CN104946280B - 一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波加热干燥与热解海藻的一体化系统装置，适用于高含水量大型海藻的热解制油，能够有效预热干燥海藻，实现海藻干燥与热解的一体化利用。微波加热干燥技术的利用可以快速均匀的加热干燥热解海藻，可以避免常规加热时出现的内外加热不一致而导致的声带裂纹问题。微波加热与热解炉的一体化设计减轻了将海藻投入流化床的负担，更容易实现自动化，易于控制。本发明既节能高效，实现了经济性和环保性的目的；又操作简单快捷，易于控制，是一种节能高效的大型海藻热解制油装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波加热干燥与热解海藻的一体化系统装置及方法。
技术背景
由于化石能源的不断减少及有其带来的日益严重环境污染，寻找一种新的可再生替代能源刻不容缓。生物质能由于其可再生性和二氧化碳零排放性等特点，受到了广泛的关注和研究。其中生物质快速热裂解油技术是最有潜力技术之一。申请号为：201020041274.2、200520001606.3、201210199977.1、201320672968.X的专利公开了生物质快速热解油装置。这些装置主要针对陆生生物质能（如稻壳、秸秆等）的热解。海藻物质是生物能的重要组成部分，但是关于海藻热解油的装置却比较少。
本发明设计了一种用于海藻生物质热解油的装置。由于海藻水分含量较高，所以在进入热解炉之前需要进行干燥。一般采用电加热干燥方式，再将海藻加入热解炉进行热解。这种方法步骤比较繁琐，且电加热的方式不符合节能和环保的要求，且加热干燥后再将原料送进热解炉的过程中存在不少热量的损失。针对现有技术的不足，本发明采用微波加热干燥与热解海藻的一体化装置。因为微波加热干燥快速、均匀、高效，申请号为：201320452746.7、201220088653.6、201010239157.1的专利均采用微波加热的方式对物料进行加热。本发明设计不仅首次采用微波加热干燥海藻生物质，并且设计将海藻的干燥装置与热解油装置一体化，不仅高效且节能。
发明内容
本发明设计的目的在于提供一种微波加热干燥热解一体化的装置。
本发明设计是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种具有微波加热干燥热解海藻一体化装置，包括螺旋给料装置、搅拌下料装置、微波加热装置、L型预热传送装置、热解炉、冷凝装置、尾气处理装置；
所述螺旋给料装置包括轴、螺旋叶片和壳体；轴和螺旋叶片均设于壳体内，螺旋叶片安装于轴上；
所述搅拌下料装置包括上端盖、搅拌器和V型下料筒；V型下料筒设于搅拌器的下部，所述搅拌器的上部设有上端盖；
所述搅拌下料装置上端盖带有排气孔，用于排放干燥过程中的水汽。
所述L型预热传送装置包括L型传送筒和螺旋主轴，螺旋主轴设于L型传送筒内。
所述螺旋给料装置、搅拌下料装置、L型预热传送装置、热解炉、冷凝装置、尾气处理装置依次连接；所述微波加热装置均匀设置于搅拌下料装置的筒壁、L型传送筒的筒壁、热解炉的筒壁上，且与上述筒体相耦合。
所述搅拌下料装置、L型传送筒和热解炉为一体化设计，其中搅拌下料装置和L型传送筒中的微波加热装置作为进入热解炉前的预热干燥。
为了达到干燥目的和抑制空气进入预热传送筒，搅拌下料装置的V型下料筒出口处设有自动闭合阀门，每隔3min阀门打开一次。
所述L型传送筒和热解炉之间安装自动开关阀门，所述自动开关阀门上带有温度传感器。通过调节电动机的转速改变海藻在L型传送装置中的停留时间，当温度传感器达到110℃时，自动开关阀门打开，海藻进入热解炉。
所述热解炉和冷凝装置之间安装有气固分离石棉网，防止焦炭等固体颗粒的进入。
所述冷凝装置采用二级冷凝，包括一级冷凝器和二级冷凝器，充分冷凝得到生物油。
所述尾气处理装置采用集气袋，收集热解过程中产生的不凝气。
所述螺旋主轴外接电动机，电动机带动螺旋主轴将海藻传送进入热解炉。
本发明的有益效果为：
（1）本发明采用将微波加热干燥技术与热解炉相结合，加热效率高，干燥效果好，因为微波干燥采用的是电磁波加热，无需传热介质，因为被加热物本身就是发热体，所以升温效率快，热效率高，可以使能耗得到降低。
（2）节能高效，热能利用效率高。加热时不用通过介质传递热量。且因为微波加热和流化床的一体化设计，可以刚好将微波加热过程作为热解前的预热处理，使温度达到100℃以上，不仅节约能源而且环保占地面积少，实现了经济性和环保性的目的。
（3）加热均匀，提高干燥质量。微波加热时，均匀渗透电磁波，产生热量对物料的内外部同时加热，物料的内外温差极小，所以不会产生因常规加热中出现的内外加热不一致而导致的声带裂纹问题，使干燥质量显著提高。
（4）操作方便简单快捷，因为微波加热和流化床的一体化设计，减轻了将海藻投入流化床的负担，可以实现一步完成，易于控制。
附图说明：
图1是本发明微波加热干燥与热解海藻一体化系统装置的结构示意图；
图2是本发明所述搅拌下料装置上端盖的示意图。
附图标记说明：
