CN105056833A - 颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，属于生物质能源设备技术领域。该装备包括原料输送系统、制粒系统、控制系统，所述的制粒系统上设置有出料口，出料口上设置有采样装置，采样装置连接有粉化率测定系统，粉化率测定系统连接至控制系统，在原料输送系统上设置有原料物性调节系统，采样装置采集从出料口出来的颗粒送至粉化率测定系统，粉化率测定系统测定粉化率后反馈至控制系统，控制系统根据测定的粉化率控制调节原料物性调节系统，所述的制粒设备上还连接有自润滑系统。本装备保证了制粒装备产出颗粒粉化率的持续合格。

Description

颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备

技术领域

本发明涉及一种平模生物质制粒设备，特别涉及一种颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，属于生物质能源设备技术领域。

背景技术

生物质燃料的颗粒的粉化率，是颗粒质量的一个重要指标，是对制粒生产的关键检验项次。粉化率是衡量颗粒成品在输送和搬运过程中抗破碎的相对能力。粉化率越小，颗粒的品质越好，颗粒的利用率就越高。根据国标GB16765中对颗粒质量的要求，颗粒的粉化率应小于10%。目前颗粒粉化率的检测一般是制粒后待颗粒冷却后用翻滚箱式粉化仪进行的检定的，粉化仪运转要求10分钟，之后称量对比粉尘质量与原始质量，才能得出粉化率。这种方法粉化率测定的时间较长，一般大于30分钟，严重影响了对生产工艺的及时调整，不仅产生了较多的不合格产品而且需要返工造成了浪费。若能在较短的时间内获得颗粒的粉化率，操作者就可能及时的调整制粒的工艺参数，减少避免返工和浪费。改善颗粒粉化率指标的工艺参数主要有：温度、湿度和速度等，通过这些参数的调整，从而改善粉化率，提高了颗粒质量。及时快速的对制粒过程的颗粒粉化率进行过程监控，也是探索颗粒成型因素的必要方法，从而对改良制粒工艺及装备有着较大的促进作用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术中的缺陷，提供一种颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备。

为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，包括原料输送系统、制粒系统、控制系统，所述的制粒系统上设置有出料口，出料口上设置有采样装置，采样装置连接有粉化率测定系统，粉化率测定系统连接至控制系统，在原料输送系统上设置有原料物性调节系统，采样装置采集从出料口出来的颗粒送至粉化率测定系统，粉化率测定系统测定粉化率后反馈至控制系统，控制系统根据测定的粉化率控制调节原料物性调节系统，所述的制粒设备上还连接有自润滑系统，所述的采样装置包括进口设置在出料口附近的采样管，采样管连接有真空发生装置，采样管的后端连接有下料管，下料管向下或斜向下，下料管的出料口位于粉化率测定系统的进料口上方，所述的粉化率测定系统包括连通进料口的称重室，称重室下设置有称重系统，称重室上连接设置有与之相通的模拟室，称重室连接有高压气流发生装置，高压气流发生装置和称重室之间设置有控制阀，称重室后连通有旋风分离器，称重室与旋风分离器之间设置有控制阀，所述的模拟室包括内层筛网及外层封闭板，在外层封闭板上开设有出粉孔，出粉孔连通至旋风分离器，所述的采样装置、称重系统、高压气流发生装置均连接至控制系统，进一步的，所述的模拟室为锥形漏斗状，漏斗的下端连通称重室，进一步的，所述的原料输送系统包括桨式输料机，在桨式输料机上设置有：调温装置并连接至控制系统，所述的调温装置包括温度检测装置和加热装置；调湿装置并连接至控制系统，所述的调湿装置包括湿度检测装置、加湿装置和排湿装置，所述的排湿装置为轴流排湿风机，桨式输料机连接有电子变频器并连接至控制系统，进一步的，所述的采样管后部的下料管斜向下联通至称重室的进料口，采样管和下料管内壁均为光滑状，进一步的，平模生物质制粒装备上设置有压制力调整装置，所述的压制力调整装置包括模盘，模盘上下浮动设置在顶升装置上，所述的顶升装置至少设置两套且沿模盘周向均匀分布，顶升装置连接至控制系统，进一步的，所述的旋风分离器下部连接有样品收集室，旋风分离器的排气口上设置有除尘滤网，进一步的，所述的粉化率测定系统为全封闭结构，采用箱体将所有系统零部件封闭在其内部，进一步的，所述的真空发生装置为负压风机，进一步的，所述的模拟室为锥形漏斗状，漏斗的下端连通称重室，所述漏斗下端的直径与所连接称重室部位的开口直径一致。

