CN108329951B - 一种绝氧进料器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝氧进料器，其用于将物料输送至气化炉，所述绝氧进料器包括进料装置和气体置换装置，所述进料装置的出料口连接至所述气体置换装置的进料口，所述物料由所述进料装置输出进入所述气体置换装置，并由所述气体置换装置的出料口输出至所述气化炉；所述气体置换装置内部中空形成气体置换腔，所述气体置换装置包括换气上滑板、换气下滑板，高压保护气体吹口和气体排出口。本发明提供的绝氧进料器结构简单，使用方便，可以有效排出物料中混入的空气，进而减少气化炉内气化过程中氧气的含量，进而减少二噁英的产生，进而更好地保护了环境。
Description
技术领域
本发明涉及生物质能利用技术领域，具体涉及一种绝氧进料器。
背景技术
目前的应用于气化炉的进料器均为普通加入式进料器，其在空气隔绝上没有做任何防护措施，所以目前的进料器在进料的同时会有大量的空气和原材料混合后进入气化炉，然而，气化炉内空气的含量对气化炉的气化结果有较大的影响。
不同空气参与气化过程产生二噁英数据对比(以1克垃圾为检测单位)如表1：
| 空气过量系数 | 二噁英浓度(ng/g) |
| 0.0 | 0.004 |
| 0.2 | 39.033 |
| 0.4 | 88.760 |
| 0.6 | 113.248 |
| 0.8 | 159.847 |
| 1.0 | 542.730 |
| 1.2 | 784.827 |
| 1.4 | 1364.586 |
由表1可知，空气在气化过程中含量越高，气化过程产生的二噁英含量越大，而在隔绝空气条件下产生的二噁英含量极少。经计算，气化过程中空气的含量与最终二噁英的含量成正比增长的关系，所以控制空气的混入对气化过程能否达到环保要求是具有重要的意义。经过研究发现，具体地是空气中的氧气对气化结果起了决定性作用，所以，气化过程需要严格控制气化炉内氧气的含量，最好是杜绝氧气对气化过程的影响。
然而，目前的进料器并未采取有效措施控制空气或氧气的混入，这使得气化炉在气化过程产生较多的二噁英，从而对环境造成危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绝氧进料器，用以解决现有进料器未能有效控制空气或者氧气的混入，导致气化过程产生的二噁英较多，从而对环境污染较严重的问题。
为实现上述目的，本发明提供的绝氧进料器，其用于将物料输送至气化炉，所述绝氧进料器包括进料装置和气体置换装置，所述进料装置的出料口连接至所述气体置换装置的进料口，所述物料由所述进料装置输出进入所述气体置换装置，并由所述气体置换装置的出料口输出至所述气化炉；
所述气体置换装置内部中空形成气体置换腔，所述气体置换装置包括换气上滑板、换气下滑板，高压保护气体吹口和气体排出口；
内部中空的所述换气上滑板和所述换气下滑板均穿过所述气体置换装置的侧壁并向下倾斜深入所述气体置换腔，所述换气上滑板位于所述换气下滑板的上方且与所述换气下滑板相对设置，位于所述气体置换装置内部的换气上滑板和所述换气下滑板的上侧分别设置有滑板保护气体吹口，气体由所述换气上滑板和所述换气下滑板的气体输入口进入所述换气上滑板和所述换气下滑板的内部并由所述滑板保护气体吹口喷出后进入所述气体置换腔；
所述高压保护气体吹口设置于与所述换气上滑板相对的所述气体置换装置的侧壁，且位于所述换气上滑板的上方，由所述高压保护气体吹口吹入所述气体置换腔的气体吹向所述换气上滑板；
所述气体排出口设置于所述气体置换装置的顶壁，在所述气体置换腔内置换完成的气体经由所述气体排出口排出。
优选地，所述高压保护气体吹口位于所述气体置换装置的进料口的下边缘的下侧或与所述下边缘平齐，且由所述高压保护气体吹口吹入的气体的压强为0.3-2MPa。
