CN109796994B - 一种内转式生物质热解炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热解炉领域，具体为一种内转式生物质热解炉，包括横置的炉体，炉体的两端安装在支座上，炉体的左端连接进料装置，炉体内部同轴横置有内筒，内筒的两端均定轴转动连接在炉体的内壁上，且内筒的右端连接驱动机构，内筒的左端连接进料装置的送料口，内筒的外部套接有刮壁机构，刮壁机构用来刮除粘接在炉体内壁上的生物质同时配合内筒对生物质进行制粒，刮壁机构与内筒的右端之间设置有用来击碎生物质以及振落炉体内壁上粘接的生物质的震壁机构。该种内转式生物质热解炉，通过内筒制粒，并通过震壁机构和刮壁机构避免炉体内壁粘接生物质，提高炉体内壁生热效果，使得炉体内部热量均匀，从而提高生物质热解效率以及热解气和热解油的产量。

Description

一种内转式生物质热解炉

技术领域

本发明涉及热解炉领域，具体为一种内转式生物质热解炉。

背景技术

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。它包括植物、动物和微生物。广义概念:生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。狭义概念:生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。特点:可再生性。低污染性。生物质资源是地球上第四大资源，其储量仅次于煤炭、石油和天然气，同时也是储量第一的清洁型可再生能源，是最适合的化石能源替代能源之一。

目前，生物质能源的主要利用方式为直接燃烧、厌氧发酵、气化、热解等。其中生物质热解技术是最有效利用生物质能源的途径。生物质热解是指在无氧或者限氧的条件下将生物质升温至550℃左右，使其主要转化为热解油和热解气的过程，而热解炉是生物质热解技术的关键。现有的热解炉中生物质均是送料至炉体内部，堆积成块，一方面造成生物质热解的效率降低，而且生物质受热不均匀，严重影响到生物质热解的质量，热解油和热解气产量低，另一方面其中一些高分子物质在受高温时软化变黏，粘附在炉体内壁，或者裹敷在其他生物质表面造成热解效率低，炉体内壁生热效果变差，达不到某些高燃点生物质的热解温度，鉴于此，我们提出一种内转式生物质热解炉。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内转式生物质热解炉，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内转式生物质热解炉，包括横置的炉体，炉体的两端安装在支座上，炉体的左端连接进料装置，炉体内部同轴横置有内筒，内筒的两端均定轴转动连接在炉体的内壁上，且内筒的右端连接驱动机构，内筒的左端连接进料装置的送料口，内筒的外部套接有刮壁机构，刮壁机构用来刮除粘接在炉体内壁上的生物质同时配合内筒对生物质进行制粒，刮壁机构与内筒的右端之间设置有用来击碎生物质以及振落炉体内壁上粘接的生物质的震壁机构。

优选的，内筒为两端开口的直筒，且由前段、中段和末段组成，中段侧壁上开设有多个贯通的制粒孔，且中段内壁的表面对应制粒孔的位置固定有刨帽，且刨帽的开口向右，末段的侧壁上开设有多个用来漏料的通孔。

优选的，内筒的末段的右端同轴固定有转盘，转盘的外圆面处定轴转动连接在炉体内壁的环板上，转盘的中心处滑动穿插连接麻花杆，麻花杆位于内筒内部的一端固定有推板，且推板与刨帽不接触干涉。

优选的，环板的左端面与炉体的内壁之间固定有凸圈，且凸圈的内环面为锥面结构，炉体的左端部内表面与炉体的内壁之间也固定有凸圈，且两个凸圈的较大开口端相对。

优选的，驱动机构包括电机二，电机二的主轴端通过减速装置连接驱动盘，驱动盘的边缘处通过销轴铰接连接连杆一的一端，连杆一的另一端通过销轴铰接连接驱动杆的一端，驱动杆滑动穿过炉体的右端中心并且左端固定连接麻花杆位于内筒外部的一端。

优选的，进料装置包括电机一和进料筒，进料筒的内部中心轴线处定轴转动连接螺旋叶轴，且螺旋叶轴上的螺旋叶密度从左至右依次增大，进料筒的右端与内筒的前段对合，且进料筒的右端与炉体的左端部通过轴承定轴转动连接，进料筒的上部左侧固定有进料斗，电机一的主轴端通过减速装置连接螺旋叶轴的左端。

优选的，刮壁机构包括滑动套接在内筒的中段外侧的套筒，套筒的外侧壁沿圆周走向均布固定有多个刮板，且刮板远离内筒的一端与炉体的内壁贴合。

优选的，刮壁机构还包括定轴转动连接炉体左端部内壁的环套，且环套与套筒之间连接有弹簧。

优选的，震壁机构包括多个均布在内筒外侧的锤块，锤块通过销轴定轴转动连接有两个结构相同的连杆二的其中一端，其中一个连杆二的另一端通过销轴铰接连接转盘，另一个连杆二的另一端定轴转动连接套筒。