1-搅拌下料装置上端盖，2-排气孔，3-微波加热装置，4-螺旋给料装置，5-搅拌器，6-V型下料筒，7-自动闭合阀门，8-螺旋主轴，9-L型传送筒，10-热解炉，11-电动机，12-自动开关阀门，13-气固分离石棉网，14-一级冷凝器，15-二级冷凝器，16-集气袋，17-螺旋叶片，18-轴。
具体实施方式：
下面结合附图及具体实施例对本发明进行进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
一种微波加热干燥与热解海藻的一体化系统装置，其结构如图1所示，该系统包括系统装置整个筒壁耦合的微波热源；
螺旋给料装置：螺旋叶片17、轴18、壳体；轴18和螺旋叶片17均设于壳体内，螺旋叶片17安装于轴18上；
搅拌下料装置：上端盖1，搅拌器5、V型下料筒6、自动闭合阀门7；所述V型下料筒6设于搅拌器5的下部，所述搅拌器5的上部设有上端盖1；上端盖1上设有排气孔2；自动闭合阀门7设于V型下料筒6的出口处。
L型预热传送装置：螺旋主轴8、电动机、L型传送筒9；所述螺旋主轴8设于L型传送筒9内；所述螺旋主轴8外接电动机。
所述螺旋给料装置、搅拌下料装置、L型预热传送装置、热解炉10、冷凝装置、尾气处理装置依次连接；所述微波加热装置3均匀设置于搅拌下料装置的筒壁、L型传送筒9的筒壁、热解炉10的筒壁上，且与上述3个筒壁耦合。
所述L型传送筒9和热解炉10之间安装自动开关阀门12，所述自动开关阀门12带有温度传感器。
所述热解炉10和冷凝装置之间安装有气固分离石棉网13。
冷凝装置为二级冷凝：包括一级冷凝器14和二级冷凝器15。
尾气处理装置为集气袋16。
本发明系统的工作原理为：收集的海藻经过2-3天的晾晒后，电动机推动螺旋推料装置将海藻送入干燥器内部，一边经由搅拌器搅拌混合，一边通过微波热源加热，干燥每进行3min，自动闭合阀门将打开一次，完成干燥步骤的原料海藻从V型下料口进入预热传送筒内，其中，干燥过成中的水蒸气等将通过干燥装置顶端的排气孔排出。原料源源不断的进入预热传送筒内，打开电机，带动螺旋主轴，将海藻不断推送代入进热解炉中，由于热解需要隔绝空气，所以传送筒采用全封闭式。传送筒内的微波热源同时对海藻原料进行预热，当温度达到110℃时，自动闭合阀门打开，海藻进入热解炉中进行热解。且可以通过温度传感器的温度调整电机的转速，进而控制螺旋主轴的速度，控制进入热解炉的时间。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置，其特征在于，包括螺旋给料装置、搅拌下料装置、微波加热装置、L型预热传送装置、热解炉（10）、冷凝装置、尾气处理装置；
所述螺旋给料装置包括轴（18）、螺旋叶片（17）和壳体；轴（18）和螺旋叶片（17）均设于壳体内，螺旋叶片（17）安装于轴（18）上；
所述搅拌下料装置包括上端盖（1）、搅拌器（5）和V型下料筒（6）；所述V型下料筒（6）设于搅拌器（5）的下部，所述搅拌器（5）的上部设有上端盖（1）；
所述L型预热传送装置包括L型传送筒（9）和螺旋主轴（8），所述螺旋主轴（8）设于L型传送筒（9）内；
所述螺旋给料装置、搅拌下料装置、L型预热传送装置、热解炉（10）、冷凝装置、尾气处理装置依次连接；所述微波加热装置（3）均匀设置于搅拌下料装置的筒壁、L型传送筒（9）的筒壁、热解炉（10）的筒壁上，且与上述3个筒壁耦合。
2.根据权利要求1所述的一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置，其特征在于，所述搅拌下料装置的上端盖（1）上设有排气孔（2）。
3.根据权利要求1所述的一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置，其特征在于，所述搅拌下料装置的V型下料筒（6）出口处设有自动闭合阀门（7）。
4.根据权利要求1所述的一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置，其特征在于，所述L型传送筒（9）和热解炉（10）之间安装自动开关阀门（12），所述自动开关阀门（12）带有温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置，其特征在于，所述热解炉（10）和冷凝装置之间安装有气固分离石棉网（13）。
6.根据权利要求1或5所述的一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置，其特征在于，所述冷凝装置为二级冷凝，包括一级冷凝器（14）和二级冷凝器（15）。
7.根据权利要求1所述的一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置，其特征在于，所述尾气处理装置为集气袋（16）。
8.根据权利要求1所述的一种微波加热干燥与热解海藻的一体化装置，其特征在于，所述螺旋主轴（8）外接电动机。
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