CN110740815B - 生物质研磨机 - Google Patents

Abstract

提供一种能够高效且安全地粉碎木质类生物质的生物质研磨机。在内置有旋转工作台(3)、粉碎辊(4)以及旋转分级机(6)的壳体(11)的内部设置有内部壁(12)，在壳体(11)的内表面与内部壁(12)的外表面之间形成有将由一次空气吹起的生物质粒子导向旋转分级机(6)的环状流路(13)。内部壁(12)使被旋转分级机(6)弹开的粗粒子(C)不返回至旋转工作台(3)，而返回至环状流路(13)，使环状流路(13)作为重力分级机而发挥功能。由此，防止在旋转工作台(3)上堆积大量的木质类生物质。

Description

生物质研磨机

技术领域

本发明涉及一种粉碎木质类生物质，生成能作为锅炉燃料使用的生物质粒子的生物质研磨机。

背景技术

近年来，作为这种生物质研磨机，提出了一种生物质研磨机，具备：壳体，形成分级室；分级机，设于所述分级室的上部；粉碎工作台，设于所述分级室的下部，由工作台驱动装置驱动；多个加压辊单元，具有被按压在该粉碎工作台的加压辊；吹出口，从所述粉碎工作台的周围喷出一次空气；滑槽(chute)，向所述粉碎工作台的中心供给木质类生物质；以及缩流部，该缩流部具有：内侧缩流部，包围所述滑槽；以及外侧缩流部，设于所述壳体的内周面的与所述内侧缩流部对置的位置，在所述内侧缩流部与所述外侧缩流部之间形成有缩流流路，所述内侧缩流部具有：圆锥台部，沿所述缩流流路的上端的上方延伸；倒立圆锥台部，沿该圆锥台部的上端的下方延伸(例如，参照专利文献1)。

根据专利文献1，以往的生物质研磨机如上述那样构成，因此通过经由缩流部使木质类生物质的粉体流增速，会缩短在分级室内的粉体的滞留时间，抑制碾磨压差的上升，谋求粉碎容量的增大，并且会防止向内侧缩流部上的粉体的堆积，会防止向粉体的分级室内的残留，谋求安全性的提高。此外，根据专利文献1，生物质研磨机通过采用以煤粉碎用的煤研磨机为基本的粉碎装置，能够以低成本进行实施而不进行大的改良、设备变更。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-47383号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，以往的生物质研磨机构成为：在粉碎工作台与分级机之间形成有缩流部，该缩流部具有只有粉碎至1～2mm程度的大小的生物质粒子才能穿过的缩流流路，使粒径大的粗粒子和在尚未粉碎的状态下用一次空气吹起的木质类生物质碰撞于缩流部的下表面，由粉体流进行分离，并再次向粉碎工作台上落下。

因此，以往的生物质研磨机容易在粉碎工作台上积存大量的木质类生物质，难以高效地制造作为目的物的生物质粒子，也容易增加研磨机内的压力损失和木质类生物质的粉碎动力。此外，以往的生物质研磨机容易在粉碎工作台上积存大量的木质类生物质，因此包含在木质类生物质的挥发成分容易在研磨机内成为高浓度，也会有在研磨机内起火的危险。因此，以往的生物质研磨机在这些方面有进一步改善的余地。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够高效且安全地粉碎木质类生物质的生物质研磨机。

技术方案

为了达成上述目的，代表性的本发明的特征在于，具备：旋转工作台，配置于壳体的下部；粉碎辊，在其与所述旋转工作台之间粉碎木质类生物质；一次空气的吹出口，设于所述旋转工作台与所述壳体之间；中央滑槽，向所述旋转工作台的上表面中心部供给作为原材料的木质类生物质；旋转分级机，配置于所述壳体的上部；筒状的内部壁，配置于所述壳体的内部；以及环状流路，由所述壳体的内表面和所述内部壁的外表面构成，将由从所述吹出口喷射的一次空气吹起的粉体流导向所述旋转分级机，所述内部壁构成为使未穿过所述旋转分级机的木质类生物质的粗粒子仅返回至所述环状流路。

发明效果

根据本发明，能够高效地将在旋转工作台与粉碎辊之间被粉碎的生物质粒子排出至研磨机外，能够抑制研磨机内的压力损失和木质类生物质的粉碎动力，并且在研磨机内安全地对木质类生物质进行粉碎处理。上述以外的课题、构成以及效果通过以下所述的实施方式的说明得以明确。

