CN216972422U - 一种生物质多级水冷螺旋出炭系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，涉及生物质制炭领域，包括一级水冷螺旋机，所述一级水冷螺旋机的下方设置有二级水冷螺旋机，所述二级水冷螺旋机的下方设置有三级水冷螺旋机，所述一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机均包括筒体，所述筒体的外侧中部密封套接有水套，所述水套的内壁与筒体的外侧壁之间设置有冷却水腔，所述筒体的内部活动嵌套有水冷轴，所述水冷轴的中部开设有水冷通道。本实用新型在一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机内均设置有冷却水腔、水冷通道和螺旋水道，能够三路通水，提高了冷却效率，同时一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机紧密组合，提高空间利用率。

Description

一种生物质多级水冷螺旋出炭系统

技术领域

本实用新型涉及生物质制炭领域，具体涉及一种生物质多级水冷螺旋出炭系统。

背景技术

长期以来人们一直把石油和煤炭作为主要能源，我国石油天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右，煤炭水利资源人均拥有量相当于世界平均水平的50％。随着社会的发展，能耗的增长，石油和煤炭开采量剧增，能源短缺问题日渐严重，寻求和开发新能源，特别是可再生能源是当务之急。生物质干馏热解工艺就是利用富含木质素、纤维素和半纤维素的农林废弃物如秸杆、树枝、木屑、杂草等为原料，经干馏热解，使原料中的碳氢元素转化成氢气、甲烷、一氧化碳等混合可燃气体，而且产生副产品木炭、木醋液和木焦油。燃气可作民用燃料，也可供工业利用或发电，而且清洁无污染。副产品经加工可用作肥料、燃料、化工原料等。在生物质干馏热解制炭工艺中，炭化炉产出的炭温度极高，如果直接放置于空气中，会进一步氧化，无法得到高品质的炭，所以需要先将高温炭冷却再输送。

目前，原有的高温炭冷却技术是利用若干提升机构和冷却缓存罐，冷却缓存罐位于最后一个提升机构的出口下方，达到输送冷却目的，冷却效率低，空间占用大。

因此，发明一种生物质多级水冷螺旋出炭系统来解决上述问题很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，以解决上述背景技术中提出的冷却效率低，空间占用大，空间利用率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，包括一级水冷螺旋机，所述一级水冷螺旋机的下方设置有二级水冷螺旋机，所述二级水冷螺旋机的下方设置有三级水冷螺旋机，所述一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机均包括筒体，所述筒体的外侧中部密封套接有水套，所述水套的内壁与筒体的外侧壁之间设置有冷却水腔，所述水套的底部右端设置有进水口，所述水套的顶部左端设置有出水口，所述筒体的内部活动嵌套有水冷轴，所述水冷轴的中部开设有水冷通道，所述水冷轴的左右两端均活动贯穿筒体的左右两侧壁，所述水冷轴上固定套接有螺旋叶片，所述螺旋叶片的内部开设有螺旋水道，所述螺旋叶片的右端连接有第一连接管，所述第一连接管远离螺旋叶片的一端与水冷轴连接，所述螺旋叶片的左端连接有第二连接管，所述第二连接管远离螺旋叶片的一端与水冷轴连接，所述一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机的右端下部均设置有驱动机构，所述一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机的右端均设置有进水管组，所述一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机的左端均设置有排水管组，所述三级水冷螺旋机的出料端连接有叶轮给料器。

优选的，所述一级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机上的筒体的上侧右端及二级水冷螺旋机上的筒体的上侧左端均设置有进料通道，所述一级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机上的筒体的底部左端及二级水冷螺旋机上的筒体的底部右端均设置有出料通道，所述一级水冷螺旋机上的出料通道与二级水冷螺旋机上的进料通道连接，所述二级水冷螺旋机上的出料通道与三级水冷螺旋机上的进料通道连接，所述三级水冷螺旋机上的出料通道与叶轮给料器的进料端连接，一级水冷螺旋机内的炭通过出料通道排入二级水冷螺旋机内，二级水冷螺旋机内的炭通过出料通道排入三级水冷螺旋机内。

优选的，所述一级水冷螺旋机上的出料通道与二级水冷螺旋机上的进料通道之间安装有第一气动阀，所述二级水冷螺旋机上的出料通道与三级水冷螺旋机上的进料通道之间安装有第二气动阀，通过第一气动阀控制一级水冷螺旋机上的出料通道与二级水冷螺旋机上的进料通道之间的通断，通过第二气动阀控制二级水冷螺旋机上的出料通道与三级水冷螺旋机上的进料通道之间的通断。

