焙介质与生物质原料的接触面积，使热交换更充分，从而进一步地提高了烘焙效果。所述鼓泡孔3d1的直径小于生物质原料的粒径。通过将鼓泡孔3d1的直径设计成小于生物质原料的粒径，以避免生物质原料直接从鼓泡孔3d1内漏出。
上述风帽3h沿圆周方向均匀布置在所述托盘3g上。通过将风帽3h均布在托盘3g上，这样能使烘焙介质与生物质原料均匀接触，使热交换更充分均匀，再进一步地提高了烘焙效果。所述风帽3h布置在所述托盘3g的中部。
上述托盘3g为盘面向下的锥形结构。通过将托盘3g设计成锥形结构，这样能避免生物质灰停留在托盘3g上而不掉落到下层。所述托盘3g的外边缘沿圆周方向均匀设有落灰口3g1。通过在托盘3g的外边缘加设落灰口3g1，这样可通过空气炮吹扫的方式将生物质灰从落灰口3g1处排出，最终从烘焙反应器3的出料口。
上述转轴3b上对应每个所述塔板3d上表面的位置分别固定安装有至少一块用于将生物质原料摊平的拨料板3k。通过加设的拨料板3k可将塔板3d上的生物质原料摊平，从而增大了生物质原料与烘焙介质的接触面积，使热交换更充分，再进一步地提高了烘焙效果。所述拨料板3k与对应的所述塔板3d上表面之间的间隙为2～5cm。同一所述塔板3d上对应的所述拨料板3k和所述刮料板3e错位布置，每块所述塔板3d上对应的所述刮料板3e和所述拨料板3k的数量可根据实际需要设计，且所述刮料板3e和所述拨料板3k沿圆周方向均匀布置在所述塔板3d上。具体地，可将所述扇形缺口设计成60度的圆弧角，对应地，每间隔60度圆弧角依次交替分别布置一块所述刮料板3e和一块所述拨料板3k；也可将所述扇形缺口设计成90度的圆弧角，对应地，每间隔90度圆弧角依次交替分别布置一块所述刮料板3e和一块所述拨料板3k。
上述拨料板3k和所述刮料板3e的外边缘均与所述反应器本体3a的内表面贴合。通过将拨料板3k和刮料板3e的外边缘设计成均与反应器本体3a的内表面贴合，这样能避免生物质原料残留在塔板3d上，影响烘焙效果。
上述反应器本体3a外对应所述烘焙介质输入管3f的输入端的位置设有可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的烘焙介质主管道4，所有所述烘焙介质输入管3f的输入端均与所述烘焙介质主管道4连通。通过加设可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的烘焙介质主管道4，这样能充分利用能源，避免能源的浪费，节能环保。所述烘干机2下部设有可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的干燥介质入口2a，所述烘干机2上部设有干燥介质出口2b。通过将生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体通入干燥介质入口2a，这样能充分利用能源，避免能源的浪费，节能环保。
本系统还包括细碎机5、粗粉分离器6、细粉捕集器7、储料仓8和气力输送风机9，所述细碎机5的进料口与所述烘焙反应器3的出料口连通，所述细碎机5的出料口与所述粗粉分离器6的进料口连通，所述粗粉分离器6的粗料出料口又与所述细碎机5的进料口连通，所述粗粉分离器6的细料出料口与所述细粉捕集器7的进料口连通，所述细粉捕集器7的出料口与所述储料仓8连通，所述细粉捕集器7的出风口与所述气力输送风机9的进风口连通，所述气力输送风机9的出风口与所述细碎机5的出料口上的管道连通。通过加设细碎机5、粗粉分离器6和细粉捕集器7，这样能细化生物质原料的粒径。所述气力输送风机9的出风口与所述细碎机5的出料口上的管道斜向连通，所述气力输送风机9的出风口的出风方向与所述细碎机5的出料口的出料方向一致。通过将气力输送风机9的出风口的出风方向设计成与细碎机5的出料口的出料方向一致，这样更有利于细碎机5的出料。
上述细粉捕集器7的出料口与所述储料仓8之间设有计量气锁阀10。通过在细粉捕集器7的出料口与储料仓8之间加设计量气锁阀10，这样能方便的监测生物质原料的处理量。
本发明使用时：
首先，正常运转烘干机2和烘焙反应器3，分别向烘干机2和烘焙反应器3中连续通入100～150℃的干燥介质和250～350℃的烘焙介质，烘焙介质依次经过烘焙介质主管道4、烘焙介质输入管3f、风帽3h后进入吹风室3j，吹风室3j内的烘焙介质通过塔板3d表面的鼓泡孔3d1进入塔板3d的上部空间，待干燥介质和烘焙介质分别充满烘干机2和烘焙反应器3机体内；然后，将生物质原料加入粗碎机1，将生物质粗碎的粒径控制在＜100mm范围内，初步破碎的生物质经过烘干机2烘干后进入烘焙反应器3内并落到塔板3d上；接着，转动的转轴3b带动拨料板3k和刮料板3e转动，拨料板3k将落在塔板3d上的生物质拨散并摊平均匀，使由鼓泡孔3d1通入的烘焙介质对生物质进行烘焙，同时刮料板3e将烘焙后的生物质刮至扇形缺口处，生物质便顺序自上而下地落至第二块和第三块塔板3d(反应器本体3a内的塔板3d从上到下数，分别为第一块、第二块和第三块塔板3d)上，并分别在第二块和第三块塔板3d上重复生物质在第一块塔板3d上的烘焙过程，烘焙后烘焙反应器3内的烘焙介质和生物质烘焙过程产生的烘焙气体由下而上通过第二层、第一层的扇形缺口，最终由烘焙反应器3上端的烘焙介质出口排出；同时，完成烘焙后的生物质依次通过第三块塔板3d的扇形缺口、烘焙反应器3的出料口排出并输送至细碎机5内进行粉碎；最后，气力输送风机9将细碎机5粉碎后的烘焙生物质输送至粗粉分离器6内进行粗细粉分离，粒径＞0.1mm的生物质被输送回细碎机5内继续粉碎直至粒径达到≤0.1mm，粒径≤0.1mm的生物质依次通过细粉捕集器7和计量气锁阀10进入储料仓8内，从而完成生物质的预处理过程；另外，细粉捕集器7分离出的输送风通过气力输送风机9送至细碎机5和粗粉分离器6之间的管道，从而实现风力的重复循环使用。