附图说明

图1是表示实施方式的立式生物质研磨机的整体构成的剖视图。

图2是表示实施方式的立式生物质研磨机的主要部分的立体图。

图3是表示实施方式的立式生物质研磨机所具备的内部壁的构成的立体图。

图4是以与以往技术的相对值来表示实施方式的立式生物质研磨机的粉碎动力值的图表。

图5是以与以往技术的相对值来表示实施方式的立式生物质研磨机的压力损失值的图表。

图6是表示比较实施方式的立式生物质研磨机与以往技术的相对于生物质供给负荷的的粉碎动力特性和压力损失特性的曲线图。

具体实施方式

以下，以立式生物质研磨机为例对本发明的生物质研磨机的实施方式进行说明。需要说明的是，以下所述的实施方式只是表示实施本发明时的具体的一个例子，本发明的范围并不限制于以下所述的实施方式。此外，粉碎木质类生物质，特别是木质颗粒来得到生物质粒子一般称为“破碎”，但在本说明书中，效仿煤研磨机的例子而称为“粉碎”。

图1是表示实施方式的立式生物质研磨机的整体构成的剖视图。从该图明显看出，实施方式的立式生物质研磨机1具备：旋转工作台3，由工作台驱动装置2在水平面内旋转驱动；粉碎辊4，在其与旋转工作台3之间粉碎作为原材料的木质类生物质，制造作为目的物的生物质粒子；中央滑槽5，配置于旋转工作台3的上方，向旋转工作台3的上表面中心部供给木质类生物质；旋转分级机6，配置于中央滑槽5的外周；固定分级机7，配置于旋转分级机6的外周；反弹板8，配置于固定分级机7的更外周；分配部9，将通过旋转分级机6和固定分级机7分级后的生物质粒子输送向规定的供给目的地。

旋转工作台3、粉碎辊4、旋转分级机6以及固定分级机7容纳于形成为筒状的壳体11内，壳体11的上端部连结于分配部9。此外，在粉碎辊4与旋转分级机6之间，防止粗粒子从旋转分级机6和固定分级机7向旋转工作台3返回的内部壁12与壳体11同心地配置。由此，在壳体11的内表面与内部壁12的外表面之间，形成有作为含有生物质粒子的粉体流的流路的环状流路13。

在旋转工作台3的外周面与壳体11的内表面之间，设有具备旋转喉部叶片(throatvane)14的一次空气的吹出口15。一次空气从一次空气管道16供给，通过旋转喉部叶片14调整流速和风向，通过吹出口15向壳体11内喷射。需要说明的是，在立式生物质研磨机1中，一次空气温度被调整为比煤研磨机低温的例如150℃。

在旋转工作台3的上表面，环状的凹槽3a与旋转工作台3的旋转中心同心地形成，该环状的凹槽3a具有能够容纳粉碎辊4的宽度。因此，当通过工作台驱动装置2旋转驱动旋转工作台3时，粉碎辊4在凹槽3a内转动，由此会粉碎作为原材料的木质类生物质来制造作为目的物的生物质粒子。

需要说明的是，作为木质类生物质能够利用各种物质，但通过粉碎得到1mm～2mm程度的大小一致的生物质粒子，因此特别优选将木粉等压固成颗粒状而成的木质颗粒。

粉碎辊4旋转自如地装配于辊托架21，辊托架21经由辊枢轴22，由加压框架23支承。此外，加压框架23经由加压臂24，连结于一端连结于规定的固定部的加压缸25的加压杆26。因此，粉碎辊4通过驱动加压缸25，经由加压杆26，加压臂24，加压框架23，辊枢轴22以及辊托架21上下移动，由此，调整作用于旋转工作台3与粉碎辊4之间的粉碎负荷。在旋转工作台3的周向具备多个(三个的情况较多)粉碎辊4。

需要说明的是，上述的粉碎的方案是一个例子，本发明并不限定于此。粉碎件的形态并不限于辊状，也可以是球状。加压的方式只要是辊的旋转轴等粉碎件向下方被按下，且粉碎负荷朝向凹槽3a作用的方式，则其构成要素、各要素的动作不限。

