CN109883175A - 具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，包括干燥物料出口、涡轮、高温热源、送风机、高温热气通道、轧辊、水平刮板、刮板式传送带、主排气口、副排气口、电机、低温热气通道和低温热源。轧辊位于生物质原料的进口，水平刮板垂直于刮板式传送带，刮板式传送带竖直安放在干燥机内，高温热源与送风机相连，送风机与高温热气通道相连，涡轮位于干燥机底部，电机与涡轮刚性连接，主排气口位于刮板式传送带的一侧，副排气口位于主排气口的一侧中部，副排气口与低温热源通过气道连接，低温热源与送风机连接，送风机与低温热气通道连接，干燥物料出口位于涡轮边缘。本发明的生物质干燥机结构合理，干燥效率高，不会存在生物质原料粘结的现象。

Description

具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机

技术领域

本发明属于生物质干燥领域，尤其涉及一种具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机。

背景技术

随着国家对环保工作逐步重视，环保已经成为社会舆论中非常敏感的话题，尤其是对于能源型企业，环保压力越来越大，环保形势已经变得非常严峻。

近年来能源短缺、环境污染等问题己经严重制约了我国的经济社会发展。生物质能源作为一种可再生、可持续发展且对环境友好的能源，可以明显改善我们目前的窘境。生物质是指利用大气、水、土壤等通过光合作用而产生的各种有机体，包括植物、动物和微生物。据调查，我国理论生物质能源大约有50亿吨标准煤，达到了我国目前总能耗的4倍左右。生物质资源的种类很多，包括农作物秸秆、林业废弃物以及稻壳等等，生物质能的利用，不但缓解了我国能源短缺的问题，同时解决了农作物秸秆焚烧带来的环境污染问题。由于化石燃料的短缺及环境污染的日益严重，可再生能源尤其是生物质能的开发利用逐渐受到人们的重视。

但刚收获的生物质原料约含水60％，而对于大多数生物质气化系统而言，一般要求进入气化炉的原料含水量为10％-20％。原料过于潮湿可能阻塞送料设备，并且会降低最后产生燃气的热值。原料水分超过一定值(如20％)时，系统温度波动极大，将难以正常运行。因此，对于不满足要求的原料，在气化之前，需要针对燃料量、燃料特性、热源等选择适合的干燥方法。

所以无论是从经济、环境、社会以及公司发展角度考虑，生物质综合利用项目的建设势在必行。国家把资源综合利用作为经济建设中的一项重大经济技术政策。

发明内容

为解决刚收获的生物质原料水分多，对运输送料设备造成阻塞以及使设备系统温度过高，造成设备不能正常运行等问题，本发明提供一种具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，包括干燥机、干燥物料出口、涡轮、高温热源、送风机、高温热气通道、轧辊、水平刮板、刮板式传送带、主排气口、副排气口、电机、低温热气通道和低温热源，

所述轧辊位于干燥机的生物质原料的进口处，所述轧辊与所述干燥机的生物质原料的进口连接，所述干燥机的生物质原料的进口位于所述刮板式传送带的左上方，所述水平刮板垂直于所述刮板式传送带设置，所述刮板式传送带竖直安放在干燥机内，所述涡轮位于干燥机的底部，所述电机位于所述涡轮的正下方并与所述涡轮连接；以及

所述主排气口位于干燥机的上部，同时位于所述刮板式传送带的右上方，所述副排气口位于所述主排气口的右侧中部，所述副排气口与所述低温热源通过气道连接，所述高温热源以及低温热源分别与所述送风机的第一端连接，所述送风机的第二端分别与高温热气通道以及所述低温热气通道连接，所述低温热气通道与所述电机通过隔板隔开，所述干燥物料出口位于所述涡轮的边缘。

优选地，所述水平刮板与所述刮板式传送带刚性连接，所述水平刮板的大小与所述干燥机内部的气道大小相等，所述水平刮板等距分布在所述刮板式传送带的两侧，所述水平刮板的配置用于将经过所述轧辊挤压预处理后的生物质原料向下输送。

优选地，所述水平刮板形状为矩形，所述水平刮板上布置有第一通风孔，所述第一通风孔均匀分布于所述水平刮板的整个平面上，从所述高温热气通道进入的高温热风通过通风孔与所述水平刮板上的生物质原料进行充分接触干燥。