操作时，烘干机2的干燥介质和烘焙反应器3的烘焙介质取至与生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体，达到对余热的充分有效利用。
操作时，通过驱动组件3c(本实施例中驱动组件3c选为电机及变速器)调节转轴3b的转速，进而调节拨料板3k和刮料板3e的转速，实现对生物质烘焙停留时间的合理有效控制。
操作时，当烘焙反应器3的托盘3g表面掉落有生物质灰时，生物质灰能够从落灰孔3g1处排出，若生物质灰堆积过多时，能够采用空气炮吹扫的方式将生物质灰从落灰孔3g1处排出，并最终通过烘焙反应器3的出料口排出。
本发明通过在塔板3d上加设鼓泡孔3d1，并在塔板3d下方加设与烘焙介质输入管3f连通的风帽3h，再用托盘3g固定风帽3h，这样，从烘焙介质输入管3f输出的烘焙介质可通过风帽3h穿过鼓泡孔3d1，直接与塔板3d上生物质原料接触进行热交换，而无需先通过细小的扇形缺口，再与塔板3d上生物质原料接触进行热交换，从而大大地提高了热交换的效率，且烘焙介质可更均匀地与生物质原料接触，进而使得烘焙效果更好；由于本系统中的烘焙介质是自下而上的与生物质原料接触，而现有技术中的烘焙介质是自上而下的与生物质原料接触，所以本系统中的烘焙介质与生物质原料的接触时间更长、接触面积更大，从而进行的热交换更充分，烘焙效果更好；通过加设的密封板3与托盘3g、塔板3d和反应器本体3a共同围成吹风室3j，这样，更有利于烘焙介质顺利地穿过鼓泡孔3d1，加速了烘焙介质的流动，从而进一步地提高了热交换的效率，提高了烘焙效果；围成的吹风室3j限制了烘焙介质的流动范围，这样烘焙介质不会流经扇形缺口，从而使得烘焙介质的上行不会干扰生物质原料的下落，进而提高了生物质原料的处理效率；通过将鼓泡孔3d1均匀布满在塔板3d的盘面上，这样能尽可能地增大烘焙介质与生物质原料的接触面积，使热交换更充分，从而进一步地提高了烘焙效果；通过将鼓泡孔3d1的直径设计成小于生物质原料的粒径，以避免生物质原料直接从鼓泡孔3d1内漏出；通过将风帽3h均布在托盘3g上，这样能使烘焙介质与生物质原料均匀接触，使热交换更充分均匀，再进一步地提高了烘焙效果；通过将托盘3g设计成锥形结构，这样能避免生物质灰停留在托盘3g上而不掉落到下层；通过在托盘3g的外边缘加设落灰口3g1，这样可通过空气炮吹扫的方式将生物质灰从落灰口3g1处排出，最终从烘焙反应器3的出料口；通过加设的拨料板3k可将塔板3d上的生物质原料摊平，从而增大了生物质原料与烘焙介质的接触面积，使热交换更充分，再进一步地提高了烘焙效果；通过将拨料板3k和刮料板3e的外边缘设计成均与反应器本体3a的内表面贴合，这样能避免生物质原料残留在塔板3d上，影响烘焙效果；通过加设可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的烘焙介质主管道4，这样能充分利用能源，避免能源的浪费，节能环保；通过将生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体通入干燥介质入口2a，这样能充分利用能源，避免能源的浪费，节能环保；通过加设细碎机5、粗粉分离器6和细粉捕集器7，这样能细化生物质原料的粒径；通过将气力输送风机9的出风口的出风方向设计成与细碎机5的出料口的出料方向一致，这样更有利于细碎机5的出料；通过在细粉捕集器7的出料口与储料仓8之间加设计量气锁阀10，这样能方便的监测生物质原料的处理量。

Claims (18)

1.一种适用于气流床气化的生物质预处理系统，包括粗碎机(1)、烘干机(2)和烘焙反应器(3)，所述粗碎机(1)的出料口与所述烘干机(2)的进料口相连，所述烘干机(2)的出料口与所述烘焙反应器(3)的进料口相连，所述烘焙反应器(3)包括筒状结构的反应器本体(3a)、安装在所述反应器本体(3a)轴线上的转轴(3b)、安装在所述反应器本体(3a)上且与所述转轴(3b)相连的驱动组件(3c)、至少一块安装在所述反应器本体(3a)内的带扇形缺口的塔板(3d)、安装在所述转轴(3b)上且与所述塔板(3d)上表面贴合的刮料板(3e)、输出端布置在所述塔板(3d)下方的烘焙介质输入管(3f)，所述烘焙介质输入管(3f)的输入端分别贯穿伸出至所述反应器本体(3a)外，其特征在于：每块所述塔板(3d)的盘面上分别设有鼓泡孔(3d1)，每块所述塔板(3d)与对应的所述烘焙介质输入管(3f)之间分别设有一块带扇形缺口的托盘(3g)，所述托盘(3g)上的缺口与对应的所述塔板(3d)上的缺口的大小和布置位置相配合，所述托盘(3g)上至少安装有一个与对应的所述烘焙介质输入管(3f)的输出端连通的风帽(3h)，所述风帽(3h)的出风口朝向对应的所述塔板(3d)。