对于中央滑槽5而言，上端部装配于分配部9，下端部插入至内部壁12的内部。

旋转分级机6通过在圆周方向以规定的间隔排列多张翅片(fin)6a而构成，通过以未图示的马达驱动这些翅片6a，进行生物质粒子的分级。生物质粒子的粒度分布通过翅片6a的转速来调整。需要说明的是，在实施方式的旋转分级机6中，底板成为用于立起翅片6a的翅片支承圆环板6b。旋转分级机6具有向分配部9所具备的多条(在图1中仅显示一条)输送管9a分别均等地分配生物质粒子的功能。

固定分级机7在圆周方向以规定的间隔排列不旋转的多张翅片，因此通过使粉体流接触翅片，将粉体流中的生物质粒子分级。

反弹板8是将穿过环状流路13内而吹至旋转分级机6和固定分级机7的上方的生物质粒子反弹，引导至旋转分级机6和固定分级机7的构件，也作为调整流入至旋转分级机6和固定分级机7的粉体流的流速的缩流构件而发挥功能。通过反弹板8，流入至旋转分级机6和固定分级机7的粉体流的流速调整为例如10m/sec程度。

在分配部9具备将在立式生物质研磨机1中制造出的生物质粒子输送至规定的输送目的地的输送管9a。作为生物质粒子的输送目的地，有生物质专烧锅炉或将木质类生物质与煤混烧的生物质混烧锅炉。需要说明的是，在分配部9具备多个输送管9a的情况下，为了使向各输送管9a内的生物质粒子的导入均匀化，也能采用使输送管9a的端部向分配部9内突出的构成。

壳体11形成为能够容纳旋转工作台3、粉碎辊4、旋转分级机6、固定分级机7以及反弹板8的圆筒状，但为了使立式生物质研磨机1易于维护，例如也能够以具有由上部壳体、中部壳体以及下部壳体这三个构件构成等，可分解的多个构件的组合的方式构成。

内部壁12如图2和图3所示，包括：环构件31，与旋转分级机6的翅片支承圆环板6b对置地配置；上部圆锥部32，直径随着从装配有环构件31的上端部至下方而变大；圆筒部33，连结于上部圆锥部32的下端部；多个装卸板34，可拆装地连结于圆筒部33的下端部。

内部壁12如图1所示，在壳体11的内部配设于旋转工作台3与旋转分级机6之间。内部壁12使用从壳体11的内表面延伸的未图示的固定构件装配于壳体11。在翅片支承圆环板6b与环构件31之间，为了防止旋转分级机6与内部壁12的干扰，设有若干间隙d。为了将从内部壁12的内侧至外侧的流路的流路阻力保持得较大，间隙d的大小设定为2mm～8mm程度。由此，能够防止向翅片支承圆环板6b与环构件31之间的生物质粒子的侵入，能够防止由生物质粒子引起的翅片支承圆环板6b与环构件31的卡住。

在圆筒部33开设有用于贯通加压臂24的加压臂贯通孔35，并且能开闭地具备维护用门36，该维护用门36能够在维护时进行粉碎辊4的搬入和搬出。像这样，通过在圆筒部33开设加压臂贯通孔35，使向壳体11内设置内部壁12成为可能。此外，通过在圆筒部33具备维护用门36，使在维护时的粉碎辊4的更换成为可能。

装卸板34是在向加压臂贯通孔35内贯通加压臂24后装配于圆筒部33的构件，在其一部分具备在维护时供人员出入的可开闭的进出用门37。像这样，通过将圆筒部33和装卸板34构成为不同构件，使向壳体11内的内部壁12的设置成为可能。此外，通过在装卸板34具备进出用门37，使操作员向立式生物质粉碎机1内的进入成为可能，使对粉碎辊4等的维护的实施成为可能。

此外，装卸板34具有将由一次空气吹起的生物质粒子导向环状流路13内的功能。因此，装卸板34以至少与粉碎辊4的一部分重叠的方式配置于粉碎辊4的外周侧，更理想的是，下端部构成为覆盖到比粉碎辊4的旋转中心靠下方的部分。