优选的，炉体的两端通轴承定轴转动连接在支座上，炉体的侧壁上固定有排气管和出料筒，在热解作业状态时出料筒位于炉体中心轴线等高处，排气管位于中心轴线的上方，排气管连接冷凝器的进口端，冷凝器的出口端通过管路连接收油箱，且冷凝器的上端部开设有出气口。

与现有技术相比，本发明的有益效果：通过进料装置将生物质原料输送至内筒，驱动机构带动内筒转动，并推挤内筒内部的生物质原料，内筒的转动通过震壁机构带动刮壁机构转动，内筒的转动配合刮壁机构中套筒的轴向移动对生物质原料进行制粒，提高比表面积，刮壁机构中的刮板将粘接在炉体内壁的生物质原料刮落并抄起，同时震壁机构中的锤块在击碎生物质颗粒的同时将粘接在炉体内壁上的颗粒振落，从而提高生物质热解的效率，而且炉体内壁与生物质不产生粘接，使得炉体内部热量均匀，提高炉体内壁生热效果，从而提高热解气和热解油的产量。

附图说明

图1为本发明的总装剖面结构示意图；

图2为本发明的炉体内部结构示意图；

图3为本发明的内筒截面结构示意图；

图4为图3中的A处放大结构示意图；

图5为本发明的刮壁机构结构示意图；

图6为本发明的炉体结构右视图。

图中：1-支座；2-炉体；3-内筒；301-末段；302-中段；303-前段；304-刨帽；305-通孔；306-制粒孔；4-震壁机构；5-刮壁机构；6-电机一；7-进料筒；8-螺旋叶轴；9-进料斗；10-驱动盘；11-连杆一；12-驱动杆；13-麻花杆；14-转盘；15-推板；16-环板；17-凸圈；18-套筒；19-连杆二；20-锤块；21-环套；22-弹簧；23-刮板；24-排气管；25-出料筒；26-冷凝器；27-收油箱；28-出气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种内转式生物质热解炉包括横置的炉体2，炉体2的两端安装在支座1上，炉体2的左端连接进料装置，炉体2内部同轴横置有内筒3，内筒3的两端均定轴转动连接在炉体2的内壁上，且内筒3的右端连接驱动机构，内筒3的左端连接进料装置的送料口，内筒3的外部套接有刮壁机构5，刮壁机构5用来刮除粘接在炉体2内壁上的生物质同时配合内筒3对生物质进行制粒，刮壁机构5与内筒3的右端之间设置有用来击碎生物质以及振落炉体2内壁上粘接的生物质的震壁机构4。

本实施例中，内筒3为两端开口的直筒，且由前段303、中段302和末段301组成，中段302侧壁上开设有多个贯通的制粒孔306，且中段302内壁的表面对应制粒孔306的位置固定有刨帽304，且刨帽304的开口向右，末段301的侧壁上开设有多个用来漏料的通孔305，推板15在回位时容易刮带一些生物质燃料，通孔305是在内筒3旋转时将推板15刮带的生物质燃料甩出，避免聚集，内筒3的末段301的右端同轴固定有转盘14，转盘14的外圆面处定轴转动连接在炉体2内壁的环板16上，转盘14的中心处滑动穿插连接麻花杆13，麻花杆13位于内筒3内部的一端固定有推板15，且推板15与刨帽304不接触干涉。

本实施例中，环板16的左端面与炉体2的内壁之间固定有凸圈17，且凸圈17的内环面为锥面结构，炉体2的左端部内表面与炉体2的内壁之间也固定有凸圈17，且两个凸圈17的较大开口端相对，避免生物质原料聚集在直角拐角处不便于刮料机构5刮除。

本实施例中，驱动机构包括电机二，电机二的主轴端通过减速装置连接驱动盘10，驱动盘10的边缘处通过销轴铰接连接连杆一11的一端，连杆一11的另一端通过销轴铰接连接驱动杆12的一端，驱动杆12滑动穿过炉体2的右端中心并且左端固定连接麻花杆13位于内筒3外部的一端。

本实施例中，进料装置包括电机一6和进料筒7，进料筒8的内部中心轴线处定轴转动连接螺旋叶轴8，且螺旋叶轴8上的螺旋叶密度从左至右依次增大，进料筒7的右端与内筒3的前段303对合，且进料筒7的右端与炉体2的左端部通过轴承定轴转动连接，进料筒7的上部左侧固定有进料斗9，电机一6的主轴端通过减速装置连接螺旋叶轴8的左端。

本实施例中，刮壁机构5包括滑动套接在内筒3的中段302外侧的套筒18，套筒18的外侧壁沿圆周走向均布固定有多个刮板23，且刮板23远离内筒3的一端与炉体2的内壁贴合，刮壁机构5还包括定轴转动连接炉体2左端部内壁的环套21，且环套21与套筒18之间连接有弹簧22。

