CN216712003U - 一种一体式生物质粉碎裂解处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式生物质粉碎裂解处理装置，属于生物质热裂解设备领域。所述一体式生物质粉碎裂解处理装置实现了螺旋进料器、粉碎装器、裂解室以及气体处理器的一体化设计占比空间小、处理成本低。

Description

一种一体式生物质粉碎裂解处理装置

技术领域

本发明属于生物质热裂解设备领域，更具体地说，涉及一种一体式生物质粉碎裂解处理装置。

背景技术

凡是有生命且可以利用大气、水、土地等环境生长的有机体统称为生物质，涵盖利用光合作用生长的植物、以及各类微生物，以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物，典型的有农作物废弃物，如秸秆、稻壳；生活垃圾，如餐厨垃圾、中药渣；污水处理过程中产生的剩余污泥等。生物质是世界上储量仅次于煤炭、石油和天然气的资源。

作为占比最大的可再生资源，生物质具有可再生性，碳中性(其使用过程中排放的二氧化碳可由生物质生长过程中通过光合作用吸收二氧化碳来补偿)，低污染性，总量丰富等特点。为了实现碳达峰碳中和目标，坚定不移地走绿色低碳的高质量发展道路，煤炭、石油、天然气等化石能源使用比例在不断减小，而总量十分丰富、分布非常广泛的生物质能源的比重将会越来越大。

目前，生物质主要作为农业废弃物和生活废弃物进行处理，传统的处理方法主要是填埋、焚烧等，不仅占用大量耕地资源，而且焚烧过程中会产生二噁英，造成一定的环境污染。热解是在无氧或近无氧条件下，使有机物在高温加热作用下，发生脱水、脱甲基、裂解、脱氢、缩合、氢化等反应，不仅包括大分子的化学键断键、异构化，也包括小分子的聚合反应，最终转化成可燃气、油、固态炭三种产物，其中固体生物炭产物可作为碳中性燃料、吸附剂以及炭黑的替代品；生成的气体主要是一氧化碳、甲烷、氢气和二氧化碳，可作为气体燃料；液体生物油产品可以用作燃料，或用于特殊化学品的升级和精炼。因此，污泥热裂解可以实现“变废为宝”，具有很好的资源化利用的前景。

然而，生物质一般含水量较大，一般需要进行干燥、粉碎等一系列的前处理工艺，整个工艺较为复杂，且所需设备的整体体积较大，容易造成裂解不充分，堵塞设备等情况。因此，如何简化整个工艺、避免堵塞、减小成本成为了生物质裂解重要课题。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有的生物质处理装置占比空间大，需要繁琐的前处理，且使用过程中易堵塞、处理不充分等问题，本发明提供一种一体式生物质粉碎裂解处理装置。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种一体式生物质粉碎裂解处理装置，包括