以下，对上述那样构成的实施方式的生物质研磨机1的动作和效果进行说明。

从中央滑槽5供给的木质类生物质A如于图1箭头所示，在向旋转工作台3的中心部落下后，由于伴随旋转工作台3的旋转的离心力，在旋转工作台3上描绘出涡旋状的轨迹并向外周部移动，进入至凹槽3a内。进入至凹槽3a内的木质类生物质A被咬入旋转工作台3与轮胎状的粉碎辊4之间而粉碎，成为生物质粒子。

生成的生物质粒子通过从吹出口15向壳体11内吹出的一次空气一边进行干燥，一边被向上方吹起，成为含有生物质粒子的粉体流B并被导入至环状流路13内。粉体流B一边在环状流路13内螺旋状地旋转，一边向上移动，沿设于内部壁12的上部圆锥部32将流路变更至旋转分级机6和固定分级机7侧。

穿过环状流路13的生物质粒子中的适当尺寸的生物质粒子通过旋转分级机6或固定分级机7进入至分配部9内。此外，穿过环状流路13的生物质粒子中的微小粒子在碰撞到反弹板8后，通过旋转分级机6或固定分级机7，进入至分配部9内。另一方面，穿过环状流路13的生物质粒子中的粗粒子C无法穿过旋转分级机6或固定分级机7，被设于内部壁12的上部圆锥部32引导而重新返回至环状流路13内。

返回至环状流路13内的粗粒子，通过自重与一次空气的吹起力的平衡在环状流路13内上下运动，由其间被细粉碎，最终通过旋转分级机6或固定分级机7而进入至分配部9内。即，环状流路13作为生物质粒子的重力分级机发挥功能。

像这样，实施方式的立式生物质研磨机1采用在旋转工作台3与旋转分级机6之间设有内部壁12，将未穿过旋转分级机6或固定分级机7的粗粒子C返回至形成于壳体11的内表面与内部壁12的外表面之间的环状流路13内的构成，因此能够防止粗粒子C返回至旋转工作台3上。就是说，实施方式的立式生物质研磨机1采用将在旋转工作台3与粉碎辊4之间被粉碎的生物质粒子仅通过环状流路13向分配部9侧排出的一次通过(one-through)构造，因此能够可靠地防止向旋转工作台3上的粗粒子C的返回。

因此，根据实施方式的立式生物质研磨机1，不会在旋转工作台3上滞留预先设定的量以上的木质类生物质A，因此能够抑制木质类生物质的粉碎所需要的动力，并且也抑制研磨机内的压力损失。而且，根据实施方式的立式生物质研磨机1，也能够防止在研磨机内的挥发成分的浓度上升。

在图4中示出了将实施方式的立式生物质研磨机1的粉碎动力值与不具备内部壁12的以往的立式生物质研磨机进行比较。在该图表中中，以将以往的立式生物质研磨机的粉碎动力值设为“1”时的相对值表示实施方式的立式生物质研磨机1的粉碎动力值。需要说明的是，在以往的立式生物质研磨机中，容易在旋转工作台3上滞留大量的木质类生物质A，当在旋转工作台3上大量的木质类生物质A滞留时，粉碎动力急速增大，因此难以提高粉碎负荷。因此，在图4中，成为能够进行比较的低负荷运用时的比较。

粉碎动力因作为原材料的木质类生物质的种类、研磨机的运转条件而导致偏差较大，但根据图4的数据，实施方式的立式生物质研磨机1的粉碎动力值变为以往的立式生物质研磨机的粉碎动力值的0.42～0.63倍。根据该数据，可以说实施方式的立式生物质研磨机1与以往的立式生物质研磨机相比，能够显著地抑制粉碎动力。

在图5中示出了将实施方式的立式生物质研磨机1的压力损失值与不具备内部壁12的以往的立式生物质研磨机进行比较。在该图表中，以将以往的立式生物质研磨机的压力损失值设为“1”时的相对值表示实施方式的立式生物质研磨机1的压力损失值。此外，成为能够进行比较的低负荷运用时的比较。

研磨机内的压力损失也因作为原材料的木质类生物质的种类、研磨机的运转条件而导致偏差较大，但根据图5的数据，实施方式的立式生物质研磨机1的压力损失值变为以往的立式生物质研磨机的压力损失值的0.37～0.67倍。根据该数据，可以说实施方式的立式生物质研磨机1与以往的立式生物质研磨机相比，能够显著地抑制压力损失。