优选地，所述换气上滑板与所述气体置换装置顶壁的距离为所述气体置换装置侧壁长度的1/5-1/3，且所述换气上滑板与所述气体置换装置的径向方向的倾斜角度为10-25°。
优选地，所述换气下滑板与所述气体置换装置的径向方向的倾斜角度为10-25°，且所述换气下滑板的上端与所述换气上滑板的下端在同一水平面，单位时间内由所述高压保护气体吹口吹入的气体和所述滑板保护气体吹口喷出的气体的体积之和为单位时间内向气体置换装置内输入的物料的体积的5-15倍。
优选地，所述换气上滑板和所述换气下滑板分别均匀设置有多个滑板保护气体吹口，且相邻所述滑板保护气体吹口喷出的气体的重叠体积为单个所述滑板保护气体吹口喷出的气体体积的5％-15％，且由所述换气上滑板和所述换气下滑板的气体输入口输入的气体压强为0.1-8MPa。
优选地，所述绝氧进料器还包括气体导出装置，所述气体导出装置包括排气管、气体导向管、灰尘挡板和多个气体过滤器，所述排气管通过所述气体排出口和所述气体置换腔连通，所述气体导向管的下端位于所述气体置换腔内，所述气体导向管的上端位于所述排气管的内侧，所述灰尘挡板设置于所述排气管的内部，并与所述排气管的管壁之间有间隙，且所述灰尘挡板位于所述气体导向管的上方，在所述排气管的端部设置多个所述气体过滤器，所述排气管内部的气体被所述气体过滤器过滤后排出。
优选地，所述气体导向管垂直所述气体置换装置的顶壁设置。
优选地，所述气体导向管的下端呈锥形，且所述气体导向管下端的侧壁向外倾斜的角度为30-60°，所述气体导向管的下端口的直径为所述气体导向管的上端的管径的1.5-6倍。
优选地，所述进料装置包括第一螺旋进料装置和第二螺旋进料装置，所述第一螺旋进料装置的出料口连接至所述第二螺旋进料装置的进料口，所述第二螺旋进料装置的出料口连接至所述气体置换装置的进料口，所述第一螺旋进料装置对所述物料进行第一次挤压传送至所述第二螺旋进料装置，所述第二螺旋进料装置对所述物料进行第二次挤压传送至所述气体置换装置。
优选地，所述第一螺旋进料装置包括第一外壳、第一电机、第一减速机和第一螺旋叶片，所述第一螺旋叶片设置于所述第一外壳的内部，所述第一电机的输出轴连接至所述第一减速机的输入轴，所述第一减速机的输出轴连接至所述第一螺旋叶片，所述第一减速机的输出轴的转速为8-30rpm，且所述第一螺旋进料装置的进料口的直径为所述第一螺旋进料装置的出料口直径的6-15倍。
本发明具有如下优点：
本发明提供的绝氧进料器，其包括进料装置和气体置换装置，且内部中空形成气体置换腔的气体置换装置包括换气上滑板、换气下滑板，高压保护气体吹口和气体排出口。物料首先由进料装置输入至气体置换装置，由高压保护气体吹口向气体置换腔吹入气体(例如二氧化碳)的同时向换气上滑板和换气下滑板输入气体(例如二氧化碳)后由滑板保护气体吹口喷出后进入气体置换腔，输入的气体(例如二氧化碳)在气体置换装置对物料中混入的氧气进行置换后经气体排出口排出，这极大地减少了由气体置换装置输出至气化炉的物料中混入的氧气量，进而大大地减少了气化炉在进行气化反应时的二噁英的产生，进而更好地保护了环境。
附图说明
图1是本发明提供的绝氧进料器的结构示意图。
图中：1-进料装置，101-第一螺旋进料装置，1011-第一外壳，1012-第一电机，1013-第一减速机，1014-第一螺旋叶片，102-第二螺旋进料装置，1021-第二外壳，1022-第二电机，1023-第二螺杆，2-气体置换装置，201-气体置换腔，202-换气上滑板，203-换气下滑板，204-滑板保护气体吹口，205-高压保护气体吹口，206-气体排出口，207-气体置换装置的出料口，3-气体导出装置，301-排气管，302-气体导向管，3021-气体导向管的下端口，303-灰尘挡板，304-气体过滤器。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种绝氧进料器，其用于将物料输送至气化炉，其包括进料装置1和气体置换装置2，其中，进料装置1的出料口连接至气体置换装置2的进料口，使用本实施例提供的绝氧进料器时，物料由进料装置1输出进入气体置换装置2，并由气体置换装置的出料口207输出至气化炉。