优选地，所述涡轮表面设置有第二通风孔，所述通风孔均匀分布于所述涡轮下表面的圆周上，从所述低温热气通道送入的低温热风能够穿过所述涡轮，与所述涡轮上的生物质原料进行充分接触干燥。

优选地，所述高温热源、所述送风机、所述高温热气通道和所述水平刮板形成高温腔，所述低温热源、所述送风机、所述低温热气通道和所述涡轮形成低温腔，所述高温腔和所述低温腔共同组成烘干腔。

优选地，所述高温腔和所述低温腔分别位于干燥机的两侧，所述高温腔位于干燥机左侧的中部，所述低温腔位于干燥机右侧的底部。

优选地，所述高温热气通道的截面为梯形状，所述高温热气通道的横截面大小由高温热气进气口开始逐渐缩小。

优选地，所述低温热气通道的截面为长方形，所述涡轮上的生物质原料受热均匀。

与传统生物质干燥机相比，刮板和涡轮复合生物质干燥机具有如下优点：

(1)本发明中的水平刮板将经过轧辊挤压预处理后的生物质原料向下输送，刮板式传送带可以通过控制转速控制生物质原料的停留时间，使高温热风与生物质原料充分接触、干燥。

(2)本发明的水平刮板布置有大量通风孔，高温热风可通过通风孔与水平刮板上的生物质原料进行充分接触，提高干燥效率；电机工作时带动涡轮旋转，涡轮旋转产生的离心力将水平刮板上倾倒的生物质原料进一步打散，防止粘结；涡轮表面设置有气孔，从低温热气通道送入的热风可以穿过涡轮，与涡轮上的生物质原料进行充分接触干燥。

(3)本发明的高温热源产生高温热风进行干燥，低温热源产生温度较低的热风，可以防止水平刮板上倾倒的生物质原料自燃。

附图说明

图1为具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机结构图；

图2为具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机的涡轮俯视图；

图3为具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机的水平刮板俯视图；以及

图4为具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机的刮板式传送带与水平刮板立体图。

主要附图标记：

干燥物料出口1，涡轮2，高温热源3，送风机4，高温热气通道5，轧辊6，水平刮板7，刮板式传送带8，主排气口9，副排气口10，电机11，低温热气通道12，低温热源13。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

本发明提供一种具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，如图1所示，包括干燥物料出口1，涡轮2，高温热源3，送风机4，高温热气通道5，轧辊6，水平刮板7，刮板式传送带8，主排气口9，副排气口10，电机11，低温热气通道12和低温热源13。

轧辊6位于生物质原料的进口，轧辊6与生物质原料的进口刚性连接，生物质原料的进口位于刮板式传送带8的左上方，生物质原料的进口与刮板式传送带8刚性相连，水平刮板7垂直于刮板式传送带8，刮板式传送带8竖直安放在干燥机内，刮板式传送带8可以通过控制转速控制水平刮板7上的生物质原料的停留时间，使通过高温热气通道5的高温热风与水平刮板7上的生物质原料充分接触，并对其进行快速干燥处理。

高温热源3与送风机4相连，送风机4与高温热气通道5相连，涡轮2位于干燥机的底部，电机11与涡轮2刚性连接，电机11位于涡轮2的正下方，工作时，电机11带动涡轮2旋转，涡轮2旋转产生的离心力将水平刮板7上倾倒的生物质原料进一步打散，防止粘结，同时，从低温热气通道12的低温热风继续对从水平刮板7上倾倒的生物质原料进一步干燥，使满足要求的生物质原料最终落入干燥物料出口1。

主排气口9位于干燥机的上部，同时位于刮板式传送带8的右上方，副排气口10位于主排气口9的右侧中部，副排气口10与低温热源13通过气道刚性连接，低温热源13与送风机4连接，送风机4与低温热气通道12连接，低温热气通道12与电机11通过隔板隔开，干燥物料出口1位于涡轮2的边缘。

如图2所示，涡轮2表面也设置有通风孔，通风孔均匀分布于涡轮2下表面的圆周上，从低温热气通道12送入的低温热风可以穿过涡轮2，与从水平刮板7上倾倒在涡轮2上的生物质原料进行充分接触，并对倾倒在涡轮2上的生物质原料进行干燥处理。

如图3所示，水平刮板7的形状设为矩形，水平刮板7上布置有通风孔，通风孔均匀分布于水平刮板7的整个平面上，从高温热气通道5进入的高温热风可通过通风孔与水平刮板7上的生物质原料进行充分接触，并进行干燥处理。

