CN108465444B - 立筒式生物质制粒水热预处理仓 - Google Patents
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Abstract
立筒式生物质制粒水热预处理仓，包括仓筒，仓筒上部开设有进料口，在仓筒内设置竖轴，竖轴连接在驱动电机的输出上，在竖轴下部固定连接有搅拌叶，在搅拌叶上部设置有两套水分调节器，水分调节器上方的竖轴上连接有防结拱推料器，所述的防结拱推料器包括两根穿设在竖轴上下倾斜的推拉杆，两根推拉杆与竖轴的交点位于不同高度上且周向上相差90o，在仓筒外下部设置有供热装置，在仓筒下对称布置有两台可转位螺旋输料机，两台可转位螺旋输料机的进料口位于仓筒内底部。本处理仓应用在生物质颗粒预处理中效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物质制粒设备原料预处理设施，特别涉及生物质原料进行水分、温度改善优化预处理设备，属于生物质固态成型的前处理设备技术领域。
背景技术
随着社会发展和生活水平的日益提高，大量的生物质未能被有效、充分地利用；全球每年因农业、林业等生产而的生物质废弃物更是数量十分巨大，这些生物质因种种原因被遗弃，不仅变成了垃圾，更严重的是污染环境。生物质能是作为生物质废弃物再利用的一种新技术，是从生物质废弃物中挖掘潜力，提取能源的新技术，如果将这些生物质能资源转化为方便、清洁的能源形式，其经济、社会效益十分明显。生物质固体成型技术是生物质能综合利用技术的一种核心技术，利用生物质内的木质素在适当压力和温度下软化胶合以及纤维素的缠绕交织等综合作用下，使秸秆、稻壳、木屑等生物质废弃具有在去除外力和冷却后的情况下维持自身形态的能力，不仅增加物质密度避免松散状态燃料时随烟气大量流失的能量，更利于存储、运输及能源效率的提升。生物质固态成型必须在合适的一定条件下才能进行，对原料的种类、粒度、水分均有相当的要求，又由于生物质的多样化，更造成了生物质固态成型过程的复杂化，偶得生物质固态成型产品普遍存在质量差、生产效率低下的现象，甚至由于原料的不合适，经常性的影响生物质固态成型产品正常生产，目前原料预处理时的水分调节主要依靠在螺旋送料机中进行，这种方式调节的水分含量不精确，由于调整的区间有限，还会导致水分不均，而原料的升温主要依靠在成型中物料与模具之间的摩擦，这种升温方式会造成模具磨损严重，还有目前的生物质成型原料处理中一个难题就是物料结拱，这种结拱在目前的螺旋输送中根本无法消除，原料结拱将严重影响颗粒成型及成型后的颗粒质量，这种对原料的不合适严重影响了的生物质固态成型正常生产，急需进行改变及提高。
发明内容
本发明的目的在于克服目前的生物质制粒中在原料预处理中存在的上述问题，提供一种立筒式生物质制粒水热预处理仓。
为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：立筒式生物质制粒水热预处理仓，包括仓筒，仓筒上部开设有进料口，在仓筒的轴线上设置有竖直方向的竖轴，竖轴直接或间接固定连接在设置在仓筒外下部的驱动电机的输出上，在竖轴下部固定连接有搅拌叶，在搅拌叶上部设置有两套水分调节器，所述的水分调节器包括水分调节管、安装架，水分调节管上开设有多个出水孔，水分调节管从仓筒壁外水平伸入仓筒内，水分调节管与仓筒壁之间设置有密封，安装架为两块板拼接而成的“人”字形槽件，安装架两端固定连接在仓筒内壁上，水分调节管设置在“人”字形槽件的槽中，水分调节管固定在仓壁上，水分调节器上方的竖轴上连接有防结拱推料器，所述的防结拱推料器包括两根穿设在竖轴上下倾斜的推拉杆，两根推拉杆与竖轴的交点位于不同高度上且周向上相差90o，在仓筒外下部设置有供热装置，在仓筒下对称布置有两台可转位螺旋输料机，两台可转位螺旋输料机的进料口位于仓筒内底部；进一步的；两根推拉杆的端点在仓筒内的几何位置为：设位于上部的推拉杆较高的端点为M，设位于上部的推拉杆较低的端点为N；设位于下部的推拉杆较高的端点为P，设位于下部的推拉杆较低的端点为Q；两根推拉杆端点的几何位置与仓筒之间的几何关系符合下式：
HM=4H/5，RM=D/5；HN=2H/5，RN=3D/10；
HP=3H/5，RP=D/10；HQ=H/5，RQ=4D/5；