在本实施里中，气体置换装置2内部中空形成气体置换腔201，物料中混入的氧气在该气体置换腔201内进行置换。
具体地，气体置换装置2包括换气上滑板202、换气下滑板203，高压保护气体吹口205和气体排出口206。
更具体地，内部中空的换气上滑板202和换气下滑板203均穿过气体置换装置2的侧壁并向下倾斜深入气体置换腔201，换气上滑板202位于换气下滑板203的上方且与换气下滑板203相对设置。
优选地，换气上滑板202与气体置换装置2顶壁的距离为气体置换装置2侧壁长度的1/5-1/3，且换气上滑板202与气体置换装置2的径向方向的倾斜角度为10-25°，这使得物料落在换气上滑板202上时向下滑落的效率更高，且由滑板保护气体吹口204喷出的气体对物料中混入的空气的置换效果更好。
更为优选地，换气下滑板203与气体置换装置2的径向方向的倾斜角度为10-25°，且换气下滑板203的上端与换气上滑板202的下端在同一水平面。这使得物料能够由换气上滑板202滑落至换气下滑板203，进而使得换气下滑板203的滑板保护气体吹口204喷出的气体对物料中混入的空气进行再一次的高效置换，从而使得气体置换装置2的气体置换效果更好。
在本实施例中，位于气体置换装置2内部的换气上滑板202和换气下滑板203的上侧分别设置有滑板保护气体吹口204，气体由换气上滑板202和换气下滑板203的气体输入口进入换气上滑板202和换气下滑板203的内部并由滑板保护气体吹口204喷出后进入气体置换腔201，输入的气体可以但不限于二氧化碳。需要说明的是，滑板保护气体吹口204的作用有两个，一是再次置换物料中混入的空气，二是为物料从气体置换装置2内输出提供动力。物料从换气上滑板202上滑下后落至换气下滑板203上，物料在滑板保护气体吹口204喷出的气体的作用下继续下滑，最终由气体置换装置的出料口207输出。
更为优选地，换气上滑板202和换气下滑板203分别均匀设置有多个滑板保护气体吹口205。需要说明的是，滑板保护气体吹口205的喷气范围有重叠，但是没有喷气盲区。相邻滑板保护气体吹口205喷出的气体的重叠体积为单个滑板保护体吹口205喷出的气体体积的5％-15％，且由换气上滑板202和换气下滑板203的气体输入口输入的气体压强为0.1-8MPa。这使得由滑板保护气体吹口205喷出的气体对物料中混入的氧气的再次置换效率最高。
在本实施例中，高压保护气体吹口205设置于与换气上滑板202相对的气体置换装置2的侧壁，且位于换气上滑板202的上方，由高压保护气体吹口205吹入气体置换腔201的气体吹向换气上滑板202。优选地，从高压保护气体吹口205吹入气体置换腔201的气体可以但不限于二氧化碳，这不仅可以有效的置换气体置换装置2内的氧气，也不会对空气产生污染。
优选地，高压保护气体吹口205位于气体置换装置2的进料口的下边缘的下侧或与下边缘平齐，且由高压保护气体吹口205吹入的气体的压强为0.3-2MPa，这使得气体置换腔201内的气体置换效率较高。
在一个优选的实施例中，单位时间内由高压保护气体吹口205吹入的气体和滑板保护气体吹口204喷出的气体的体积之和为单位时间内向气体置换装置2内输入的物料的体积的5-15倍。这使得由高压保护气体吹口205吹入的气体和滑板保护气体吹口204喷出的气体可以对物料中混入的氧气进行高效置换。