如图4所示，水平刮板7与刮板式传送带8刚性连接，水平刮板7的大小正好和干燥机内部的气道大小相等，防止位于水平刮板7上的生物质原料在刮板式传送带8旋转时掉落，水平刮板7等距分布在刮板式传送带8的两侧，水平刮板7将经过轧辊6挤压预处理后的生物质原料向下输送。

高温热源3、送风机4、高温热气通道5和水平刮板7形成高温腔，低温热源13、送风机4、低温热气通道12和涡轮2形成低温腔。

高温腔和低温腔分别位于干燥机的两侧，高温腔位于干燥机左侧的中部，低温腔位于干燥机右侧的底部。

高温热气通道5的截面成梯形状，高温热气通道5离高温热气进气口越远，通道变得越窄，温度越低，对水平刮板7上的生物质原料干燥能力越弱，低温热气通道12的截面成长方形，涡轮2上的生物质原料受热均匀。

高温热源3产生高温热风，经由送风机4加压后穿过高温热气通道5送至水平刮板7处，与水平刮板7上的生物质原料接触，并对其进行干燥处理。从高温热气通道5送来的高温热风，对水平刮板7上的生物质原料干燥完成后，高温热风由主排气口9排出，部分高温热风由位于主排气口9右侧的副排气口10排出，经由连接气道，送至低温热源13处进行二次利用。

低温热源13产生热风的温度比高温热热源3产生的热风略低，低温热风经由送风机4加压后穿过低温热气通道12送入涡轮2处，通过涡轮2下底面处的通风孔，与落在涡轮2上的生物质原料充分接触，并对其进行干燥处理，温度略低的热风可以防止落在涡轮2上的生物质原料自燃。

以下结合实施例对本发明一种具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机做进一步的描述：

首先，打开干燥机上的高温热源3和低温热源13，使干燥机内部产生一个相对高温的烘干腔，通过位于干燥机内的温度传感器来设定需要的烘干腔，便于后续对生物质原料的干燥处理。高温热源3产生高温热风，经由连接高温热源3的送风机4加压后，高温热风穿过高温热气通道5，进入高温腔，与水平刮板7之上的生物质原料进行充分接触并对其进行初次干燥处理，并对挤出来的多余水分进行蒸发处理，处理之后的高温热风由安装在干燥机上部的主排气口9排出。

部分热风由位于主排气口9右侧的副排气口10排出，通过与低温热源13连接的气道进入低温热源13，进行二次利用。低温热源13随后产生热风，经由连接低温热源13的送风机4加压后，低温热风穿过低温热气通道12，通过涡轮2上的通风孔与涡轮2上进行初次干燥的生物质原料接触并对其进行二次干燥处理。

然后，将初始的生物质原料送到生物质原料的入口处，生物质原料经过安装在生物质原料入口处的轧辊6的挤压预处理操作后，可以初步挤压出生物质原料中的多余水分，对生物质原料进行二次破碎，方便高温热风与其充分接触并进行干燥。

通过轧辊6挤压后的生物质原料掉落至刮板式传送带8的水平刮板7上，刮板式传送带8竖直安放，水平刮板7与刮板式传送带8刚性连接，水平刮板7等距分布在刮板式传送带8的两侧，刮板式传送带8通过控制转速来控制生物质原料在高温腔的停留时间，使从高温热气通道5送来的高温热风与水平刮板7上的生物质原料充分接触并进行干燥处理。水平刮板7的大小正好和干燥机内部的气道大小相等，防止位于水平刮板7上的生物质原料在刮板式传送带8旋转时掉落。

刮板式传送带8在电机的驱动下逆时针转动，带动水平刮板7上的生物质原料向下运动，当水平刮板7运动到刮板式传送带8的最低端时，水平刮板7由原来的水平状态变为竖直状态，并将其上输送的生物质原料倾倒至涡轮2之上。

最后，涡轮2在位于下部电机11的带动下旋转，涡轮2旋转产生的离心力将水平刮板7上倾倒的生物质原料打散，防止粘结在涡轮2的底板和扇叶上，同时可以使落在涡轮2上的生物质原料均摊在涡轮2表面，便于由低温源13产生的低温热风通过送风机4和低温热气通道12进入到低温腔的热风与生物质原料进一步的充分接触并进行干燥处理，最终，达到干燥要求的生物质原料落入干燥物料出口1，完成干燥处理。

