CN219637166U - 生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，涉及生物质能源技术领域,包括平板拖车，平板拖车安装有锤片式粉碎机、气力式分流输送模块、链板传动燃烧机、冷凝及净化器、螺旋传动炭化机、储存输送模块、螺旋传动上升机、卧式搅拌模块和平模式成型模块。本装置在使用时，能通过大马力拖拉机的牵引平板拖车，快速且便捷的布置于田间等农林业生产现场进行作业，规避了生物质原料到场运输所产生的高额成本；生物质原料中的一部分能通过链板传动燃烧机、螺旋传动炭化机转化为生物炭，然后与未自炭化的生物质原料混合得到燃烧性能更好的共混燃料，通过储存输送模块能向共混燃料中加入添加剂，以提升燃料运输稳定性能。

Description

生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置

技术领域

本实用新型涉及生物质能源技术领域，具体而言，涉及一种生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置。

背景技术

作为可再生能源中唯一的碳源，生物质被认为是最有前景的化石能源替代品，具有减少温室气体排放的潜力。现有的生物质共混成型生产设备存在缺陷：

1)需要将生物质原料运输至固定的生产基地，具有高额的运输成本，不利于生物质燃料的普及；

2)现有的生物质共混成型生产设备不能在共混成型颗粒燃料添加生物质原料自炭化产物，导致燃烧性能较差。

实用新型内容

本实用新型在于提供一种生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，包括平板拖车，所述平板拖车安装有锤片式粉碎机、链板传动燃烧机、螺旋传动上升机、螺旋传动炭化机、冷凝及净化器、点火机、卧式搅拌机、平模式成型机和电源机；

所述链板传动燃烧机设置物料输入口、第一出料口、点火口、第二出料口和排气口；所述螺旋传动上升机设置生物质进料口、生物质炭进料口、添加剂进料口和共混原料出料口；

所述锤片式粉碎机的出料口通过第一输送管道连接所述链板传动燃烧机的物料输入口；

所述链板传动燃烧机的第一出料口通过第二输送管道连接所述螺旋传动上升机的生物质进料口；

所述链板传动燃烧机的第二出料口与所述螺旋传动炭化机的进料口连接；

所述链板传动燃烧机的排气口通过第三输送管道连接所述冷凝及净化器的进气口；

所述链板传动燃烧机的点火口安装所述点火机；

所述螺旋传动炭化机的出料口与所述螺旋传动上升机的生物炭进料口连接；

所述螺旋传动上升机的共混原料出料口连接所述卧式搅拌机的进料口；

所述卧式搅拌机的出料口连接所述平模式成型机的进料口；

所述电源机包括发电机组和双万向联轴器，所述发电机组电性连接所述锤片式粉碎机、链板传动燃烧机、螺旋传动上升机、螺旋传动炭化机、冷凝及净化器、点火机、卧式搅拌机和平模式成型机，所述双万向联轴器的一端连接所述发电机组的转矩输入轴，另一端用于连接拖拉机的动力输出轴。

在本实用新型的一可选实施方式中，所述平板拖车包括载重平板，安装于所述载重平板底部的行走机构，以及安装于所述载重平板前端的牵引架，所述锤片式粉碎机、链板传动燃烧机、螺旋传动上升机、螺旋传动炭化机、冷凝及净化器、点火机、卧式搅拌机、平模式成型机和电源机均安装于所述载重平板。

在本实用新型的一可选实施方式中，所述牵引架包括三角架和挂环，所述三角架的一边固定于所述平板拖车的前边缘部，所述三角架远离所述平板拖车的尖端连接所述挂环。

在本实用新型的一可选实施方式中，所述链板传动燃烧机包括密封箱，和安装于所述密封箱中的链板式输送机；所述密封箱的箱壁设置夹层，夹层内填充硅酸铝陶瓷纤维防火隔热材料，所述链板传动燃烧机的物料输入口、第一出料口、点火口、第二出料口和排气口均开设于所述密封箱。

在本实用新型的一可选实施方式中，所述螺旋传动上升机包括共混物料箱、立式粉末螺杆出料机和立式螺旋输送机；所述共混物料箱由钢质板材焊接而成，且共有四个开口；第一个开口作为所述螺旋传动上升机的生物质进料口；第二个开口作为所述螺旋传动上升机的生物炭进料口；第三个开口与所述立式粉末螺杆出料机的出料口相连，所述立式粉末螺杆出料机的进料口作为所述螺旋传动上升机的添加剂进料口；第四个开口与所述立式螺旋输送机的进料口，所述立式螺旋输送机的出料口作为所述螺旋传动上升机的共混原料出料口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)设置有平板拖车，能通过大马力拖拉机的牵引，快速且便捷的布置于田间等农林业生产现场进行作业，规避了生物质原料到场运输所产生的高额成本。

