CN212669609U - 一种微型便携式生物质制气制油装置 - Google Patents

Abstract

本专利提供了一种微型便携式生物质制气制油装置，该装置主要由集光反应箱、高温聚光装置、生物质材料粉碎装置组成，所述反应箱由物料反应区、残碳收集区和生物油收集区组成，用于生物质制备生物气和生物油，所述高温聚光装置由多块菲涅尔透镜镜片拼装而成，可为反应箱提供足够的温度，使生物质材料和催化剂发生反应，可在能源零消耗的前提下，生成液态、气态产物和固态余料，所制生物质油储存方便用途广泛，实现了生物质资源的高值化利用，生物油的产率可达60％以上，且易于拆卸安装，极大程度地实现该装置的便携性。

Description

一种微型便携式生物质制气制油装置

技术领域

本专利属于可再生能源利用领域，具体而言，涉及到生物质能开发利用领域，尤其是生物质裂解制气制油领域，同时，也涉及到太阳能光热利用领域。

背景技术

随着能源危机的加剧及人类环保意识的提升，各国对可再生能源的开发利用热情也日益高涨。而生物质能源是仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源，作为可再生能源在整个能源系统中占有重要地位，生物质作为储存生物质能的载体，种类多且储量丰富。目前，可大规模开发利用的生物质主要指农业和林业废料，如秸秆、树叶等。生物油是生物质通过热裂解技术获得的液体产物，具有能量密度较高、环境友好、可再生、易储存及可直接输送等优点，可替代传统化石燃料推广使用，解决日益严重的能源紧缺与环境污染等问题。而生物质制气制油过程经常会因为所需生物油场所的变化而改变反应床及整个反应装置位置。在这种情况下，实现对生物质能的快速简单利用是解决其存在问题的重要前提，由于人们在野外探险、科技考察、登山徒步等户外活动的增多，经常会遇到能源供应不足的问题，而传统的生物质制气制油装置体积庞大，过于沉重且不易移动，难以解决这个问题。因此，亟需研发此领域相关产品。

发明内容

针对现有生物质制气制油装置在应用场所方面的不足，本专利的目的在于提供一种微型便携式生物质制气制油装置，以解决现有生物质制气制油装置体积大、过于沉重且不易移动的问题，实现生物质原料的实时就地利用，解决不同场合对生物质原料的综合利用。微型便携式生物质制气制油装置通过调整菲涅尔透镜镜面上太阳光线的入射角，将太阳能转化为高温热能以最大限度的利用于实现将生物质原料通过热裂解形成生物油、生物气等产物的转化过程。同时，菲涅尔透镜结构具有可拆卸功能，生物原料输送装置具有可收纳功能，均可较高程度地实现本装置的便携可移动要求。

为实现上述目的，本专利采用的技术方案是：一种微型便携式生物质制气制油装置，其中主要包括集光反应箱、透明箱盖、高温聚光装置及其菲涅尔透镜板、锥形齿轮机构、生物质材料粉碎装置及其进料箱、粉碎室、L型支架和光伏板。

所述集光反应箱包括可形成密封环境的透明箱盖，在其上设有用于防止光线外逸的反射层，所述箱体的部分为透光耐高温材料制成，其内外夹层内设有用于均匀受热的热管，箱体内设有微型真空泵用于发生反应时形成无氧或少氧环境，所述产物收集部分在物料进行反应后通过可抽拉式隔板落入残碳收集区，再经过滤网进入带有可视窗的生物油收集区，集光反应箱的收集部分为抽拉式壳体，便于进行产物的收集转移。

所述高温聚光装置主要包括菲涅尔透镜板、组合滑轨、锥形齿轮机构以及套杆。菲涅尔透镜板是由6块菲涅尔镜片拼装而成，两端镜片通过锥形齿轮机构以及带有可伸缩功能的套杆固定，通过两端镜片下所设组合滑轨的伸长，再将其余菲涅尔镜片通过固定孔进行拼接固定组成菲涅尔透镜板，使得高温聚光装置形成可拆卸、可调节角度的简易便携连接方式，用于提供制备生物油生物气产物所需的反应温度。

所述生物质材料粉碎装置在粉碎室上安装有进料箱下安装有物料收集箱，收集箱为抽拉式机构用来进行物料收集转移，粉碎室一侧设有控制中心、电动机、蓄电池组和光伏板，控制中心能够实现粉碎机的启停控制以及实时监测粉碎过程中各种状态参数和光伏发电装置供电量情况，当发电装置不能提供粉碎机所需电能情况时会进行提醒功能以及时启用备用电池或接入市电。