水平刮板7布置有大量通风孔，高温热风可通过通风孔与水平刮板7上的生物质原料进行充分接触，提高干燥效率。

涡轮2表面设置有气孔，从低温热气通道12送入的热风可以穿过涡轮2，与涡轮2上的生物质原料进行充分接触干燥。

生物质原料水分含量高，且析出点温度较低，为保证燃料品质，减少物料燃烧时低位热值的损耗，温度不宜超过150℃。同时为保证干燥效率，本发明选择高温热源的热风温度分别为140℃和100℃两种实施例，低温热源热风温度为60℃。

实施例一：

生物质原料在高温腔的停留时间约为3.5min，使初始的生物质原料失水率达到20％。

首先，打开干燥机上的高温热源3和低温热源13，调整干燥机内的温度，根据高温腔内的温度传感器，使高温热源3产生约140℃的高温热风以后，不再使干燥机的温度升高，使高温热源3维持在140℃的高温范围内，根据低温腔内的温度传感器，使低温热源13产生约60℃的低温热源以后，不再使干燥机的温度升高，使低温热源13维持在60℃的低温范围内，最终使干燥机内部产生一个相对高温的烘干腔和一个相对低温的烘干腔，便于后续生物质原料的烘干处理。

然后，将初始的生物质原料送到生物质原料的入口处，生物质原料的入口处有一个监测进入量多少的传感器，监测传感器根据生物质原料的特性以及烘干处理所达到的条件，反馈给操作者一个信息，控制生物质原料的进入量。生物质原料经过安装在生物质原料入口处的轧辊6的挤压预处理操作后，挤压出生物质原料中的多余水分，通过轧辊6破碎的生物质原料掉落至刮板式传送带8的水平刮板7上。

刮板式传送带8上安装有温度传感器，该温度传感器能根据生物质原料在高温腔的停留时间约为3.5min，给刮板式传送带8一个反馈信号，使刮板式传送带8控制电机转速的快慢，使高温腔中约140℃高温热风与生物质原料充分接触并对其进行干燥处理，同时，高温腔中约140℃高温热风将多余的水分进行蒸发处理。当水平刮板7运动到刮板式传送带8的最低端时，水平刮板7由原来的水平状态变为竖直状态，并将水平刮板7上输送的生物质原料倾倒至涡轮2之上。

处理之后的热风由安装在干燥机上部的主排气口9排出干燥机外，一部分热风由位于主排气口9右侧的副排气口10排出，通过与低温热源13连接的气道进入低温热源13，进行二次利用。副排气口10处也安装一温度传感器，该传感器根据低温热源13的温度，控制副排气口10的开启或者闭合。

最后，涡轮2在位于下部电机11的带动下旋转，涡轮2旋转产生的离心力将水平刮板7上倾倒的生物质原料打散，防止粘结在涡轮2的底板和扇叶上，同时可以使落在涡轮2上的生物质原料均摊在涡轮2表面，使其与从低温腔中中的低温热气通道12进入的60℃的低温热风进行充分接触并对其进行二次干燥处理，最终，达到干燥要求的生物质原料落入干燥物料出口1，完成生物质原料的干燥。

实施例二：

生物质原料在高温腔的停留时间约为7min，使初始的生物质原料失水率达到20％。

首先，打开干燥机上的高温热源3和低温热源13，调整干燥机内的温度，根据高温腔内的温度传感器，使高温热源3产生约100℃的高温热风以后，不再使干燥机的温度升高，使高温热源3维持在100℃的高温范围内，根据低温腔内的温度传感器，使低温热源13产生约60℃的低温热源以后，不再使干燥机的温度升高，使低温热源13维持在60℃的低温范围内，最终使干燥机内部产生一个相对高温的烘干腔和一个相对低温的烘干腔，便于后续生物质原料的烘干处理。

然后，将初始的生物质原料送到生物质原料的入口处，生物质原料的入口处有一个监测进入量的传感器，监测传感器根据生物质原料的特性以及烘干处理所达到的条件，反馈给操作者一个信息，控制生物质原料的进入量。生物质原料经过安装在生物质原料入口处的轧辊6的挤压预处理操作后，挤压出生物质原料中的多余水分，通过轧辊6破碎的生物质原料掉落至刮板式传送带8的水平刮板7上。