优选的，所述水冷轴的右端固定套接有从动轮，所述驱动机构包括安装支架，所述安装支架与筒体连接，所述安装支架上安装有变频电机，所述变频电机的输出端连接有主动轮，所述主动轮与从动轮之间通过皮带连接，通过变频电机带动主动轮转动，主动轮通过皮带带动从动轮转动，从而带动水冷轴转动，水冷轴转动带动螺旋叶片转动，实现炭的输送。

优选的，所述进水管组包括进水总管，所述进水总管上连接有进水分管一和进水分管二，所述进水分管一远离进水总管的一端与进水口连接，所述进水分管二远离进水总管的一端连接有第一旋转接头，所述第一旋转接头远离进水分管二的一端与水冷轴的右端连接，所述进水总管上安装有球阀和止回阀，冷却水通过进水总管进入进水分管一和进水分管二内，再分别进入冷却水腔和水冷通道内。

优选的，所述排水管组包括排水总管，所述排水总管上连接有排水分管一和排水分管二，所述排水分管一远离排水总管的一端与出水口连接，所述排水分管二远离排水总管的一端连接有第二旋转接头，所述第二旋转接头远离排水分管二的一端与水冷轴的左端连接，冷却水腔内的水排入排水分管一内，再由排水分管一进入排水总管内，水冷通道内的水排入排水分管二内，再由排水分管二进入排水总管内。

优选的，所述一级水冷螺旋机的上方设置有密封储料罐，所述密封储料罐的上端设置有输料通道，所述输料通道的顶端端口设置有加料斗，所述密封储料罐的底端设置有排料通道，所述排料通道的下端与一级水冷螺旋机上的进料通道连接，炭化炉产出的高温炭排入加料斗内，再通过输料通道进入密封储料罐内。

优选的，所述输料通道上安装有第一密封阀，所述输料通道上设置有氮气排气管，所述氮气排气管处于第一密封阀的下方，所述排料通道上安装有第二密封阀，所述排料通道上安装有氮气进气管，所述氮气进气管位于第二密封阀的上方，所述氮气进气管和氮气排气管上均安装有气阀，高温炭输入密封储料罐内后，关闭第一密封阀和第二密封阀，打开氮气排气管和氮气进气管上的气阀，通过氮气进气管向密封储料罐内输入氮气，然后氮气通过氮气排气管排出，能够对密封储料罐内的空气进行置换，避免空气进入系统内，造成炭的氧化，同时能够对密封储料罐内的高温炭进行冷却。

在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：

1、通过设置有一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机，且一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机内均设置有冷却水腔、水冷通道和螺旋水道，能够三路通水，提高了冷却效率，同时多级间接冷却，一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机紧密组合，提高空间利用率，满足冷却要求；

2、一级水冷螺旋机、二级水冷螺旋机和三级水冷螺旋机均采用变频电机驱动，能够控制出炭速率，从而控制出炭温度；

3、利用高温炭与冷却水发生热交换，加热后的水能够进行利，从而实现高温炭的余热再利用；

4、通过在一级水冷螺旋机的进料通道处连接有密封储料罐，通过氮气进气管向密封储料罐内输入氮气，能够将密封储料罐内的空气置换出来，避免空气进入系统内造成炭的氧化，保障出炭品质，同时空气排出时能够带走高温炭的部分热量，提高了冷却效果；

5、通过在三级水冷螺旋机的出料通道处连接有叶轮给料器，叶轮给料器控制出炭量，阻止空气进入系统内，保障出炭品质。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的立体图；

图3为本实用新型的密封储料罐示意图；

图4为本实用新型的一级水冷螺旋机解剖图；

图5为本实用新型的系统图。

附图标记说明：

1、一级水冷螺旋机；2、二级水冷螺旋机；3、三级水冷螺旋机；4、筒体；5、水套；6、冷却水腔；7、进水口；8、出水口；9、水冷轴；10、水冷通道；11、第一密封阀；12、螺旋叶片；13、螺旋水道；14、第一连接管；15、第二连接管；16、第二密封阀；17、氮气进气管；18、叶轮给料器；19、第一气动阀；20、进料通道；21、出料通道；22、第二气动阀；23、进水总管；24、进水分管一；25、进水分管二；26、第一旋转接头；27、排水总管；28、排水分管一；29、排水分管二；30、第二旋转接头；31、球阀；32、止回阀；33、密封储料罐；34、输料通道；35、加料斗；36、排料通道；37、氮气排气管。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