在本实施例中，气体排出口206设置于气体置换装置2的顶壁，在气体置换腔201内置换完成的气体经由气体排出口206排出。
本发明提供的绝氧进料器在使用时，物料首先由进料装置1输入至气体置换装置2，由高压保护气体吹口205向气体置换腔201吹入气体(例如二氧化碳)的同时向换气上滑板202和换气下滑板203输入气体(例如二氧化碳)后由滑板保护气体吹口204喷出后进入气体置换腔201，输入的气体(例如二氧化碳)在气体置换装置2对物料中混入的氧气进行置换后经气体排出口206排出，这极大地减少了由气体置换装置2输出至气化炉的物料中混入的氧气量，进而大大地减少了气化炉在进行气化反应时的二噁英的产生，进而更好地保护了环境。
实施例2
本实施例提供另一种绝氧进料器，其与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行介绍。
如图1所示，在本实施例中，绝氧进料器还包括气体导出装置3，气体导出装置3包括排气管301、气体导向管302、灰尘挡板303和多个气体过滤器304，排气管301通过气体排出口206和气体置换腔201连通，气体导向管302的下端位于气体置换腔201内，气体导向管302的上端位于排气管301的内侧，灰尘挡板303设置于排气管301的内部，并与排气管301的管壁之间有间隙，且灰尘挡板303位于气体导向管302的上方，在排气管301的端部设置多个气体过滤器304，排气管301内部的气体被气体过滤器304过滤后排出。这有利于置换后的气体从气体置换装置2内排出。
在本实施例中，气体导出装置3为气体置换装置2的排气***，其作用为将气体置换装置2中物料混入的空气以及起置换作用的气体排出气体置换装置2，并使气体置换装置2拥有稳定的压力。
气体导出装置3的导出过程如下：气体导向管的下端口3021将正压气体收集，由气体导向管302向上引导，气体穿过气体导向管302与灰尘挡板303之间的间隙时，气体会出现“文丘里”现象，所以在遇到灰尘挡板303后，气体会随着灰尘挡板303与排气管301管壁之间的间隙继续向上传导，而灰尘会随着灰尘挡板303的阻挡和引导而掉落至气体导向管302和排气管301之间的间隙中，最后滑落回到换气上滑板202上。继续上升的气流最后经过气体过滤器304最终排向大气。
优选地，气体导向管302垂直气体置换装置2的顶壁设置，这最大程度的减小气体流出时气体置换装置2内对物料换气稳定性的影响，同时又最大程度的减少排出的气体中灰尘的含量。
更为优选地，气体导向管302的下端呈锥形，且气体导向管302下端的侧壁向外倾斜的角度为30-60°，气体导向管的下端口3021的直径为气体导向管302的上端的管径的1.5-6倍。这样既可以保障气体排出时的流畅性，也可以保障灰尘掉落时的通畅性。在本实施例中，气体导向管的下端口3021相对位置的高度不得低于气体置换装置2进料口的高度，以免对整体换气的气流流动产生干扰，也避免外排气体带走过多粉尘。
另外，灰尘挡板303的直径略大于气体导向管302直径，这样以保证灰尘的沉降率。同时，气体过滤器304的材质可以但不限于陶瓷或金属，由于气体过滤器304的堵塞物为可燃物，这样在更换气体过滤器304时，可以将其简单高温处理并反吹后即可重新使用。
在本实施例中，气体过滤器304设置为多个，这样可以减少气体对气体过滤器304微孔的堵塞几率，并且在气体过滤器304的一个或多个的更换期内，不影响绝氧进料器的使用。
实施例3
本实施例提供另一种绝氧进料器，其与实施例1基本相同，下面仅对不同部分进行介绍。
如图1所示，在本实施例中，进料装置1包括第一螺旋进料装置101和第二螺旋进料装置102，第一螺旋进料装置101的出料口连接至第二螺旋进料装置102的进料口，第二螺旋进料装置102的出料口连接至气体置换装置2的进料口.