刮板式传送带8上安装有温度传感器，该温度传感器能根据生物质原料在高温腔的停留时间约为7min，给刮板式传送带8一个反馈信号，使刮板式传送带8控制电机转速的快慢，使高温腔中约100℃高温热风与生物质原料充分接触并对其进行干燥处理，同时，高温腔中约100℃高温热风将多余的水分进行蒸发处理。当水平刮板7运动到刮板式传送带8的最低端时，水平刮板7由原来的水平状态变为竖直状态，并将水平刮板7上输送的生物质原料倾倒至涡轮2之上。

处理之后的热风由安装在干燥机上部的主排气口9排出干燥机外，一部分热风由位于主排气口9右侧的副排气口10排出，通过与低温热源13连接的气道进入低温热源13，进行二次利用。副排气口10处也安装一温度传感器，该传感器根据低温热源13的温度，控制副排气口10的开启或者闭合。

最后，涡轮2在位于下部电机11的带动下旋转，涡轮2旋转产生的离心力将水平刮板7上倾倒的生物质原料打散，防止粘结在涡轮2的底板和扇叶上，同时可以使落在涡轮2上的生物质原料均摊在涡轮2表面，使其与从低温腔中中的低温热气通道12进入的60℃的低温热风进行充分接触并对其进行二次干燥处理，最终，达到干燥要求的生物质原料落入干燥物料出口1，完成生物质原料的干燥。

具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，刮板式传送带能根据生物质原料所含水分的多少控制其在高温腔的停留时间，同时涡轮的旋转能够防止生物质原料的粘结和堆积，使其分散开，干燥能力进一步提高，提高生物质原料的利用率，实际应用性强，具有一定的推广价值，结构简单，上手速度快，操作简单。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，其特征在于，包括干燥机、干燥物料出口、涡轮、高温热源、送风机、高温热气通道、轧辊、水平刮板、刮板式传送带、主排气口、副排气口、电机、低温热气通道和低温热源，

所述轧辊位于干燥机的生物质原料的进口处，所述轧辊与所述干燥机的生物质原料的进口连接，所述干燥机的生物质原料的进口位于所述刮板式传送带的左上方，所述水平刮板垂直于所述刮板式传送带设置，所述刮板式传送带竖直安放在干燥机内，所述涡轮位于干燥机的底部，所述电机位于所述涡轮的正下方并与所述涡轮连接；以及

所述主排气口位于干燥机的上部，同时位于所述刮板式传送带的右上方，所述副排气口位于所述主排气口的右侧中部，所述副排气口与所述低温热源通过气道连接，所述高温热源以及低温热源分别与所述送风机的第一端连接，所述送风机的第二端分别与高温热气通道以及所述低温热气通道连接，所述低温热气通道与所述电机通过隔板隔开，所述干燥物料出口位于所述涡轮的边缘。

2.根据权利要求1所述的具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，其特征在于，所述水平刮板与所述刮板式传送带刚性连接，所述水平刮板的大小与所述干燥机内部的气道大小相等，所述水平刮板等距分布在所述刮板式传送带的两侧，所述水平刮板的配置用于将经过所述轧辊挤压预处理后的生物质原料向下输送。

3.根据权利要求1或者2所述的具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，其特征在于，所述水平刮板形状为矩形，所述水平刮板上布置有第一通风孔，所述第一通风孔均匀分布于所述水平刮板的整个平面上，从所述高温热气通道进入的高温热风通过通风孔与所述水平刮板上的生物质原料进行充分接触干燥。

4.根据权利要求1或者2所述的具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，其特征在于，所述涡轮表面设置有第二通风孔，所述通风孔均匀分布于所述涡轮下表面的圆周上，从所述低温热气通道送入的低温热风能够穿过所述涡轮，与所述涡轮上的生物质原料进行充分接触干燥。

5.根据权利要求1所述具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，其特征在于，所述高温热源、所述送风机、所述高温热气通道和所述水平刮板形成高温腔，所述低温热源、所述送风机、所述低温热气通道和所述涡轮形成低温腔，所述高温腔和所述低温腔共同组成烘干腔。

6.根据权利要求5所述的具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，其特征在于，所述高温腔和所述低温腔分别位于干燥机的两侧，所述高温腔位于干燥机左侧的中部，所述低温腔位于干燥机右侧的底部。

7.根据权利要求1或者5所述的具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，其特征在于，所述高温热气通道的截面为梯形状，所述高温热气通道的横截面大小由高温热气进气口开始逐渐缩小。

8.根据权利要求1或者5所述的具有刮板和涡轮的复合生物质干燥机，其特征在于，所述低温热气通道的截面为长方形，所述涡轮上的生物质原料受热均匀。