本实用新型提供了如图1-2和图4-5所示的一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，包括一级水冷螺旋机1，所述一级水冷螺旋机1的下方设置有二级水冷螺旋机2，所述二级水冷螺旋机2的下方设置有三级水冷螺旋机3，所述一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3均包括筒体4，所述筒体4的外侧中部密封套接有水套5，所述水套5的内壁与筒体4的外侧壁之间设置有冷却水腔6，所述水套5的底部右端设置有进水口7，所述水套5的顶部左端设置有出水口8，所述筒体4的内部活动嵌套有水冷轴9，所述水冷轴9的中部开设有水冷通道10，所述水冷轴9的左右两端均活动贯穿筒体4的左右两侧壁，所述水冷轴9上固定套接有螺旋叶片12，所述螺旋叶片12的内部开设有螺旋水道13，所述螺旋叶片12的右端连接有第一连接管14，所述第一连接管14远离螺旋叶片12的一端与水冷轴9连接，所述螺旋叶片12的左端连接有第二连接管15，所述第二连接管15远离螺旋叶片12的一端与水冷轴9连接，所述一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3的右端下部均设置有驱动机构，所述一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3的右端均设置有进水管组，所述一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3的左端均设置有排水管组。

所述一级水冷螺旋机1和三级水冷螺旋机3上的筒体4的上侧右端及二级水冷螺旋机2上的筒体4的上侧左端均设置有进料通道20，所述一级水冷螺旋机1和三级水冷螺旋机3上的筒体4的底部左端及二级水冷螺旋机2上的筒体4的底部右端均设置有出料通道21，所述一级水冷螺旋机1上的出料通道21与二级水冷螺旋机2上的进料通道20连接，所述二级水冷螺旋机2上的出料通道21与三级水冷螺旋机3上的进料通道20连接，一级水冷螺旋机1内的炭通过出料通道21排入二级水冷螺旋机2内，二级水冷螺旋机2内的炭通过出料通道21排入三级水冷螺旋机3内。

所述一级水冷螺旋机1上的出料通道21与二级水冷螺旋机2上的进料通道20之间安装有第一气动阀19，所述二级水冷螺旋机2上的出料通道21与三级水冷螺旋机3上的进料通道20之间安装有第二气动阀22，通过第一气动阀19控制一级水冷螺旋机1上的出料通道21与二级水冷螺旋机2上的进料通道20之间的通断，通过第二气动阀22控制二级水冷螺旋机2上的出料通道21与三级水冷螺旋机3上的进料通道20之间的通断。

所述水冷轴9的右端固定套接有从动轮，所述驱动机构包括安装支架，所述安装支架与筒体4连接，所述安装支架上安装有变频电机，所述变频电机的输出端连接有主动轮，所述主动轮与从动轮之间通过皮带连接，通过变频电机带动主动轮转动，主动轮通过皮带带动从动轮转动，从而带动水冷轴9转动，水冷轴9转动带动螺旋叶片12转动，实现炭的输送。

所述进水管组包括进水总管23，所述进水总管23上连接有进水分管一24和进水分管二25，所述进水分管一24远离进水总管23的一端与进水口7连接，所述进水分管二25远离进水总管23的一端连接有第一旋转接头26，所述第一旋转接头26远离进水分管二25的一端与水冷轴9的右端连接，所述进水总管23上安装有球阀31和止回阀32，冷却水通过进水总管23进入进水分管一24和进水分管二25内，再分别进入冷却水腔6和水冷通道10内。

所述排水管组包括排水总管27，所述排水总管27上连接有排水分管一28和排水分管二29，所述排水分管一28远离排水总管27的一端与出水口8连接，所述排水分管二29远离排水总管27的一端连接有第二旋转接头30，所述第二旋转接头30远离排水分管二29的一端与水冷轴9的左端连接，冷却水腔6内的水排入排水分管一28内，再由排水分管一28进入排水总管27内，水冷通道10内的水排入排水分管二29内，再由排水分管二29进入排水总管27内。