2.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述塔板(3d)与对应的所述托盘(3g)之间位于所述扇形缺口边缘的位置设有密封板(3i)，所述密封板(3i)、对应的所述托盘(3g)、对应的所述塔板(3d)和所述反应器本体(3a)共同围成吹风室(3j)。
3.根据权利要求2所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述密封板(3i)为折弯角度与所述扇形缺口相配合的折弯板或由两块平板焊接而成的拼装板。
4.根据权利要求2所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述密封板(3i)上端与对应的所述塔板(3d)的扇形缺口的两半径边缘密封固定连接，所述密封板(3i)下端与对应的所述托盘(3g)的扇形缺口的两半径边缘密封固定连接，所述塔板(3d)的外边缘与所述反应器本体(3a)的内壁密封连接，所述托盘(3g)的外边缘与所述反应器本体(3a)的内壁密封连接。
5.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述鼓泡孔(3d1)均匀布满在所述塔板(3d)的盘面上。
6.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述鼓泡孔(3d1)的直径小于生物质原料的粒径。
7.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述风帽(3h)沿圆周方向均匀布置在所述托盘(3g)上。
8.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述托盘(3g)为盘面向下的锥形结构。
9.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述托盘(3g)的外边缘沿圆周方向均匀设有落灰口(3g1)。
10.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述转轴(3b)上对应每个所述塔板(3d)上表面的位置分别安装有至少一块用于将生物质原料摊平的拨料板(3k)。
11.根据权利要求10所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述拨料板(3k)与对应的所述塔板(3d)上表面之间的间隙为2～5cm。
12.根据权利要求10所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：同一所述塔板(3d)上对应的所述拨料板(3k)和所述刮料板(3e)错位布置。
13.根据权利要求10所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述拨料板(3k)和所述刮料板(3e)的外边缘均与所述反应器本体(3a)的内表面贴合。
14.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述反应器本体(3a)外对应所述烘焙介质输入管(3f)的输入端的位置设有可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的烘焙介质主管道(4)，所有所述烘焙介质输入管(3f)的输入端均与所述烘焙介质主管道(4)连通。
15.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述烘干机(2)下部设有可通入生物质气流床产生的合成气换热后得到的惰性热气体的干燥介质入口(2a)，所述烘干机(2)上部设有干燥介质出口(2b)。
16.根据权利要求1所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：还包括细碎机(5)、粗粉分离器(6)、细粉捕集器(7)、储料仓(8)和气力输送风机(9)，所述细碎机(5)的进料口与所述烘焙反应器(3)的出料口连通，所述细碎机(5)的出料口与所述粗粉分离器(6)的进料口连通，所述粗粉分离器(6)的粗料出料口又与所述细碎机(5)的进料口连通，所述粗粉分离器(6)的细料出料口与所述细粉捕集器(7)的进料口连通，所述细粉捕集器(7)的出料口与所述储料仓(8)连通，所述细粉捕集器(7)的出风口与所述气力输送风机(9)的进风口连通，所述气力输送风机(9)的出风口与所述细碎机(5)的出料口上的管道连通。
17.根据权利要求16所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述气力输送风机(9)的出风口与所述细碎机(5)的出料口上的管道斜向连通，所述气力输送风机(9)的出风口的出风方向与所述细碎机(5)的出料口的出料方向一致。
18.根据权利要求16所述的适用于气流床气化的生物质预处理系统，其特征在于：所述细粉捕集器(7)的出料口与所述储料仓(8)之间设有计量气锁阀(10)。
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