2)生物质原料可人工喂入锤片式粉碎机，进行粉碎和筛分；

对于粉碎并筛分好的生物质原料，一部分能进入链板传动燃烧机，开始表面燃烧并为随后的炭化蓄积热量；燃烧所产生的高温烟气可经冷凝及净化器分别成为生物油储存和无害气体排出；表面燃烧的生物质原料能进入螺旋传动炭化机中隔氧移动与压缩，形成中间产物生物炭，即生物质原料自炭化产物；未送入链板传动燃烧机的其余生物质原料、用以提升颗粒燃料燃烧性能的生物炭和用以提升颗粒燃料储运性能的添加剂，则可按配方比例能混合于螺旋传动上升机中，并输入到卧式搅拌机进行充分混合成为共混成型原料；共混成型原料能落入平模式成型机中，通过对应模具生产出所需规格的高品质生物质共混成型颗粒燃料，该燃料不但燃烧性能提升了，而且也能稳定的运输，安全可靠。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本实用新型实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型所述生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置的立体结构图；

图2是本实用新型所述生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置的侧视图；

图中：1-平板拖车，2-锤片式粉碎机，3-链板传动燃烧机，4-螺旋传动上升机，5-螺旋传动炭化机，6-冷凝及净化器，7-点火机，8-卧式搅拌机，9-平模式成型机，10-电源机，11-第一输送管道，12-第二输送管道，13-第三输送管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参照图1和图2，本实施方式公开了一种生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，包括平板拖车1，平板拖车1安装有锤片式粉碎机2、链板传动燃烧机3、螺旋传动上升机4、螺旋传动炭化机5、冷凝及净化器6、点火机7、卧式搅拌机8、平模式成型机9和电源机10。

下面就各设备进行介绍：

(1)锤片式粉碎机2

通过人工将农林生物质原料由喂入口输入到420型锤片式粉碎机2内部，农林生物质原料在其中得到了充分的粉碎。由粉碎机内部筛网充分筛分好的生物质原料粉末，在气流的带动下，从粉碎机出料口输出。

粉碎机出料口通过法兰盘与输送物料的第一输送管道11输入端相连；第一输送管道11的输出端通过法兰盘与链板传动燃烧机3的物料输入口相连。生物质原料粉末及新鲜空气，在气压的作用下，经由第一输送管道11从粉碎机到达链板传动燃烧机3。

锤片式粉碎机2主要技术参数如表1所示：

表1

(2)链板传动燃烧机3

链板传动燃烧机3设置有用于生物质原料粉末和新鲜空气输入的物料输入口，用于多余生物质原料粉末输出的第一出料口，用于提供高温燃气的点火口，用于表面燃烧的生物质原料粉末向螺旋传动炭化机5输入的第二出料口，用于燃烧废气排出的排气口。

链板传动燃烧机3主要技术参数如表2所示：

表2

链板传动燃烧机3包括密封箱和链板式输送机。

密封箱水平放置，链板式输送机安装于密封箱中。密封箱是由钢制板材焊接而成的矩形箱体，分为内层箱体和外层箱体，内、外层箱体之间填充硅酸铝陶瓷纤维防火隔热材料。

另外，密封箱上开有若干通孔，分别作为链板传动燃烧机3的物料输入口、第一出料口、点火口、第二出料口和排气口。

其中，物料输入口位于密封箱上端，第一出料口位于密封箱首部底端，点火口靠近密封箱首部并位于箱体侧面，第二出料口位于密封箱尾部，排气口靠近密封箱尾部且位于上端。

密封箱的主要作用是隔绝多余的氧气，防止堆积在链板式输送机上的生物质原料粉末过度燃烧。

当生物质原料粉末由链板传动燃烧机3的物料输入口随气流一同进入后，借助重力作用堆积在循环传动的链板式输送机的传动链板上。在物料输入口的物料流量、链板载物面积、链板传输速度等参数的协调下，一部分生物质原料粉末堆积在链板上向密封箱尾部移动而最终用于炭化，另一部分生物质原料粉末滑落下来，并进入到密封箱首部底端，链板传动燃烧机3的第一出料口通过法兰盘与第二输送管道12的输入端相连，第二输送管道12的输出端与螺旋传动上升机4的共混物料箱的生物质进料口相连。进入链板传动燃烧机3的多余的不需要炭化的生物质原料粉末由第二输送管道12到达螺旋传动上升机4的共混物料箱内部。