在图6中示出了将实施方式的立式生物质研磨机1与不具备内部壁12的以往的立式生物质研磨机的相对于生物质供给负荷的粉碎动力特性和压力损失特性进行比较。从该数据明显看出，实施方式的立式生物质研磨机1相对于生物质供给负荷的变动具有稳定的粉碎动力特性和压力损失特性，能够进行从低负荷到高负荷的广泛运用。与此相对，以往的立式生物质研磨机只能进行低负荷下的运用。根据该数据，实施方式的立式生物质研磨机1能够高负荷运用，可以说生物质粒子的制造能力较高。

本发明的立式生物质研磨机1的特征在于，在壳体11内设置了限制粗粒子C向旋转工作台3返回的内部壁12，关于其他的部分，不限定于所述实施方式，能够适当进行变更。例如，本发明的立式生物质研磨机1能够通过改变以往公知的煤研磨机来构成，但并不限定于此。此外，在实施方式中，只粉碎了木质类生物质，但也能够混合粉碎煤和木质类生物质。根据本发明的立式生物质研磨机1，在混合粉碎煤和木质类生物质的情况下，能够以高的比率混合木质类生物质。

需要说明的是，本发明的立式生物质研磨机1构成为内部壁12相对于壳体11可拆装，因此通过从壳体11卸下内部壁12，在旋转分级机6的下方部分具备将未穿过旋转分级机6或固定分级机7的粗粒子C返回至旋转工作台3的中心部的料斗，也能够作为煤研磨机来使用。

符号说明

1 立式生物质研磨机

2 工作台驱动装置

3 旋转工作台

3a 凹槽

4 粉碎辊

5 中央滑槽

6 旋转分级机

6a 翅片

6b 翅片支承圆环板

7 固定分级机

8 反弹板

9 分配部

9a 输送管

11 壳体

12 内部壁

13 环状流路

14 旋转喉部叶片

15 一次空气的吹出口

16 一次空气管道

21 辊托架

22 辊枢轴

23 加压框架

24 加压臂

25 加压缸

26 加压杆

31 环构件

32 上部圆锥部

33 圆筒部

34 装卸板

35 加压臂贯通孔

36 维护用门

37 进出用门

A 木质类生物质

B 粉体流

C 粗粒子

Claims (8)

1.一种生物质研磨机，其特征在于，具备：

旋转工作台，配置于壳体的下部；粉碎辊，在其与所述旋转工作台之间粉碎木质类生物质；一次空气的吹出口，设于所述旋转工作台与所述壳体之间；中央滑槽，向所述旋转工作台的上表面中心部供给作为原材料的木质类生物质；旋转分级机，配置于所述壳体的上部；筒状的内部壁，配置于所述壳体的内部；以及环状流路，由所述壳体的内表面和所述内部壁的外表面构成，将由所述吹出口喷射的一次空气吹起的粉体流导向所述旋转分级机，

所述内部壁构成为使未穿过所述旋转分级机的木质类生物质的粗粒子仅返回至所述环状流路。

2.根据权利要求1所述的生物质研磨机，其特征在于，

所述内部壁包括：环构件，与所述旋转分级机对置地配置；上部圆锥部，直径随着从装配有所述环构件的上端部至下方而变大；圆筒部，连结于所述上部圆锥部的下端部；多个装卸板，可拆装地连结于所述圆筒部的下端部。

3.根据权利要求2所述的生物质研磨机，其特征在于，

所述圆筒部具备能够进行所述粉碎辊的搬入和搬出的维护用门。

4.根据权利要求2所述的生物质研磨机，其特征在于，

所述装卸板具备能供人员出入的进出用门。

5.根据权利要求2所述的生物质研磨机，其特征在于，

所述内部壁在所述环构件的上表面与所述旋转分级机的下端部之间隔着能够防止木质类生物质的咬入所需要的间隙而可拆装地装配于所述壳体。

6.根据权利要求2所述的生物质研磨机，其特征在于，

所述装卸板以与所述粉碎辊的一部分重叠的方式配置于所述粉碎辊的外周侧。

7.根据权利要求6所述的生物质研磨机，其特征在于，

所述装卸板构成为，其下端部覆盖至比所述粉碎辊的旋转中心靠下方的部分。

8.根据权利要求1所述的生物质研磨机，其特征在于，

在所述旋转分级机的外周部分具备提高流入至所述旋转分级机的粉体流的流速的缩流构件。

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