在本实施例中，首先，第一螺旋进料装置101对物料进行第一次挤压传送至第二螺旋进料装置102，物料中混入的空气因为第一次挤压而被排除一部分；其次，第二螺旋进料装置102对物料进行第二次挤压传送至气体置换装置2，第二螺旋进料装置102不仅对物料进行第二次挤压传送，也隔离了第一螺旋进料装置101和气体置换装置2，这使得第一螺旋进料装置101和气体置换装置2分别形成两个半封闭体，进而提高了物料挤压传送过程中混入的空气的排出量，也使得物料的整个传输过程更加地顺畅。
在本实施里中，第二螺旋进料装置102包括第二外壳1021以及设置于第二外壳1021内部的第二电机1022和第二螺杆1023。其中，第二电机1022驱动第二螺杆1023对物料进行再次的挤压传输。
优选地，第二螺杆1023的长度为第一螺旋进料装置101与5/6的气体置换装置2的直径之和的1/3-1-1/5范围内。这使得第二螺旋进料装置102的挤压和隔绝效果最好。
在一个优选的实施例中，第一螺旋进料装置101包括第一外壳1011、第一电机1012、第一减速机1013和第一螺旋叶片1014，且第一螺旋叶片1014设置于第一外壳1011的内部。具体地，第一电机1012的输出轴连接至第一减速机1013的输入轴，第一减速机1013的输出轴连接至第一螺旋叶片1014。这使得第一螺旋进料装置101对物料进行第一次挤压传送，大大地提高了第一螺旋进料装置101传送和挤压效率。
优选地，第一减速机1013的输出轴的转速为8-30rpm，第一螺旋进料装置101的进料口的直径为第一螺旋进料装置101的出料口直径的6-15倍，这大大地减小了第一螺旋进料装置101的进料负荷，使得第一电机1012损坏或第一螺旋叶片1014变形的几率极大的降低，也使得气体置换装置2的置换效率最高，极大地降低整体的运行成本。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (8)
1.一种绝氧进料器，用于将物料输送至气化炉，其特征在于，所述绝氧进料器包括进料装置(1)和气体置换装置(2)，所述进料装置(1)的出料口连接至所述气体置换装置(2)的进料口，所述物料由所述进料装置(1)输出进入所述气体置换装置(2)，并由所述气体置换装置的出料口(207)输出至所述气化炉；
所述气体置换装置(2)内部中空形成气体置换腔(201)，所述气体置换装置(2)包括换气上滑板(202)、换气下滑板(203)，高压保护气体吹口(205)和气体排出口(206)；
内部中空的所述换气上滑板(202)和所述换气下滑板(203)均穿过所述气体置换装置(2)的侧壁并向下倾斜深入所述气体置换腔(201)，所述换气上滑板(202)位于所述换气下滑板(203)的上方且与所述换气下滑板(203)相对设置，位于所述气体置换装置(2)内部的换气上滑板(202)和所述换气下滑板(203)的上侧分别设置有滑板保护气体吹口(204)，气体由所述换气上滑板(202)和所述换气下滑板(203)的气体输入口进入所述换气上滑板(202)和所述换气下滑板(203)的内部并由所述滑板保护气体吹口(204)喷出后进入所述气体置换腔(201)；
所述高压保护气体吹口(205)设置于与所述换气上滑板(202)相对的所述气体置换装置(2)的侧壁，且位于所述换气上滑板(202)的上方，由所述高压保护气体吹口(205)吹入所述气体置换腔(201)的气体吹向所述换气上滑板(202)；
所述气体排出口(206)设置于所述气体置换装置(2)的顶壁，在所述气体置换腔(201)内置换完成的气体经由所述气体排出口(206)排出；
所述高压保护气体吹口(205)位于所述气体置换装置(2)的进料口的下边缘的下侧或与所述下边缘平齐，且由所述高压保护气体吹口(205)吹入的气体的压强为0.3-2MPa；