螺旋进料室，所述螺旋进料室内设有螺旋辊道；

与螺旋进料室相连通的粉碎室，所述粉碎室内设有粉碎刀片；

与粉碎室相连通的裂解室，所述裂解室具有排气口、排渣口，以及设置于裂解室内的可转动的刮板；

与裂解室的排气口相连通的气体处理器；

其中，所述粉碎刀片包括设置于粉碎室内壁上的刀片一以及设置于可转动转轴上的刀片二；所述刀片一与刀片二交错设置。

在此需要说明的是，粉碎刀片中的一部分设置于粉碎室内壁上另一部分设置于转轴上，能够形成更好的搅拌和粉碎效果，防止堵塞的发生。

进一步地，所述粉碎刀片的设置密度可以根据实际情况(比如物料含水量等)或者需求(比如想达到的粉碎效果)进行增减。

在此需要说明的是，粉碎刀片的设置数量过少，粉碎效果不理想，数量过多反而会导致堵塞发生。

进一步地，所述一种一体式生物质粉碎裂解处理装置还包括驱动装置一，以及一端与驱动装置一相连另一端延伸入螺旋进料室及粉碎室内部的转轴；

所述螺旋辊道及刀片二设置于转轴上。

进一步地，所述一种一体式生物质粉碎裂解处理装置还包括驱动装置二、以及一端与驱动装置二相连另一端延伸入裂解室内部的转轴；

所述刮板设置于转轴上。

进一步地，所述刮板边缘接近裂解室内壁。

进一步地，所述裂解室还设置有温度检测器。

进一步地，所述气体处理器为双层设计，包括外导流管、内导流管以及设置于内导流管内部的加热器；所述外导流管上设置有外管孔，所述内导流管的管壁上设置有若干个内管孔。

进一步地，所述内管孔均匀分布于内导流管的管壁上。

在此需要说明的是，双层设计可以快速引入空气，内管孔均匀分布于内导流管的管壁可以使外管引入的空气均匀的进入系统。

整个装置呈密封设置，可以尽量保证整个热裂解反应在几乎绝氧的惰性环境下进行，不产生二噁英，无二次污染。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本实用新型提供的一体式生物质粉碎裂解处理装置，实现了螺旋进料器、粉碎装器、裂解室以及气体处理器的一体化设计占比空间小，节约大量的材料、体积场地和热损处，理成本低。

(2)本实用新型提供的一体式生物质粉碎裂解处理装置，裂解室内部设有转动的转轴及刮板，转轴及刮板转动的同时不仅可以防止裂解室局部内壁的物料过厚，发生结焦；

同时，能够使裂解室内部热空气分布均匀，可以防止局部温度过高，导致热解不充分，从而调整物料在裂解室中保留时间，达到充分裂解。

(3)本实用新型提供的一体式生物质粉碎裂解处理装置，用于带动螺旋进料室及粉碎室的螺旋辊道及刀片二转动的转轴，与用于带动裂解室内部的刮板转动的转轴，分别由不同的驱动装置控制，可以根据不同生物质的特性、使用状态，改变两个驱动装置的频率(转轴转速)，更好实现生物质的裂解处理。

(4)本实用新型提供的一体式生物质粉碎裂解处理装置，所述螺旋进料室与粉碎室密封相连通，所述粉碎室与裂解室密封相连通，整个热裂解反应在几乎绝氧的惰性环境下进行，不产生二噁英，无二次污染。

附图说明

图1为具体实施方式中提供的一体式生物质粉碎裂解处理装置的整体结构示意图；

图2为图1中所示的裂解室的内部结构示意图；

图中：

100、驱动组件；110、电机一；120、转轴一；130、电机二；140、转轴二；

200、螺旋进料室；210、螺旋辊道；

300、粉碎室；310、粉碎刀片；

400、气体处理器；410、内导流管；411、内管孔；420、外导流管；421、外管孔；430、加热器(电热丝)；

500、裂解器；510、裂解室；511、排渣口；512、电加热器；520、(裂解器)温度检测器；530、(裂解室)刮板；

600、可移动支架。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

如图1所示，本实用新型提供的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其主体结构包括驱动组件、螺旋进料室200、粉碎室300、裂解器500气体处理器400以及可移动支架600。

所述驱动组件100包括设置于螺旋进料室200上部的电机一110，以及一端与电机一110相连另一端先延伸入螺旋进料室200腔室内部，然后延伸入粉碎室300腔室内部的转轴一120。此外，所述驱动组件100还包括设置于裂解器500底部的电机二130，以及一端与电机二130相连另一端延伸入裂解室510腔室内部的转轴二140。粉碎室300与裂解室510之间设置有可转动固定转轴一120、转轴二140的转轴支撑点。

所述螺旋进料室200腔室内设置有螺旋辊道210，所述螺旋辊道210设置于转轴一120上。如图1所示，所述螺旋进料室200的下部为出料口。

所述粉碎室300设置于螺旋进料室200下部，粉碎室300上部为进料口，该进料口与螺旋进料室200的出料口密封连通。粉碎室300的下部为出料口。此外，所述粉碎室300腔室内设置有粉碎刀片310。

其中，如图1所述粉碎刀片310分为两部分，一部分为刀片一，其设置于粉碎室300内壁上，另一部分为刀片二，设置于转轴一120上。沿着转轴一120延伸的高度方向，设置于粉碎室300内壁上的刀片一与设置于转轴一120上的刀片二成交替设置，且所述刀片一的横向末端(远离固定端的另一端)与刀片二的横向末端(远离固定端的另一端)相向延伸设置。

本实施例中粉碎室300的横切面图如图2所示，转轴上同一水平高度，固定有三个粉碎刀片310，相邻两粉碎刀片310间的夹角为120°。在高于或者低于前述转轴水平高度的位置，粉碎室300腔室内壁上也固定有三个粉碎刀片310，相邻两粉碎刀片310间的夹角为120°。所述粉碎刀片310的设置数量不宜过多也不宜过少，本实施例中粉碎壁上设置有三层刀片一，转轴上设置有三层刀片二。

