CN109266371A - 一种颗粒落料机构及落流净气塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有颗粒落料机构的落流净气塔，颗粒落料机构包括转轴和落料总成，落料总成包括从上至下依次穿设在转轴上的叶轮和筛网组件，叶轮固定在转轴上，转轴可相对筛网组件转动；叶轮包括轮毂及多个倾斜叶片，多个倾斜叶片固定于轮毂的外周面上且沿轮毂的周向间隔布置，倾斜叶片相对于转轴倾斜，沿旋转方向上所述倾斜叶片的前缘比后缘靠上侧，沿旋转方向上多个倾斜叶片的前缘距离轮毂上端面的距离递增。藉由上述特制的叶轮结构，能充分将筛网上的生物质颗粒团块压散，压散后吸附污染物的生物质颗粒在旋转力的作用下，能够从筛网上的小孔中落下，可避免对除尘设备的堵塞。

Description

一种颗粒落料机构及落流净气塔

技术领域

本发明涉及热解气体净化设备技术领域，尤其涉及一种颗粒落料机构及落流净气塔。

背景技术

生物质，垃圾，工业废料等热解气化中产生的可燃气体，带有多种污染有害颗粒，如焦油、粉尘等多种污染物，而这种污染物进入燃气发电机组前必须经过净化处理，使可燃气达到发电机的燃气标准，为电力建设提供一种新能源。

热解气化发电系列过程中，燃气的净化是其最为棘手的难题，多年来一直困扰项目的发展。传统工艺主要是将燃气经过喷淋水塔加活性炭进行净化处理。而这种方法容易造成二次污染，大量的水污染必须设立水处理工程，而这种方法治理成本高，不能根治土壤、水污染的现实问题。

21世纪新能源丛书《生物质热解气化原理与技术》中公开了利用生物颗粒吸附焦油，粉尘的科学文献，在市场上亦有小型生物质垃圾，工业生物质废料热解气化项目运行，其工艺路线主要是在燃气管道中设计一个过滤容器，容器中装满生物颗粒，燃气通过容器中生物质颗粒吸附焦油，粉尘，从而达到净化燃气的目的。该方法主要是工艺简单，投入成本较低，仅供小型项目建设，利用简单工艺容器中的生物颗粒吸附焦油粉尘，生物颗粒静止在容器中吸附，在很短时间内就会吸附饱和，需要手工将颗粒更换，由于更换新颗粒就必须关闭输气管道而导致停炉停产等系列问题，而且这种简单过滤后的燃气也很难达到标准值要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提高生物颗粒利用率、避免堵塞的颗粒落料机构及落流净气塔。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种颗粒落料机构，包括转轴和落料总成，落料总成包括从上至下依次穿设在转轴上的叶轮和筛网组件，所述叶轮固定在转轴上，所述转轴可相对筛网组件转动；所述叶轮包括轮毂及多个倾斜叶片，多个倾斜叶片固定于轮毂的外周面上且沿轮毂的周向间隔布置，所述倾斜叶片相对于转轴倾斜，沿旋转方向上所述倾斜叶片的前缘比后缘靠上侧，沿旋转方向上多个倾斜叶片的前缘距离轮毂上端面的距离递增。

本发明藉由上述机构，在筛网组件上的生物质颗粒因吸附热解气体中的焦油，粉尘等多种污染物质成团需更换时，启动驱动机构驱动转轴带动叶轮转动，本发明通过研究及实践探索发现，藉由上述特制的叶轮结构，能充分将团块压散，压散后吸附污染物的生物质颗粒在旋转力的作用下，能够从筛网上的小孔中落下，可避免对除尘设备的堵塞。另外，无需开炉人工更换生物质颗粒，因而除尘效率更高，便于实现设备的大型化和连续化运作。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述落料总成设有多个，多个落料总成沿转轴的长度方向间隔布置。