所述进料装置(1)包括第一螺旋进料装置(101)和第二螺旋进料装置(102)，所述第一螺旋进料装置(101)的出料口连接至所述第二螺旋进料装置(102)的进料口，所述第二螺旋进料装置(102)的出料口连接至所述气体置换装置(2)的进料口，所述第一螺旋进料装置(101)对所述物料进行第一次挤压传送至所述第二螺旋进料装置(102)，所述第二螺旋进料装置(102)对所述物料进行第二次挤压传送至所述气体置换装置(2)。
2.如权利要求1所述的绝氧进料器，其特征在于，所述换气上滑板(202)与所述气体置换装置(2)顶壁的距离为所述气体置换装置(2)侧壁长度的1/5-1/3，且所述换气上滑板(202)与所述气体置换装置(2)的径向方向的倾斜角度为10-25°。
3.如权利要求2所述的绝氧进料器，其特征在于，所述换气下滑板(203)与所述气体置换装置(2)的径向方向的倾斜角度为10-25°，且所述换气下滑板(203)的上端与所述换气上滑板(202)的下端在同一水平面，单位时间内由所述高压保护气体吹口(205)吹入的气体和所述滑板保护气体吹口(204)喷出的气体的体积之和为单位时间内向气体置换装置(2)内输入的物料的体积的5-15倍。
4.如权利要求3所述的绝氧进料器，其特征在于，所述换气上滑板(202)和所述换气下滑板(203)分别均匀设置有多个滑板保护气体吹口(204)，且相邻所述滑板保护气体吹口(204)喷出的气体的重叠体积为单个所述滑板保护气体吹口(204)喷出的气体体积的5％-15％，且由所述换气上滑板(202)和所述换气下滑板(203)的气体输入口输入的气体压强为0.1-8MPa。
5.如权利要求4所述的绝氧进料器，其特征在于，所述绝氧进料器还包括气体导出装置(3)，所述气体导出装置(3)包括排气管(301)、气体导向管(302)、灰尘挡板(303)和多个气体过滤器(304)，所述排气管(301)通过所述气体排出口(206)和所述气体置换腔(201)连通，所述气体导向管(302)的下端位于所述气体置换腔(201)内，所述气体导向管的上端位于所述排气管(301)的内侧，所述灰尘挡板(303)设置于所述排气管(301)的内部，并与所述排气管(301)的管壁之间有间隙，且所述灰尘挡板(303)位于所述气体导向管(302)的上方，在所述排气管(301)的端部设置多个所述气体过滤器(304)，所述排气管(301)内部的气体被所述气体过滤器(304)过滤后排出。
6.如权利要求5所述的绝氧进料器，其特征在于，所述气体导向管(302)垂直所述气体置换装置(2)的顶壁设置。
7.如权利要求6所述的绝氧进料器，其特征在于，所述气体导向管(302)的下端呈锥形，且所述气体导向管(302)下端的侧壁向外倾斜的角度为30-60°，所述气体导向管的下端口(3021)的直径为所述气体导向管(302)上端的管径的1.5-6倍。
8.如权利要求1所述的绝氧进料器，其特征在于，所述第一螺旋进料装置(101)包括第一外壳(1011)、第一电机(1012)、第一减速机(1013)和第一螺旋叶片(1014)，所述第一螺旋叶片(1014)设置于所述第一外壳(1011)的内部，所述第一电机(1012)的输出轴连接至所述第一减速机(1013)的输入轴，所述第一减速机(1013)的输出轴连接至所述第一螺旋叶片(1014)，所述第一减速机(1013)的输出轴的转速为8-30rpm，且所述第一螺旋进料装置(101)的进料口的直径为所述第一螺旋进料装置(101)的出料口直径的6-15倍。
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