随链板式输送机的传动链板向密封箱尾部移动的生物质原料粉末，在移动到接近链板式传动燃烧机的点火口时，被高温燃气所引燃。因为密封箱对外界新鲜空气的限制作用，可用于生物质持续燃烧的氧气不足，仅有生物质原料粉末堆的表层被引燃。由此得到的热量一部分蓄积在生物质原料粉末堆中，一部分随燃烧废气排出。被自身表面燃烧加热的生物质原料粉末堆随传动链板移动到密封箱尾部，链板绕滚筒反转返回，置于链板上的生物质原料粉末(即用以提升颗粒燃料燃烧性能的生物炭)在重力作用下经由链板传动燃烧机3的第二出料口落入下端的螺旋传动炭化机5的进料口中。链板式传动燃烧机的第二出料口和螺旋传动炭化机5的进料口直接焊接。

燃烧废气通过链板式传动燃烧机的排气口，经由第三输送管道13，输送到冷凝及净化器6中。第三输送管道13两端通过法兰盘分别与链板传动燃烧机3的排气口和冷凝及净化器6的进气口相连。

(3)螺旋传动炭化机5

螺旋传动炭化机5包括水平螺旋输送机和保温层。

水平螺旋输送机水平放置，其进料口与链板传动燃烧机3的第二出料口直接焊接在一起；其出料口与螺旋传动上升机4的生物炭进料口直接焊接在一起。保温层采用硅酸铝陶瓷纤维防火隔热材料，包裹在水平螺旋输送机的传动管道外部。

部分燃烧的生物质原料粉末，在从水平螺旋输送机的首部移动到其尾部时，随着螺旋叶片的作用，在移动过程中逐步被压实，其内部残存气体进一步挤压排出。另外，包裹在传动管道外部的保温层，保证了生物质原料粉末在部分燃烧时产生的热量不被流失。此时，在这个隔氧保温、移动压实的过程中，生物质原料粉末完成了其低温热解反应，最终转变为生物炭并从出料口，经由螺旋传动上升机4的生物炭进料口，进入到螺旋传动上升器的共混物料箱中冷却。

螺旋传动炭化机5主要技术参数如表3所示：

表3

(4)螺旋传动上升机4

螺旋传动上升机4设置有生物质进料口、生物质炭进料口、添加剂进料口和共混原料出料口。

螺旋传动上升机4包括共混物料箱、立式粉末螺杆出料机和立式螺旋输送机。

共混物料箱由钢质板材焊接而成，共有四个开口。

第一个开口作为螺旋传动上升机4的生物质进料口，通过第二输送管道12和链板式传动燃烧机中的第一出料口相连；

第二个开口作为螺旋传动上升机4的生物炭进料口，直接与螺旋传动炭化机5的出料口焊接相连；

第三个开口位于共混物料箱顶部，与立式粉末螺杆出料机的出料口相连，立式粉末螺杆出料机的进料口作为螺旋传动上升机4的添加剂进料口；

第四个开口位于共混物料箱顶部并与立式螺旋输送机的进料口，立式螺旋输送机的出料口作为螺旋传动上升机4的共混原料出料口。

立式粉末螺杆出料机中装入添加剂后，就可通过螺杆的旋转运动，定量控制添加剂投入于共混物料箱中。立式螺旋输送机用于通过共混原料出料口，将共混物料箱中的包含了生物质、生物炭和添加剂的共混原料垂直提升至高处的卧式搅拌机8中。

(5)卧式搅拌机8

卧式搅拌机8主要用于将共混原料中的三类物质充分搅拌均匀，其上有两个一个进料口和一个出料口，分别与螺旋传动上升机4的共混原料出料口和平模式成型机9的进料口相连，固定方式都采用焊接。

卧式搅拌机8主要技术参数如表4所示：

表4

(6)平模式成型机9

平模式成型机9位于卧式搅拌机8的下端，其进料口与卧式搅拌机8的出料口焊接相连。共混原料在平模式成型机9中被压制成为共混成型颗粒燃料，并由出料口排出，可以采用人工装袋收集或机械化作业。

平模式成型机9主要技术参数如表5所示：

表5

(7)点火机7

点火机7包括脉冲点火器、防爆电磁阀和天然气罐体。天然气罐体用于储存点火所需的液化天然气，并与防爆电磁阀通过螺纹连接。防爆电磁阀用于点火时导通气路从而释放出燃烧所需的天然气，防爆电磁阀的输出端与链板传动燃烧机3的点火口通过法兰盘相连。脉冲点火器的点火头内嵌于链板传动燃烧机3的密封箱中，其位置靠近点火口，方便迅速引燃天然气。

(8)冷凝与净化机

冷凝与净化机包括冷却塔和喷淋塔。高温燃烧废气通过链板传动燃烧机3的排气口，经由第三输送管道13，从冷凝与净化机的进气口进入。高温燃烧废气首先在冷却塔中冷却，其中可冷凝的部分转化为生物油，并在重力作用下流入冷却塔底部的收集桶中。冷却后不可冷凝的气体从冷却塔上部进入到喷淋塔内部并进行脱硫脱硝处理，最后净化气体被排放向大气。