本发明的积极有益技术效果在于：本设备是带有负压样品自动采集系统，对制粒装备出口处的颗粒进行样品采集并平滑导入到粉化率测定系统，导入期间还对样品进行快速风冷，接着进入粉化测定系统进行自动称重，之后利用风力将样品在带网格的模拟室吹动，使颗粒悬浮、相互碰撞并分离粉尘，设定时间到达后对颗粒再次称重并自动计算，计算结果反馈到控制系统，控制系统根据粉化率数据通过对原料温度、湿度、上料速度、压制力等参数进行控制调节，从而在3到5分钟内快速改善了颗粒的粉化率，提高了颗粒品质，避免减少了返工浪费。由于本设备通过采样系统、自动粉化测定系统和控制系统对粉化率进行了过程控制，保证了制粒装备产出颗粒粉化率的持续合格，实现了该装备的独立稳定可靠制粒。

附图说明

图1是本发明整体的示意图。

图2是本发明粉化率测定系统的示意图。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例，这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。

结合附图对本发明进行进一步详细的解释，附图中各标记为：1：动力部分；2：润滑油泵；3：液压站；4：油缸；5：桨式输料机；6：调温装置；7：调湿装置；8：排湿装置；9：压辊；10：主轴；11：模盘；12：出料口；13：采样管；14：控制柜；15：下料管；16：负压风机；17：模拟室；18：箱体；19：旋风分离器；20：称重室；21：高压风机；22：电机；23：滤网；24：样品收集室；25：称重系统。如附图所示，颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，该装备包配置有动力部分1，动力部分1为竖直方向的主轴10转动提供动力，在主轴10上竖直方向滑动设置有水平方向的压辊架，压辊架上设置有水平方向的压辊轴，压辊9通过轴承转动连接在压辊轴上，模盘11设置在压辊9下，压制时，原料进入压辊和模盘之间，动力部分带动主轴10旋转，使压辊9即绕主轴公转，在与物料摩擦力或其它驱动力的下驱动压辊9还绕压辊轴自转，使原料受压后从出料口12出来，在出料口12上设置有采样装置，所述的采样装置包括进口设置在出料口附近的采样管13，采样管13连接有真空发生装置，所述的真空发生装置为负压风机16，采样管13的后端连接有下料管15，下料管15向下或斜向下，本实施例中采用斜向下，采样管和下料管内壁均为光滑状，下料管15的出料口位于粉化率测定系统的进料口上方，所述的粉化率测定系统包括连通进料口的称重室20，称重室20下设置有称重系统25，称重室20上连接设置有与之相通的模拟室17，所述的模拟室为锥形漏斗状，漏斗的下端连通称重室，所述漏斗下端的直径与所连接称重室部位的开口直径一致，所述的模拟室包括内层筛网及外层封闭板，在外层封闭板上开设有出粉孔，出粉孔连通至旋风分离器，所述的粉化率测定系统为全封闭结构，采用箱体18将所有系统零部件封闭在其内部，称重室20上连接有高压气流发生装置，高压气流发生装置为高压风机，高压风机和称重室之间设置有控制阀，称重室20后连通有旋风分离器19，称重室与旋风分离器之间设置有控制阀，旋风分离器19下部连接有样品收集室24，旋风分离器19的排气口上设置有除尘滤网23，以上所述的采样装置、称重系统、高压气流发生装置均连接至控制系统，采样装置连接有粉化率测定系统，粉化率测定系统连接至控制系统，在原料输送系统上设置有原料物性调节系统，采样装置采集从出料口出来的颗粒送至粉化率测定系统，粉化率测定系统测定粉化率后反馈至控制系统，控制系统根据测定的粉化率控制调节原料物性调节系统，14所示为控制系统中的控制柜，在本装置上还设置有有自润滑系统，图中2所示为自润滑所使用的润滑油泵，关于自润滑系统，可采用在润滑油泵上设置多支路对装备需润滑部位实现自润滑，油泵可设置至主轴轴承上的润滑支路，对压辊轴轴承上的润滑支路，关于压辊轴轴承上的润滑支路，由于润滑时主轴处于旋转状态，可在主轴顶端至压辊轴轴承之间开设内部注油孔路，然后在主轴上端的油路上增设旋转接头或旋转分配器即可实现自动润滑。所述的原料输送系统包括桨式输料机5，在桨式输料机5上设置有：调温装置6并连接至控制系统，所述的调温装置包括温度检测装置和加热装置；调湿装置7并连接至控制系统，所述的调湿装置包括湿度检测装置、加湿装置和排湿装置8，所述的排湿装置为轴流排湿风机，桨式输料机连接有电子变频器并连接至控制系统，22所示为连接有电子变频器的桨式输料机的电机，平模生物质制粒装备上设置有压制力调整装置，所述的压制力调整装置包括模盘11，模盘上下浮动设置在顶升装置上，本实施例中顶升装置采用油缸，4所示为其中一个油缸，油缸连接有液压站3所述的顶升装置至少设置两套且沿模盘周向均匀分布，顶升装置连接至控制系统。