式中：H为筒仓内高，D为筒仓内径，HM、HN、HP、HQ为各端点距仓底高度；RM、RN、RP、RQ为各端点距筒仓中心距离，HM、HN、HP、HQ、RM、RN、RP、RQ取圆整后取值；进一步的；在两根推拉杆相邻的两个端点之间连接有挠性弦，挠性弦上固定连接有激振子；进一步的；所述的供热装置包括加热装置和储热装置；进一步的；所述的水分调节器与搅拌叶上端面之间构成团块剪切架，两者之间的距离为5-20倍的原料最大粒度；进一步的；在仓筒外壁敷设有保温层；进一步的；在仓筒内设置有中心盘；竖轴固定连接在中心盘的中心，中心盘连接在驱动电机的输出上；进一步的；所述的水分调节管上开设的多个出水孔出水方向为向内向下方向；进一步的；在仓壁内设置有两个位于不同高度的料位传感器；进一步的；所述的驱动电机的输出上连接有扭矩保护器。
本发明的积极有益技术效果在于：本处理仓立式仓筒结构，整合了原料加热、水分调节、原料分布等功能，提高生物质成型设备的生产质量及效率；采用直接加热代替摩擦生热，效率高，减少摩擦对模具等造成的影响；双角度搅拌装置，对繁杂的生物质原料更好的适应；加热时储热层积蓄热量，平衡加热高峰，节能降耗，快速、安全、高效的对原料进行加热；搅拌装置与水分调节器构成剪切架，对成团的原料进行打散，促进原料的流动；推料杆的优化分布，与筒仓建立联系，基本消除了原料的结拱；挠性弦和激振子构成的激振系统，对原料中的结块、结团进行持续的冲击破碎，保证原料的流动性；“人”字形槽件安装架，，避免了水分调节管的堵塞；水分调节管的易拆卸设计，提高了维护性。本处理仓应用在生物质颗粒预处理中效果良好。
附图说明
图1是本发明的立体示意图。
图2是本发明的俯视示意图。
图3是本发明的主视示意图。
图4是本发明的侧视示意图。
图5是水分调节器的示意图。
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一步详细的解释，附图中各标记为：1：仓筒；2：竖轴；3：驱动电机；4：中心盘；5：搅拌叶；6：水分调节器；7：螺旋输料机；8：储热装置；9：进料口；10：上部的推拉杆；11：下部的推拉杆；12：挠性弦；13：激振子；14：料位传感器；15：“人”字形槽件；16：水分调节管；17：密封圈。
如附图所示，立筒式生物质制粒水热预处理仓，包括仓筒1，在仓筒外壁敷设有保温层；仓筒上部开设有进料口9，在仓筒的轴线上设置有竖直方向的竖轴2，竖轴2直接或间接固定连接在设置在仓筒外下部的驱动电机3的输出上，更为详细的，在仓筒内设置有中心盘4；竖轴固定连接在中心盘的中心，中心盘连接在驱动电机2的输出上，所述的驱动电机的输出上连接有扭矩保护器；扭矩保护器采用目前市售的即可，在图中没有示出，在竖轴下部固定连接有搅拌叶5，在搅拌叶上部设置有两套水分调节器6，所述的水分调节器与搅拌叶上端面之间构成团块剪切架，两者之间的距离为5-20倍的原料最大粒度；所述的水分调节器包括水分调节管17、安装架，水分调节管上开设有多个出水孔，所述的水分调节管上开设的多个出水孔出水方向为向外向下方向；水分调节管从仓筒壁外水平伸入仓筒内，水分调节管与仓筒壁之间设置有密封，17所示的密封圈即为密封，安装架为两块板拼接而成的“人”字形槽件，如15所示，安装架两端固定连接在仓筒内壁上，水分调节管设置在“人”字形槽件的槽中，水分调节管固定在仓壁上，水分调节器上方的竖轴上连接有防结拱推料器，所述的防结拱推料器包括两根穿设在竖轴上下倾斜的推拉杆，两根推拉杆如图中的10、11所示，10所示为上部的推拉杆，11所示为下部的推拉杆，两根推拉杆与竖轴的交点位于不同高度上且周向上相差90o，两根推拉杆的端点在仓筒内的几何位置为：设位于上部的推拉杆较高的端点为M，设位于上部的推拉杆较低的端点为N；设位于下部的推拉杆较高的端点为P，设位于下部的推拉杆较低的端点为Q；M、N、P、Q如图3中所示，两根推拉杆端点的几何位置与仓筒之间的几何关系符合下式：
HM=4H/5，RM=D/5；HN=2H/5，RN=3D/10；
HP=3H/5，RP=D/10；HQ=H/5，RQ=4D/5；