采用上述优选结构，生物质颗粒在旋转叶轮的挤压下穿过筛网组件自由下落，由于重力作用，越往下的落料总成上生物质颗粒更多且颗粒小的生物质颗粒居多，热解气体从颗粒落料机构下端输入，热解气体自然上升流动，因此底层颗粒往往吸附焦油，粉尘等污染物最多，而越往上颗粒受污状况逐渐减少，由于，越往下的落料总成上生物质颗粒更多且颗粒小的除尘剂居多，比表面积更大，吸附污染物更多，从而使颗粒得到充分利用，减少了颗粒的消耗，提高了生物质颗粒的利用率。

另外，由于具有特制的叶轮，在更换除尘剂时，无需拆除筛网，启动驱动机构驱动转轴带动叶轮转动，即可将各筛网上的污染除尘剂打撒，最终从筛网上的孔隙中落下至下层，塔底层生物颗粒吸附焦油粉尘易饱和，故将最易饱和和污染颗粒首先排除，然后颗粒由上层依次向下落流使颗粒多面吸附焦油粉尘，再经螺旋输送至炉膛处理，便于实现设备的连续化运作。

所述筛网组件包括用于固定的环形支座及固定在环形支座上的筛网。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种落流净气塔，包括塔体，还包括电机和上述的颗粒落料机构，所述颗粒落料机构设于塔体的空腔中，所述电机固定于塔体的塔顶，所述转轴的上端从塔体的塔顶穿出并与电机连接。

燃气内燃机对燃气纯度值要求非常高，本发明的落流净气塔很好的解决了这一难题，用户可根据内燃机对燃气纯度的要求实行多塔多级过滤联动。过滤级数越多，燃气纯度越高，因而发电值也大幅提升，同时对机组使用寿命相应大幅延长。

当生物颗粒吸附焦油，粉尘达到饱和程度时，启动电机旋转带动多级旋转叶轮，将污染颗粒分级筛落到炉底，再由输送机构将污染颗粒输送到炉膛外。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述塔体的塔顶设有加料机构，所述塔体的塔底设有卸料机构，所述塔体的下端开设有进气口，所述塔体的上端开设有出气口。

所述落流净气塔还包括固定在塔体顶部下方的气流罩，所述气流罩的底部位于出气口下端的下方。

为防止生物质颗粒吸入出气管，本发明增加气流罩以改变气流流向，具体地，气体由下往上升到气流罩顶部，受阻后回流，越过气流罩底部再经出气口排出，被气体带动往上的生物质颗粒，在气流回流压力和重力作用下下落，因而避免了被直接吸入出气管。

所述落流净气塔还包括设于卸料机构下方并与卸料机构出口相连的螺旋输送机，便于将卸料机构出口中的污染颗粒输送到炉膛外。

所述塔体包括多个从上至下依次固连的塔筒，所述塔筒下端的内侧壁上设有朝内延伸的第一折耳，所述塔筒上端的外侧壁上设有朝外延伸的第二折耳，所述环形支座包括环形内圈和环形外圈，环形内圈和环形外圈通过多个筋板相连，所述环形内圈通过轴承安装在转轴上，环形外圈的外端伸出所述塔体外并与塔筒的第二折耳密封连接，环形外圈的内端与所述塔筒上方相邻的塔筒的第一折耳密封连接。通过上述结构，可将筛网组件稳固地固定在塔体上，在叶轮的震动下不会掉落。

所述筛网通过紧固件固定在环形内圈和/或环形外圈上，所述筛网覆盖环形内圈和环形外圈之间的空间。

所述筛网上的开孔的总面积为进气口横截面积的五倍以上，充分保证热解气体能顺利通过塔体。

生物质颗粒通过落流净气塔顶部的加料机构进入筒体，在叶轮的挤压下穿过筛网自由下落，热解气体由底部进入筒体自下往上升，其中的焦油、粉尘等会被生物质颗粒吸附，热解气体通过层层吸附过滤后得到充分净化；而生物质颗粒吸附焦油，粉尘等达到饱和程度后，被分级筛挤落到排料斗，再经卸料机构排出。而后经螺旋输送机将污染颗粒输送到热解炉膛燃烧气化。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明可对热解气体进行层层过滤以实现充分净化的效果，并且，生物质颗粒的利用率，不存在堵塞设备的问题，且便于实现大型化和连续化运作。