实施方式具体为：高温炭通过一级水冷螺旋机1上的进料通道20进入一级水冷螺旋机1内，然后向左输送，然后通过一级水冷螺旋机1上的出料通道21和二级水冷螺旋机2上的进料通道20输入二级水冷螺旋机2内，从二级水冷螺旋机2的左端向右端输送，再通过二级水冷螺旋机2上的出料通道21和三级水冷螺旋机3上的进料通道20输入三级水冷螺旋机3内，由三级水冷螺旋机3的右端向左端输送，一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3内均设置有冷却水腔6、水冷通道10和螺旋水道13，再整个输送过程中，一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3右端的进水管组输入冷却水，冷却水通过进水总管23进入进水分管一24和进水分管二25内，冷却水由进水分管一24和进水口7进入冷却水腔6内，再从冷却水腔6顶部的出水口8排入排水分管一28内，冷却水由进水分管二25进入水冷通道10内，水冷通道10内的部分冷却水通过第一连接管14进入螺旋水道13内，再通过第二连接管15流入水冷通道10内，然后水冷通道10内的水排入排水分管二29内，排水分管一28和排水分管二29内的水输入排水总管27内排出，一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3内均能够三路通水，提高了冷却效率，同时多级间接冷却，一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3紧密组合，提高空间利用率，满足冷却要求，利用高温炭与冷却水发生热交换，加热后的水能够进行利，从而实现高温炭的余热再利用，且一级水冷螺旋机1、二级水冷螺旋机2和三级水冷螺旋机3均采用变频电机驱动，能够控制出炭速率，从而控制出炭温度，该实施方式具体解决了现有技术中存在的冷却效率低，空间占用大，空间利用率低的问题。

如图1和图3所示，所述三级水冷螺旋机3的出料端连接有叶轮给料器18，所述三级水冷螺旋机3上的出料通道21与叶轮给料器18的进料端连接。

所述一级水冷螺旋机1的上方设置有密封储料罐33，所述密封储料罐33的上端设置有输料通道34，所述输料通道34的顶端端口设置有加料斗35，所述密封储料罐33的底端设置有排料通道36，所述排料通道36的下端与一级水冷螺旋机1上的进料通道20连接，炭化炉产出的高温炭排入加料斗35内，再通过输料通道34进入密封储料罐33内。

所述输料通道34上安装有第一密封阀11，所述输料通道34上设置有氮气排气管37，所述氮气排气管37处于第一密封阀11的下方，所述排料通道36上安装有第二密封阀16，所述排料通道36上安装有氮气进气管17，所述氮气进气管17位于第二密封阀16的上方，所述氮气进气管17和氮气排气管37上均安装有气阀，高温炭输入密封储料罐33内后，关闭第一密封阀11和第二密封阀16，打开氮气排气管37和氮气进气管17上的气阀，通过氮气进气管17向密封储料罐33内输入氮气，然后氮气通过氮气排气管37排出，能够对密封储料罐33内的空气进行置换，避免空气进入系统内，造成炭的氧化，同时能够对密封储料罐33内的高温炭进行冷却。

实施方式具体为：打开密封储料罐33上的第一密封阀11，关闭第二密封阀16，炭化炉产出的高温炭排入加料斗35内，再通过输料通道34进入密封储料罐33内，然后关闭第一密封阀11，打开氮气排气管37和氮气进气管17上的气阀，通过氮气进气管17向密封储料罐33内输入氮气，然后氮气通过氮气排气管37排出，氮气能够对密封储料罐33内的空气进行置换，使得密封储料罐33内的空气能够排出，避免空气进入系统内造成炭的氧化，保障出炭品质，同时空气排出时能够带走高温炭的部分热量，提高了冷却效果，三级水冷螺旋机3的出料端连接有叶轮给料器18，通过叶轮给料器18控制出炭量，阻止空气进入系统内，保障出炭品质，该实施方式具体解决了现有技术中存在的空气容易进入冷却系统内，造成炭的氧化，影响炭品质的问题。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (8)