所述粉碎室、控制中心和蓄电池组均固定在粉碎机L型支架上，光伏板为可拆可折叠式，伸展后可固定在L型支架上中心处通过电连接至蓄电池组，底端面通过电连接至控制中心，可以调节光伏板的高度和倾斜角度，使得最大程度接收太阳辐射，从而提高光电转化率。

所述光伏发电装置为粉碎机电动机工作提供电能，在安装框上设置光伏板，通过加持固定组件夹持光伏板的安装框展开或收纳光伏板。在光伏板展开时，通过驱动臂的拉动，进行光伏板的翻转获得最大太阳辐射量，经控制器控制光伏板对蓄电池组进行充电。

所述锥形齿轮机构用于相交轴间的传动改变传动方向，能够在调整菲涅尔透镜板与太阳光线之间角度时不会出现滑动影响反应温度，降低对太阳入射角和方位角的精度要求。

本专利的有益效果是：

(1)本专利涉及的生物质热裂解技术是生物质能源利用较为有效的途径之一，具有以下优点：首先热解产物为生物气、生物油和焦炭，并可根据不同需要改变产物收率加以利用；其次环境污染小，生物质在无氧或氧的条件下热解时，氮氧化物、硫氧化物等污染物排放少，且热解烟气中灰量小；最后生物质中的重金属等有害成分大部分被固定在焦炭中，可以从中回收金属，进一步减少环境污染。

(2)本专利中物料反应箱借助菲涅尔透镜利用太阳能实现对物料反应区的高温加热过程，实现节能效果的同时简化了物料反应过程的装置，减少反应过程中的零部件数量。

(3)本专利在不工作时将各部分统一收至带有万向轮的收纳箱中，户外活动时方便携带，可实现该装置的可移动性。

(4)本专利在使用过程中，几乎没有外部能源消耗，粉碎机可由太阳能供给电动机工作，并将一部分太阳能转化为电能储存在蓄电池组中，且所制生物质油储存方便用途广泛，可收集用于其他时间段。

(5)本专利涉及的生物质具有可再生性、取材方便、二氧化碳的净排放为零且环境兼容性好，以生物质资源为原料制备生物油和生物气的生产是一个生物质资源的高值化利用，其中生物油的产率可达60％以上。

附图说明

图1是微型可移动生物质制气制油装置的立体结构图；

图2是集光反应箱结构示意图；

图3是集光反应箱结构剖切图；

图4是菲涅尔透镜结构展开示意图；

图5是菲涅尔透镜结构俯视图；

图6是透镜支架锥形齿轮机构局部放大图；

图7是小型太阳能式(锤片式)粉碎机正视图；

图8是小型太阳能式(锤片式)粉碎机俯视图。

图中：

1、透明箱盖 2、集光反应箱 3、卡扣

4、热管 5、可抽拉式隔板 6、反应箱拉手

7、反应箱可视窗 8、生物油收集区 9、残碳收集区

10、物料反应区 11、排气嘴 12、微型真空泵

13、抽气嘴 14、滤网 21、菲涅尔透镜板

22、锥形齿轮机构 23、可调节旋钮 24、套杆

25、透镜板支架 26、组合滑轨 27、固定孔

28、第一锥形齿轮 29、第二锥形齿轮 31、进料箱

32、轴承 33、粉碎室 34、收集箱可视窗

35、物料收集箱 36、收集箱拉手 37、控制中心

38、蓄电池组 39、L型支架 40、驱动臂

41、光伏板 42、转盘 43、锤片

44、电动机 45、锤架

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利一种微型便携式生物质制气制油装置的结构加以说明并描绘具体的实施方式。

如图1所示，本专利的微型便携式生物质制气制油装置，包括集光反应箱2、菲涅尔透镜25、可调节透镜支架36、小型太阳能式粉碎机26和物料收集箱13。

如图2～3所示，集光反应箱2主要由物料反应区10、残碳收集区9和生物油收集区8构成，秸秆等通过小型粉碎机处理后投入到集光反应箱2的物料反应区10，上述物料反应区10四周布有热管4以最大限度使其受热均匀，透明箱盖1内有密封圈使反应区内密封完整，且在物料反应区10内装有微型真空泵12为反应提供无氧或少氧的反应环境，热裂解反应完成后抽掉可抽拉式隔板5使反应后产物落入到残碳收集区9，再经滤网14过滤后液体产物落入生物油收集区8。