附图说明

图1为本发明实施例的落流净气塔的正视结构示意图。

图2为本发明实施例的落流净气塔的侧视结构示意图。

图3为图1的Ⅰ处放大图。

图4为图1的Ⅱ处放大图。

图5为本发明实施例的落流净气塔中的叶轮的立体结构示意图。

图6为本发明实施例的落流净气塔中的支座的俯视结构示意图。

图7为图6的A-A剖视图。

图8为本发明实施例的落流净气塔中的筛网的俯视结构示意图。

图例说明：1、转轴；11、联轴器；2、叶轮；21、轮毂；22、倾斜叶片；23、支撑环；24、键；3、筛网组件；31、环形支座；311、环形内圈；312、环形外圈；313、筋板；314、轴承；315、透盖；316、唇形密封圈；32、筛网；321、筛网孔；4、塔体；41、进气口；42、出气口；43、塔筒；431、第一折耳；432、第二折耳；433、人孔门；44、排料斗；441、清理门；5、电机；6、加料机构；7、卸料机构；8、气流罩；9、螺旋输送机。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1和图2所示，本实施例的落流净气塔，包括塔体4、电机5和颗粒落料机构，颗粒落料机构设于塔体4的空腔中，电机5固定于塔体4的塔顶。

塔体4的塔顶设有加料机构6，加料机构6为加料关风机；塔体4的塔底设有排料斗44，排料斗44的出口连接有卸料机构7，卸料机构7为卸料关风机，卸料机构7下方设有螺旋输送机9，该螺旋输送机9与卸料机构7的出口相连，塔体4的下端开设有进气口41，塔体4的上端开设有出气口42。

该颗粒落料机构包括转轴1和多个沿转轴1的长度方向间隔布置的落料总成，落料总成包括从上至下依次穿设在转轴1上的叶轮2和筛网组件3，叶轮2固定在转轴1上，转轴1可相对筛网组件3转动，转轴1的上端从塔体4的塔顶穿出并通过联轴器11与电机5连接。

当塔体过高时，可采取多段轴通过联轴器11连接形成转轴1，联轴器11可采用花键联轴器、刚性联轴器、万向联轴器等多种方式之一。

如图5所示，叶轮2包括轮毂21、多个倾斜叶片22和支撑环23，多个倾斜叶片22的一端固定于轮毂21的外周面上且沿轮毂21的周向间隔布置，多个倾斜叶片22的另一端则固定于支撑环23上。倾斜叶片22相对于转轴1倾斜，沿旋转方向（图5的箭头方向所示）上倾斜叶片22的前缘比后缘靠上侧，沿旋转方向上多个倾斜叶片22的前缘距离轮毂21上端面的距离递增。如图3所示，轮毂21通过键24固定在转轴1上，因而叶轮2可随转轴1转动。

塔体4包括多个从上至下依次固连的塔筒43，如图4所示，塔筒43下端的内侧壁上设有朝内延伸的第一折耳431，塔筒43上端的外侧壁上设有朝外延伸的第二折耳432。

筛网组件3包括固定在塔体上的环形支座31及固定在环形支座31上的筛网32。如图6和7所示，环形支座31包括环形内圈311和环形外圈312，环形内圈311和环形外圈312通过多个筋板313相连，如图3所示，环形内圈311通过轴承314安装在转轴1上，环形外圈312的外端伸出塔体4外并与塔筒43的第二折耳432密封连接，环形外圈312的内端与塔筒43上方相邻的塔筒43的第一折耳431密封连接。

环形内圈311的中心孔具有两级台阶，轴承314安装于该中心孔中，其底面位于环形内圈311下端的台阶面上，并靠转轴1的轴肩定位。轴承314的上方通过透盖315密封，透盖315通过紧固件与环形内圈311固定。透盖315与转轴1之间、环形内圈311与转轴1之间均设有唇形密封圈316。