所述裂解器500固定于可移动支架600，裂解器500包括裂解室510以及电加热器512和若干个(裂解器)温度检测器520，所述(裂解器)温度检测器520用于检测裂解室510内部温度，可以及时对裂解室510内部进行控温，同时所述裂解室510外部包裹保温棉，起到保温作用。所述裂解室510上部设置有进料口以及出气口，该进料口与粉碎室300的出料口密封连通，该出气口与气体处理器400密封连通。所述裂解室510下部设置有排渣口511。所述裂解室510内部设置有(裂解室)刮板530，所述(裂解室)刮板530设置于转轴二140上，刮板530边缘(远离固定端的另一端)接近裂解室510内壁。

所述气体处理器400为双层设计，包括外导流管420、内导流管410以及设置于内导流管410内部的加热器430；所述外导流管420上设置有外管孔421与空气连接，所述内导流管410的管壁上设置有若干个内管孔411；如图1所示，所述内管孔411均匀分布于内导流管410的管壁上，用于实习均匀的气流交换。

利用如图1所示的一体式生物质粉碎裂解处理装置进行生物质热裂解的步骤及原理如下：

1)移动可移动支架600将一体式生物质粉碎裂解处理装置移动到选定位置进行固定；

2)开启电机一110，电机一110带动转轴一120转动；置于转轴一120上的螺旋辊道210及粉碎刀片310随之发生转动；

3)未经预处理的生物质(含水率为80％)由螺旋进料室200经由其螺旋辊道210进入粉碎室300；

4)设置于转轴一120上粉碎刀片310(即刀片二)与设置于粉碎室300内壁上的粉碎刀片310(刀片一)互相配合对生物质进行粉碎然后进入裂解室510；

5)开启电机二130，电机二130带动转轴二140转动；置于转轴二140上的(裂解室)刮板530随之发生转动；一方面(裂解室)刮板530转动带动裂解室510中的热气流分布均匀，同时生物质进入到裂解室510内，转轴二140在电机二130的带动下，发生转动带动(裂解室)刮板530转动，产生离心力，经粉碎的生物质被离心力分散，到达高温的裂解室510的内壁上，发生快速裂解。期间通过(裂解器)温度检测器520和电加热器对裂解室510的内部进行控温。

生物质裂解固体产物从裂解室510底部的排渣口511排出。高温气体产物经由出气口通过气体处理器400，空气由外管孔421快速进入外导流管420内，然后经内导流管410上分布的内管孔411均匀的进入内导流管410内，在加热器作用下，使高温气体产物快速充分燃烧。

以上示意性的对本实用新型所提供的一体式生物质粉碎裂解处理装置的结构及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：包括

螺旋进料室，所述螺旋进料室内设有螺旋辊道；

与螺旋进料室相连通的粉碎室，所述粉碎室内设有粉碎刀片；

与粉碎室相连通的裂解室，所述裂解室具有排气口、排渣口，以及设置于裂解室内的可转动的刮板；

与裂解室的排气口相连通的气体处理器；

其中，所述粉碎刀片包括设置于粉碎室内壁上的刀片一以及设置于可转动转轴上的刀片二；所述刀片一与刀片二交错设置。

2.根据权利要求1所述的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：还包括驱动装置一，以及一端与驱动装置一相连另一端延伸入螺旋进料室及粉碎室内部的转轴。

3.根据权利要求2所述的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：还包括支架，所述裂解室安装于支架上。

4.根据权利要求2所述的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：所述螺旋辊道及刀片二设置于转轴上。

5.根据权利要求4所述的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：还包括驱动装置二，以及一端与驱动装置二相连另一端延伸入裂解室内部的转轴；

所述刮板设置于转轴上。

6.根据权利要求4所述的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：所述刮板的边缘接近裂解室内壁。

7.根据权利要求6所述的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：还所述裂解室还设置有温度检测器。

8.根据权利要求1-7任一所述的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：所述气体处理器为双层设计，包括外导流管、内导流管以及设置于内导流管内部的加热器；所述外导流管上设置有外管孔，所述内导流管的管壁上设置有若干个内管孔。

9.根据权利要求8所述的一体式生物质粉碎裂解处理装置，其特征在于：所述内管孔均匀分布于内导流管的管壁上。

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