如图4～5所示为菲涅尔透镜结构展开示意图。使用时，将6块镜片通过拉伸组合滑轨 26拼接在透镜板支架25上，为获得最大太阳辐射可通过调整锥形齿轮机构22以及套杆24 高度改变菲涅尔透镜板21与入射太阳光线之间的角度，使得太阳光线能始终最大限度以垂直于菲涅尔透镜板21表面的角度入射，并汇集于物料反应区10。不工作时，可将菲涅尔透镜板21中间4块镜片取下，两端镜片收回原位卡紧，两端镜片下通过锥形齿轮机构22固定的套杆24也可取下，套杆24通过可调节旋钮23收至最短，将各部分统一收至带有万向轮的收纳箱中，可极大程度地实现该装置的可移动性。

如图6所示为图4中锥形齿轮机构22局部放大图。透镜板支架上半圆形角铁上为第一锥形齿轮28，与套杆24的第二锥形齿轮29之间相互啮合，以保证调整菲涅尔透镜板21与太阳光线之间角度时不会出现滑动，进而影响反应温度。

如图7～8所示为小型太阳能式粉碎机装置图。粉碎室33上安装有进料箱31下有物料收集箱35，粉碎室33一侧设有控制中心37、电动机44、蓄电池组38和光伏板41，粉碎室33、控制中心37和蓄电池组38均固定在粉碎机L型支架39上，光伏板41为可拆可折叠式，伸展后可固定在L型支架39上中心处通过电连接至蓄电池组38，底端面通过电连接至控制中心37，可以调节光伏板41的高度和倾斜角度，使得最大程度接收太阳辐射，从而提高光电转化率。

以上对本专利所提供的微型便携式生物质制气制油装置进行了详细介绍。本文中应用了个例对本专利的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本专利的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利的原理的前提下，还可以对本专利进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本专利权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种微型便携式生物质制油制气装置，其特征在于：该装置主要包括集光反应箱(2)、透明箱盖(1)、高温聚光装置及其菲涅尔透镜板(21)、锥形齿轮机构(22)、生物质材料粉碎装置及其进料箱(31)、粉碎室(33)、L型支架(39)和光伏板(41)。

2.根据权利要求1所述的一种微型便携式生物质制油制气装置，其特征是所述集光反应箱(2)包括透明箱盖(1)、卡扣(3)、反应箱拉手(6)、反应箱可视窗(7)、残碳收集区(9)，它们的连接方式是带有反应箱可视窗(7)和反应箱拉手(6)的物料反应区(10)、残碳收集区(9)和生物油收集区(8)均通过抽屉式模块化组合形成集光反应箱(2)，物料进行反应后通过可抽拉式隔板(5)进入残碳收集区(9)，所述生物油收集区(8)为抽拉式壳体，其上连接有滤网(14)和反应箱可视窗(7)。

3.根据权利要求2所述的一种微型便携式生物质制油制气装置，其特征是所述集光反应箱(2)的透明箱盖(1)通过卡扣(3)与集光反应箱(2)箱体紧密闭合，再由附有抽气嘴(13)和排气嘴(11)的微型真空泵(12)进行抽吸以将物料反应区(10)在发生反应时形成无氧或少氧环境。

4.根据权利要求1所述的一种微型便携式生物质制油制气装置，其特征是所述高温聚光装置包含菲涅尔透镜板(21)、组合滑轨(26)、固定孔(27)、锥形齿轮机构(22)、可调节旋钮(23)和套杆(24)，由6片镜片之间通过固定孔(27)进行拼接固定，而后通过组合滑轨(26)组成菲涅尔透镜板(21)，菲涅尔透镜板(21)通过锥形齿轮机构(22)与带有可调节旋钮的套杆(24)连接，以实现可拆卸、可调节角度的简易便携连接方式。

5.根据权利要求1所述的一种微型便携式生物质制油制气装置，其特征是所述生物质材料粉碎装置包含进料箱(31)、轴承(32)、粉碎室(33)、收集箱可视窗(34)、物料收集箱(35)、L型支架(39)、电动机(44)、转盘(42)和锤片(43)，它们之间的连接关系是锤片式粉碎机机体主要由上下两部分组成，上部分为进料箱(31)，下部分为由锤片(43)、锤架(45)、转盘(42)和轴承(32)组成，再通过轴承(32)与控制中心(37)、蓄电池组(38)和电动机(44)整体连接。

6.根据权利要求5所述的一种微型便携式生物质制油制气装置，其特征是所述生物质材料粉碎装置中的锤片式粉碎机机体固定在L型支架(39)上与物料收集箱(35)连接，在L型支架(39)竖直方向连接光伏板(41)，且光伏板(41)后表面与L型支架(39)之间有驱动臂(40)连接，再通过光伏控制器将其接到一个蓄电池组(38)上，把电能储存起来用以解决所需电力问题。

Images