如图4所示，筛网32通过六角头螺钉固定在环形外圈312上，筛网32采用不锈钢材质，筛网32覆盖环形内圈311和环形外圈312之间的空间。

本实施例中，如图8所示，筛网32上的筛网孔321的总面积为进气口41横截面积的五倍以上。

如图1所示，塔体4顶部下方固定有气流罩8，气流罩8的底部位于出气口42下端的下方。气体由下往上升到气流罩顶部，受阻后回流，越过气流罩底部再经出气口排出，被气体带动往上的生物质颗粒，在气流回流压力和重力作用下下落，从而避免了被直接吸入出气管。

本发明的落流净气塔除尘过程为：

生物质颗粒通过落流净气塔顶部的加料关风机进入塔体4内，当电机5运行，减速机减速后，转轴1上的叶轮2顺时针旋转，叶轮2上的倾斜叶片22将生物质颗粒带动，并迫使生物质颗粒穿过筛网32向下层飘落。

热解气体由进气口41进入落流净气塔塔底层并向上升腾，与各筛网32上的生物质颗粒接触，热解气体中的焦油，粉尘等被吸附在生物质颗粒表面。通过层层吸附过滤，热解气体得到充分净化后由顶部气口排出进入下道工序。当生物质颗粒的污染达到一定程度时，启动叶轮2顺时针旋转，污染颗粒被排出到排料斗44中，通过下端的卸料关风机排到螺旋输送机9，然后再送入热解炉中循环燃烧。在每层的塔筒43的人孔门433上装有窥视镜片，可观察各塔筒43内的颗粒高度及其它情况；排料斗44上设有清理门441，遇卡阻情况时可打开清理与维护。

生物质颗粒可采用谷壳、木屑、破碎的玉米芯等生物质颗粒。

综上，本发明的一种落流净气塔，由以下五个部分组成：传动轴总成，叶轮支座总成，气流罩，净气塔筒体，下排料斗。

传动轴总成由电动机，减速器，联轴器，转轴组成，电动机与减速器相连，传动轴通过联轴器与减速箱连接，组成一个传动机构，转轴带动叶轮旋转，实现颗粒更换。

叶轮支座总成由旋转叶轮，支撑圈，不锈钢筛网组成，旋转叶轮. 不锈钢筛网固定在支撑圈上方，不锈钢筛网承载生物颗粒，旋转叶轮叶片设计有较小倾角，叶轮旋转时是以叶片锐角反向旋转，叶轮旋转时，生物质颗粒在叶片倾角摩擦压力作用下，生物颗粒从筛网中脱落至下层。众所周知，焦油是一种粘性较强的物质，焦油粉尘颗粒容易板结堵住筛网，上述设计解决了筛网堵塞问题，并利用颗粒在筛网摩擦运动，及时清除了筛网表面焦油。

落流净气塔塔体设有窥视孔和输气口，并由多个筒体组合而成。

采用塔式设计是实现多级过滤的必要条件之一，根据对燃气纯度要求的不同可以多塔多级组合，也可以减少组合，燃气过滤级数越多效果越好是不会改变的原理。

气流罩设置在塔体上层筒体内，由于本发明工艺气体走向均是由下向上流动，而输出气管口设在上层筒体上侧，生物质加料口设在顶板上，当生物颗粒向下落流时微颗粒容易吸入输出气管道，其二，燃气通过上层生物颗粒层时，由于流速较快，带动筛网上颗粒上扬，容易顺气流动进入输出气管道，本发明利用气流罩改变气流流向，当气流向上涌动遇阻向下回流，对生物颗粒层造成负压，使微颗粒不再上扬，很好的解决了微颗粒吸入输出管道的问题，从而使燃气纯度得到保护。

下排料斗由锥斗，卸料关风器组成，锥斗设有窥视孔和进气管口，由于本发明工艺燃气的过滤净气，均是由下向上流动工艺设计，塔底层生物颗粒吸附焦油粉尘易饱和，故工艺将最易饱和和污染颗粒首先排除，然后颗粒由上层依次向下落流使颗粒多面吸附焦油粉尘，再经螺旋输送至炉膛处理，其工艺过程完全摒弃了传统工艺由烟窗对空排放的原始处理方法，保护了环境，节约了能源。