动力部分1驱动主轴，带动制粒部分运动，制粒部分中的压辊旋转形成对压制力调整装置中的模盘上的物料攫取压制作用，压制力调整装置可在控制系统信号下实现微量的上下运动，以适时调节制粒过程的压力；在压辊架上两个压辊之间还设置有旋转布料器，旋转布料器随同主轴运转，将物料均匀分布于模盘上；原料物性调整系统安装有电磁式（或电阻或蒸汽等方式）加热装置、轴流排湿风机、加液加温雾化器（可进行液态添加剂的增加）、电子变频器等，可根据控制部分的发讯，相应的进行物料的温度、湿度、速度等参数进行控制；制粒部分对物料进行辊压，迫使物料通过模盘型腔成型；控制部分接收粉化率测定系统的信号，处理并发出控制信号对物料制粒过程的相关因素进行控制；采样装置利用负压吸引作用，按设定将出料口的颗粒抽吸采样，平滑无损的将样品采集并运送至粉化率测定系统，采样过程利用空气对流对样品进行冷却，采样系统的排气导入粉化率测定系统的旋风除尘设施，杜绝粉尘外逸；粉化率测定系统对采样系统来的样品称重后吹进带筛网的锥形模拟室，使颗粒悬浮并相互碰撞，以模拟运转搬运过程的碰撞挤压，模拟过程产生的粉尘通过筛网分离，在设定时间（30S、60S、120S三档）后，再次对剩余物料进行二次称重，对比设定指标，给控制系统发讯，二次称重后的物料及时清理至收集仓准备下次的粉化率测定，收集仓定期清理，粉化测定系统内置旋风除尘及滤网等，避免粉尘飞扬污染工作环境。粉化率测定系统是全封闭结构，由箱体将所有测定系统零部件封闭在其内部，提高了称重环境的稳定性和称重精度，并避免了测定过程中粉尘的外泄。高速电机带动高压风机，产生高压气流，以吹动颗粒使之悬浮并无序碰撞。称重系统用于对样品的称量，采集粉化率指标的原始数据。带旋阀的称重室收集由真空采样装置导入的样品，并在样品体积达到要求时发出信号控制采样装置停止采样；之后称重室上的旋阀接通风机到模拟室的风路，引入高压气流将高速颗粒吹入到模拟室进行碰撞模拟；模拟设定时间到达后，旋阀回位，电机停止，高压气流截断，合格的颗粒落回经模拟室的锥形侧壁滑入到称重室，进行第二次称重数据采集，将两次的称重数据进行对比计算，将计算数据发至控制系统处理；数据发送时开启称重室的旋阀转动接通旋风分离器，将称重室的颗粒吹送到旋风分离器中，称重室清空，为下次的称重做好准备。模拟室是由孔径3.15mm(或标准规定的其它规格)的筛网板构成的上大下小的锥形漏斗状内室和封闭箱体的外室组成的双层结构，在模拟室中悬浮的颗粒随气流无序碰撞，不结实的颗粒在碰撞中碎裂粉化，产生的粉尘碎屑通过筛网及时引入到旋风分离器。通讯电缆用于和控制部分进行数据传输。除尘滤网设置于旋风分离器的排气口，过滤排出的气体中的微细粉尘。旋风分离器与称重室及模拟室的外室连接，将样品及碎屑导入到样品收集室中。