(9)电源机10

电源机10包括发电机组和双万向联轴器。双万向联轴器用于将发电机组的输入轴和拖拉机的动力输出轴相连。发电机组用于将拖拉机动力输出轴的回转动能转化为电能，向生产装置中的其他机械供电。

(10)平板拖车1

平板拖车1包括载重平板，安装于所述载重平板底部的行走机构，以及安装于所述载重平板前端的牵引架。

本实施方式所述生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，主要工作于道路和地面环境复杂的田间和林间，并由大马力拖拉机牵引运输并提供动力，因此对外形尺寸有所限制，并由此决定了系统的生产能力。根据测算，该牵引式移动底盘装置作为可移动布置的小型装置，其共混成型颗粒燃料的生产率为500kg/h。共混成型颗粒燃料的一种配方参数为：56％的果树修剪枝条(果枝)，37％的果树修剪枝条炭化产物(果枝炭)，7％的椰糠。则平模成型装置所需的共混成型原料供应率分别为：280kg/h的果枝，185kg/h的果枝炭，35kg/h的椰糠。

在低温热解阶段中，其螺旋传动炭化机5的生物炭产率为35％，则炭化所需的果枝原料供应率为530kg/h，即系统所需的果枝原料供应率为810kg/h。因此，锤片式粉碎模块的生产率应大于810kg/h。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，其特征在于，包括平板拖车，所述平板拖车安装有锤片式粉碎机、链板传动燃烧机、螺旋传动上升机、螺旋传动炭化机、冷凝及净化器、点火机、卧式搅拌机、平模式成型机和电源机；

所述链板传动燃烧机设置物料输入口、第一出料口、点火口、第二出料口和排气口；所述螺旋传动上升机设置生物质进料口、生物质炭进料口、添加剂进料口和共混原料出料口；

所述锤片式粉碎机的出料口通过第一输送管道连接所述链板传动燃烧机的物料输入口；

所述链板传动燃烧机的第一出料口通过第二输送管道连接所述螺旋传动上升机的生物质进料口；

所述链板传动燃烧机的第二出料口与所述螺旋传动炭化机的进料口连接；

所述链板传动燃烧机的排气口通过第三输送管道连接所述冷凝及净化器的进气口；

所述链板传动燃烧机的点火口安装所述点火机；

所述螺旋传动炭化机的出料口与所述螺旋传动上升机的生物炭进料口连接；

所述螺旋传动上升机的共混原料出料口连接所述卧式搅拌机的进料口；

所述卧式搅拌机的出料口连接所述平模式成型机的进料口；

所述电源机包括发电机组和双万向联轴器，所述发电机组电性连接所述锤片式粉碎机、链板传动燃烧机、螺旋传动上升机、螺旋传动炭化机、冷凝及净化器、点火机、卧式搅拌机和平模式成型机，所述双万向联轴器的一端连接所述发电机组的转矩输入轴，另一端用于连接拖拉机的动力输出轴。

2.根据权利要求1所述的生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，其特征在于，所述平板拖车包括载重平板，安装于所述载重平板底部的行走机构，以及安装于所述载重平板前端的牵引架，所述锤片式粉碎机、链板传动燃烧机、螺旋传动上升机、螺旋传动炭化机、冷凝及净化器、点火机、卧式搅拌机、平模式成型机和电源机均安装于所述载重平板。

3.根据权利要求2所述的生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，其特征在于，所述牵引架包括三角架和挂环，所述三角架的一边固定于所述平板拖车的前边缘部，所述三角架远离所述平板拖车的尖端连接所述挂环。

4.根据权利要求1所述的生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，其特征在于，所述链板传动燃烧机包括密封箱，和安装于所述密封箱中的链板式输送机；所述密封箱的箱壁设置夹层，夹层内填充硅酸铝陶瓷纤维防火隔热材料，所述链板传动燃烧机的物料输入口、第一出料口、点火口、第二出料口和排气口均开设于所述密封箱。

5.根据权利要求1所述的生物质共混成型颗粒燃料田间生产装置，其特征在于，所述螺旋传动上升机包括共混物料箱、立式粉末螺杆出料机和立式螺旋输送机；所述共混物料箱由钢质板材焊接而成，且共有四个开口；第一个开口作为所述螺旋传动上升机的生物质进料口；第二个开口作为所述螺旋传动上升机的生物炭进料口；第三个开口与所述立式粉末螺杆出料机的出料口相连，所述立式粉末螺杆出料机的进料口作为所述螺旋传动上升机的添加剂进料口；第四个开口与所述立式螺旋输送机的进料口，所述立式螺旋输送机的出料口作为所述螺旋传动上升机的共混原料出料口。