式中：H为筒仓内高，D为筒仓内径，HM、HN、HP、HQ为各端点距仓底高度；RM、RN、RP、RQ为各端点距筒仓中心距离，HM、HN、HP、HQ、RM、RN、RP、RQ取圆整后取值，之所以采用上述设计是申请人经过反复试验验证的结果，采用的推拉杆根数越多，其防结拱效果就越好，但需要的电机扭矩就越大，耗能也相应增加，在采用一根推拉杆的情况下，经过反复试验都不能达到防止结拱的发生，增加到两根推拉杆，经过多次试验发现在上述的几何布置下可以较好的防止结拱现象的发生，在两根推拉杆相邻的两个端点之间连接有挠性弦，12所示为挠性弦，挠性弦上固定连接有激振子13；激振子采用圆球即可，在仓筒外下部设置有供热装置，所述的供热装置包括加热装置和储热装置；储热装置采用夹层水套，加热装置可采用电加热，在仓筒下对称布置有两台可转位螺旋输料机7，两台可转位螺旋输料机的进料口位于仓筒内底部。可转位螺旋输料机可通过以下方案来实现：在筒仓底部设置一个圆形出料筒，螺旋输料机的的进料口转动连接在出料筒上，通过转位，螺旋输料机可对不同工位的制粒机供料，在仓壁内设置有两个位于不同高度的料位传感器；料位传感器可以为带小叶轮的转轴，转轴的外端伸出仓壁，在物料搅拌过程中可以驱动小叶轮转动从而带动转轴转动，通过监测转轴的转动即可实现料位监测，转轴的转动可以采用霍尔传感器监测，在仓筒内还设置有一个或多个温度传感器及一个或多个湿度传感器。
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 (8)
1.立筒式生物质制粒水热预处理仓，包括仓筒，仓筒上部开设有进料口，其特征在于：在仓筒的轴线上设置有竖直方向的竖轴，竖轴直接或间接固定连接在设置在仓筒外下部的驱动电机的输出上，在竖轴下部固定连接有搅拌叶，在搅拌叶上部设置有两套水分调节器，所述的水分调节器包括水分调节管、安装架，水分调节管上开设有多个出水孔，水分调节管从仓筒壁外水平伸入仓筒内，水分调节管与仓筒壁之间设置有密封，安装架为两块板拼接而成的“人”字形槽件，安装架两端固定连接在仓筒内壁上，水分调节管设置在“人”字形槽件的槽中，水分调节管固定在仓壁上，水分调节器上方的竖轴上连接有防结拱推料器，所述的防结拱推料器包括两根穿设在竖轴上下倾斜的推拉杆，两根推拉杆与竖轴的交点位于不同高度上且周向上相差90o，在仓筒外下部设置有供热装置，所述的供热装置包括加热装置和储热装置，所述储热装置采用夹层水套；在仓筒下对称布置有两台可转位螺旋输料机，两台可转位螺旋输料机的进料口位于仓筒内底部；
在两根推拉杆相邻的两个端点之间连接有挠性弦，挠性弦上固定连接有激振子。
2.根据权利要求1所述的立筒式生物质制粒水热预处理仓，其特征在于：两根推拉杆的端点在仓筒内的几何位置为：设位于上部的推拉杆较高的端点为M，设位于上部的推拉杆较低的端点为N；设位于下部的推拉杆较高的端点为P，设位于下部的推拉杆较低的端点为Q；两根推拉杆端点的几何位置与仓筒之间的几何关系符合下式：
HM=4H/5，RM=D/5；HN=2H/5，RN=3D/10；
HP=3H/5，RP=D/10；HQ=H/5，RQ=4D/5；
式中：H为筒仓内高，D为筒仓内径，HM、HN、HP、HQ为各端点距仓底高度；RM、RN、RP、RQ为各端点距筒仓中心距离， HM、HN、HP、HQ、RM、RN、RP、RQ取圆整后取值。
3.根据权利要求1所述的立筒式生物质制粒水热预处理仓，其特征在于：所述的水分调节器与搅拌叶上端面之间构成团块剪切架，两者之间的距离为5-20倍的原料最大粒度。
4.根据权利要求1所述的立筒式生物质制粒水热预处理仓，其特征在于：在仓筒外壁敷设有保温层。
5.根据权利要求1所述的立筒式生物质制粒水热预处理仓，其特征在于：在仓筒内设置有中心盘；竖轴固定连接在中心盘的中心，中心盘连接在驱动电机的输出上。
6.根据权利要求1所述的立筒式生物质制粒水热预处理仓，其特征在于：所述的水分调节管上开设的多个出水孔出水方向为向内向下方向。
7.根据权利要求1所述的立筒式生物质制粒水热预处理仓，其特征在于：在仓壁内设置有两个位于不同高度的料位传感器。
8.根据权利要求1所述的立筒式生物质制粒水热预处理仓，其特征在于：所述的驱动电机的输出上连接有扭矩保护器。
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- 2018-05-24 CN CN201810506732.6A patent/CN108465444B/zh active Active
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