开始工作时，对物料进行检查，之后按经验数据进行设定初始参数；由控制系统发讯，自润滑系统按设置开始对装备进行润滑，之后启动动力部分、原料物性调整部分，将物料由原料物性调整部分加入制粒系统，在动力部分的驱动下下制粒部分开始进行制粒；制粒过程稳定出粒后，采样装置开始取样，利用负压风机吸引，将制粒产出的颗粒抽吸引入到粉化率测定系统的称重室，同时对物料进行空气强制对流冷却，以提高颗粒的强度；到达粉化率测定系统称重室的颗粒进行初始称重，之后强力风力引入，将称重后的颗粒吹入锥形带筛网的模拟室，颗粒在悬浮状态下全自由度的持续翻转、滚动、碰撞，模拟运输搬运过程的破损运动，设定时间到达后，完整的颗粒由锥形的模拟室滑入到称重室，进行二次称重，将两次的称重数据进行对比计算，将计算数据发至控制系统处理，同时颗粒在模拟室进行碰撞模拟产生的粉尘，通过筛网进入到旋风除尘滤网，杜绝了粉尘对工作环境的污染，二次称重后的物料及时清理至收集仓准备下次的粉化率测定，收集仓定期清理；控制部分对粉化率测定系统传输的数据与标准进行对比处理，不合格时发讯到原料物性调整系统和压制力调整系统，采取提高温度、加大湿度、改变速度及加强压力等改善颗粒粉化率的措施，调整完成后延时2到3分钟后启动下一个粉化率测定过程控制；对于合格的颗粒粉化率，控制部分发讯启动采样周期，在采样周期结束后再次进行粉化率的过程控制。快速的粉化率测定过程控制，不仅实现快速便捷的对不同物料制粒初期的快速调整，保证了颗粒的粉化率，减少了返工浪费，而且定期采样测定的粉化率过程控制，保证了制粒装备的长期连续的合格产出，保障了装备的长期连续运行，提升了整套装备工作的可靠性。本申请的一种带颗粒粉化率过程过程控制的新型平模生物质独立制粒装备，该装备避免了常规制粒机的因原料温度不足、湿度波动、物料容重不同、喂入速度波动、布料不合理等的影响成品质量的因素，利用经过具有特殊设计的样品采集系统、粉化率测定系统和控制系统，对刚制粒后的颗粒及时进行负压采样、粉化率测定并反馈进行过程控制；本发明制粒装备的物料调节系统用于对原料温度、湿度、速度等相关制粒参数的调节，压辊和模盘均采用高强合金材料，采用物料容重相关性的压辊设计，旋转布料器在压辊运转前方将原料均匀平铺散开，自适应压力调整系统等利于生物质的成型，优化了颗粒的粉化率，提高了装备的成型质量和成型速度。

在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (9)

1.颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，包括原料输送系统、制粒系统、控制系统，其特征在于：所述的制粒系统上设置有出料口，出料口上设置有采样装置，采样装置连接有粉化率测定系统，粉化率测定系统连接至控制系统，在原料输送系统上设置有原料物性调节系统，采样装置采集从出料口出来的颗粒送至粉化率测定系统，粉化率测定系统测定粉化率后反馈至控制系统，控制系统根据测定的粉化率控制调节原料物性调节系统，所述的制粒设备上还连接有自润滑系统，所述的采样装置包括进口设置在出料口附近的采样管，采样管连接有真空发生装置，采样管的后端连接有下料管，下料管向下或斜向下，下料管的出料口位于粉化率测定系统的进料口上方，所述的粉化率测定系统包括连通进料口的称重室，称重室下设置有称重系统，称重室连接设置有与之相通的模拟室，称重室上连接有高压气流发生装置，高压气流发生装置和称重室之间设置有控制阀，称重室后连通有旋风分离器，称重室与旋风分离器之间设置有控制阀，所述的模拟室包括内层筛网及外层板，在外层板上开设有出粉孔，出粉孔连通至旋风分离器，所述的采样装置、称重系统、高压气流发生装置均连接至控制系统。

2.根据权利要求1所述的颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，其特征在于：所述的模拟室为锥形漏斗状，漏斗的下端连通称重室。

3.根据权利要求1所述的颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，其特征在于：所述的原料输送系统包括桨式输料机，在桨式输料机上设置有：调温装置并连接至控制系统，所述的调温装置包括温度检测装置和加热装置；调湿装置并连接至控制系统，所述的调湿装置包括湿度检测装置、加湿装置和排湿装置，所述的排湿装置为轴流排湿风机，桨式输料机连接有电子变频器并连接至控制系统。

4.根据权利要求1所述的颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，其特征在于：所述的采样管后部的下料管斜向下联通至称重室的进料口，采样管和下料管内壁均为光滑状。

5.根据权利要求1所述的颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，其特征在于：平模生物质制粒装备上设置有压制力调整装置，所述的压制力调整装置包括模盘，模盘上下浮动设置在顶升装置上，所述的顶升装置至少设置两套且沿模盘周向均匀分布，顶升装置连接至控制系统。

6.根据权利要求1所述的颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，其特征在于：所述的旋风分离器下部连接有样品收集室，旋风分离器的排气口上设置有除尘滤网。

7.根据权利要求1所述的颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，其特征在于：所述的粉化率测定系统为全封闭结构，由箱体将所有系统零部件封闭在其内部。

8.根据权利要求1所述的颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，其特征在于：所述的真空发生装置为负压风机。

9.根据权利要求1所述的颗粒粉化率过程控制的平模生物质制粒装备，其特征在于：所述的模拟室为锥形漏斗状，漏斗的下端连通称重室，所述漏斗下端的直径与所连接称重室部位的开口直径一致。