与现有技术相比，本发明优点在于：

落流净气塔采用塔式结构多级过滤净气方法，自动落料，自动更换污染的生物颗粒，并且自动清除筛网层焦油粉尘，燃气由下向上进行，生物颗粒由上向下流落的设计是生物颗粒多面吸附，多层次利用，从而节约颗粒消耗，采用气流罩新工艺设计使燃气纯度得到更加有力的保护。

本发明通过以上表述及与现有技术对比，落流净气塔技术表明完全克服了原有技术不足，利用生物质颗粒吸附焦油根治水喷淋方法的二次污染源。吸附焦油粉尘颗粒回炉处理工艺，使粉尘烟气不再向空中排放，保护了环境，大幅降低项目建设费用及项目运行成本。落流净气塔各项技术的实施将终结生物质垃圾，工业生物废料热解气化只能小规模生产的历史，为中大型热解气化项目建设提供了技术支持。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种颗粒落料机构，其特征在于，包括转轴（1）和落料总成，落料总成包括从上至下依次穿设在转轴（1）上的叶轮（2）和筛网组件（3），所述叶轮（2）固定在转轴（1）上，所述转轴（1）可相对筛网组件（3）转动；所述叶轮（2）包括轮毂（21）及多个倾斜叶片（22），多个倾斜叶片（22）固定于轮毂（21）的外周面上且沿轮毂（21）的周向间隔布置，所述倾斜叶片（22）相对于转轴（1）倾斜，沿旋转方向上所述倾斜叶片（22）的前缘比后缘靠上侧，沿旋转方向上多个倾斜叶片（22）的前缘距离轮毂（21）上端面的距离递增。

2.根据权利要求1所述的颗粒落料机构，其特征在于，所述落料总成设有多个，多个落料总成沿转轴（1）的长度方向间隔布置。

3.根据权利要求1或2所述的颗粒落料机构，其特征在于，所述筛网组件（3）包括用于固定的环形支座（31）及固定在环形支座（31）上的筛网（32）。

4.一种落流净气塔，包括塔体（4），其特征在于，还包括电机（5）和如权利要求1～3任一项所述的颗粒落料机构，所述颗粒落料机构设于塔体（4）的空腔中，所述电机（5）固定于塔体（4）的塔顶，所述转轴（1）的上端从塔体（4）的塔顶穿出并与电机（5）连接。

5.根据权利要求4所述的落流净气塔，其特征在于，所述塔体（4）的塔顶设有加料机构（6），所述塔体（4）的塔底设有卸料机构（7），所述塔体（4）的下端开设有进气口（41），所述塔体（4）的上端开设有出气口（42）。

6.根据权利要求5所述的落流净气塔，其特征在于，还包括固定在塔体（4）顶部下方的气流罩（8），所述气流罩（8）的底部位于出气口（42）下端的下方。

7.根据权利要求5所述的落流净气塔，其特征在于，还包括设于卸料机构（7）下方并与卸料机构（7）出口相连的螺旋输送机（9）。

8.根据权利要求4～7任一项所述的落流净气塔，其特征在于，所述塔体（4）包括多个从上至下依次固连的塔筒（43），所述塔筒（43）下端的内侧壁上设有朝内延伸的第一折耳（431），所述塔筒（43）上端的外侧壁上设有朝外延伸的第二折耳（432），所述环形支座（31）包括环形内圈（311）和环形外圈（312），环形内圈（311）和环形外圈（312）通过多个筋板（313）相连，所述环形内圈（311）通过轴承（314）安装在转轴（1）上，环形外圈（312）的外端伸出所述塔体（4）外并与塔筒（43）的第二折耳（432）密封连接，环形外圈（312）的内端与所述塔筒（43）上方相邻的塔筒（43）的第一折耳（431）密封连接。

9.根据权利要求8所述的落流净气塔，其特征在于，所述筛网（32）通过紧固件固定在环形内圈（311）和/或环形外圈（312）上，所述筛网（32）覆盖环形内圈（311）和环形外圈（312）之间的空间。

10.根据权利要求4～7任一项所述的落流净气塔，其特征在于，所述筛网（32）上的筛孔（321）的总面积为进气口（41）横截面积的三倍以上。