1.一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，包括一级水冷螺旋机(1)，其特征在于：所述一级水冷螺旋机(1)的下方设置有二级水冷螺旋机(2)，所述二级水冷螺旋机(2)的下方设置有三级水冷螺旋机(3)，所述一级水冷螺旋机(1)、二级水冷螺旋机(2)和三级水冷螺旋机(3)均包括筒体(4)，所述筒体(4)的外侧中部密封套接有水套(5)，所述水套(5)的内壁与筒体(4)的外侧壁之间设置有冷却水腔(6)，所述水套(5)的底部右端设置有进水口(7)，所述水套(5)的顶部左端设置有出水口(8)，所述筒体(4)的内部活动嵌套有水冷轴(9)，所述水冷轴(9)的中部开设有水冷通道(10)，所述水冷轴(9)的左右两端均活动贯穿筒体(4)的左右两侧壁，所述水冷轴(9)上固定套接有螺旋叶片(12)，所述螺旋叶片(12)的内部开设有螺旋水道(13)，所述螺旋叶片(12)的右端连接有第一连接管(14)，所述第一连接管(14)远离螺旋叶片(12)的一端与水冷轴(9)连接，所述螺旋叶片(12)的左端连接有第二连接管(15)，所述第二连接管(15)远离螺旋叶片(12)的一端与水冷轴(9)连接，所述一级水冷螺旋机(1)、二级水冷螺旋机(2)和三级水冷螺旋机(3)的右端下部均设置有驱动机构，所述一级水冷螺旋机(1)、二级水冷螺旋机(2)和三级水冷螺旋机(3)的右端均设置有进水管组，所述一级水冷螺旋机(1)、二级水冷螺旋机(2)和三级水冷螺旋机(3)的左端均设置有排水管组，所述三级水冷螺旋机(3)的出料端连接有叶轮给料器(18)。

2.根据权利要求1所述的一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，其特征在于：所述一级水冷螺旋机(1)和三级水冷螺旋机(3)上的筒体(4)的上侧右端及二级水冷螺旋机(2)上的筒体(4)的上侧左端均设置有进料通道(20)，所述一级水冷螺旋机(1)和三级水冷螺旋机(3)上的筒体(4)的底部左端及二级水冷螺旋机(2)上的筒体(4)的底部右端均设置有出料通道(21)，所述一级水冷螺旋机(1)上的出料通道(21)与二级水冷螺旋机(2)上的进料通道(20)连接，所述二级水冷螺旋机(2)上的出料通道(21)与三级水冷螺旋机(3)上的进料通道(20)连接，所述三级水冷螺旋机(3)上的出料通道(21)与叶轮给料器(18)的进料端连接。

3.根据权利要求1所述的一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，其特征在于：所述一级水冷螺旋机(1)上的出料通道(21)与二级水冷螺旋机(2)上的进料通道(20)之间安装有第一气动阀(19)，所述二级水冷螺旋机(2)上的出料通道(21)与三级水冷螺旋机(3)上的进料通道(20)之间安装有第二气动阀(22)。

4.根据权利要求1所述的一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，其特征在于：所述水冷轴(9)的右端固定套接有从动轮，所述驱动机构包括安装支架，所述安装支架与筒体(4)连接，所述安装支架上安装有变频电机，所述变频电机的输出端连接有主动轮，所述主动轮与从动轮之间通过皮带连接。

5.根据权利要求1所述的一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，其特征在于：所述进水管组包括进水总管(23)，所述进水总管(23)上连接有进水分管一(24)和进水分管二(25)，所述进水分管一(24)远离进水总管(23)的一端与进水口(7)连接，所述进水分管二(25)远离进水总管(23)的一端连接有第一旋转接头(26)，所述第一旋转接头(26)远离进水分管二(25)的一端与水冷轴(9)的右端连接，所述进水总管(23)上安装有球阀(31)和止回阀(32)。

6.根据权利要求1所述的一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，其特征在于：所述排水管组包括排水总管(27)，所述排水总管(27)上连接有排水分管一(28)和排水分管二(29)，所述排水分管一(28)远离排水总管(27)的一端与出水口(8)连接，所述排水分管二(29)远离排水总管(27)的一端连接有第二旋转接头(30)，所述第二旋转接头(30)远离排水分管二(29)的一端与水冷轴(9)的左端连接。

7.根据权利要求1所述的一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，其特征在于：所述一级水冷螺旋机(1)的上方设置有密封储料罐(33)，所述密封储料罐(33)的上端设置有输料通道(34)，所述输料通道(34)的顶端端口设置有加料斗(35)，所述密封储料罐(33)的底端设置有排料通道(36)，所述排料通道(36)的下端与一级水冷螺旋机(1)上的进料通道(20)连接。

8.根据权利要求7所述的一种生物质多级水冷螺旋出炭系统，其特征在于：所述输料通道(34)上安装有第一密封阀(11)，所述输料通道(34)上设置有氮气排气管(37)，所述氮气排气管(37)处于第一密封阀(11)的下方，所述排料通道(36)上安装有第二密封阀(16)，所述排料通道(36)上安装有氮气进气管(17)，所述氮气进气管(17)位于第二密封阀(16)的上方，所述氮气进气管(17)和氮气排气管(37)上均安装有气阀。

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