本实施例中，震壁机构4包括多个均布在内筒3外侧的锤块20，锤块20通过销轴定轴转动连接有两个结构相同的连杆二19的其中一端，其中一个连杆二19的另一端通过销轴铰接连接转盘14，另一个连杆二19的另一端定轴转动连接套筒18。

本实施例中，炉体2的两端通轴承定轴转动连接在支座1上，炉体2的侧壁上固定有排气管24和出料筒25，在热解作业状态时出料筒25位于炉体2中心轴线等高处，排气管24位于中心轴线的上方，这样是避免生物质聚集在出料筒25处，并产生粘连，排气管24连接冷凝器26的进口端，所述冷凝器26的出口端通过管路连接收油箱27，且冷凝器26的上端部开设有出气口28，炉体2内部的热解气经过排气管24输送至泠凝器26中，进行冷凝液化，并且液化后的热解油通过管路收集到收油箱27中，其他未能冷凝的可燃气体从出气口28处输出，通过管路可直接为燃气设备提供燃料，也可通过气罐或气袋收集存储。

本发明的工作原理和优点：电机一6带动螺旋叶轴8转动，生物质原料从进料斗9进入进料筒7的内部，在转动的螺旋叶轴8的推进挤压作用下不断的输送至内筒3的内部；

电机二带动驱动盘10转动，驱动盘10通过连杆一11带动驱动杆12做轴向直线往复运动，如图1、图2所示，驱动杆12的移动带动麻花杆13同步移动，麻花杆13移动的同时带动推板15同步移动，其中驱动杆12的移动周期内，当连杆一11与驱动盘10的连接销轴由驱动盘10的横向最右端转动至最左端时，驱动杆12的速度方向由右至左，大小由零逐渐增加再逐渐减小为零，当连杆一11与驱动盘10的连接销轴由驱动盘10的横向最左端转动至最右端时，驱动杆12的速度方向由左至右，大小由零逐渐增加再逐渐减小为零，如此循环；

如图2、图3和图4，麻花杆13在驱动杆12的推动下通过推板15推挤生物质原料，使得生物质原料在受到高压作用下不断地被刨帽304刨削并由制粒孔挤压出内筒3，实现对生物质的分散；

麻花杆13在移动的同时两侧扭转的曲面对转盘14施加切向的扭矩使得转盘14定轴转动，并且带动内筒3同步转动，在驱动杆12的移动周期内，转盘14和内筒3的转速随麻花杆13的速度同步增加减小，当驱动杆12的移动速度处于增加阶段，转盘14和内筒的转速也增加，同时带动锤块20的转速增加，锤块20的转速增加，离心力增大，锤块20向炉体2的内壁移动，带动两个连杆二19夹角变小，两个连杆二19夹角变小的同时带动套筒18沿内筒3的轴向移动，套筒18的移动对从制粒孔304挤压出的生物质产生剪切力，使得生物质圆原料形成颗粒，并在转动的内筒3作用下甩出，当锤块20转速最大时与炉体2内壁产生撞击，击碎生物质颗粒的同时将粘接在炉体2内壁上的颗粒振落；

当驱动杆12的移动速度处于减速阶段，转盘14和内筒的转速也减小，同时带动锤块20的转速减小，锤块20的转速减小，离心力变小，锤块20向内筒3靠近，带动两个连杆二19夹角变大，两个连杆二19夹角变大的同时带动套筒18沿内筒3的轴向反向移动复位；

其中在驱动杆12增速阶段，锤块20随转盘14转速增加，在向炉体2内壁靠近的同时，所受到的离心力使得套筒18克服弹簧22的弹力，并使得弹簧22获得一个恢复力，在驱动杆12减速阶段，锤块20随转盘14转速减小，锤块20在向内筒3靠近的同时，所受到的离心力小于弹簧22之前获得的恢复力，在该恢复力作用下套筒18反向沿内筒3的轴向方向移动复位；

在驱动杆12的移动周期内，锤块20转动的同时也通过连杆二19带动套筒18转动，转套18的转动带动刮板23转动，刮板23在转动的同时将炉体2内壁粘接的生物质刮落，使得炉体2内壁与生物质不产生粘接，炉体2内部热量均匀，提高炉体2内壁生热效果，从而提高热解气和热解油产量；

在热解结束后，如图6所示，停止炉体2的加热，电机一6和电机二断电停止工作，转动炉体2使得出料筒25处于炉体2的中心轴线最下方，即可打开出料筒25排出料渣等，在整个热解过程中，炉体2内部的热解气经过排气管24输送至冷凝器26中，进行冷凝液化，并且液化后的热解油通过管路收集到收油箱27中，其他未能冷凝的可燃气体从出气口28处输出，通过管路可直接为燃气设备提供燃料，也可通过气罐或气袋收集存储。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种内转式生物质热解炉，包括横置的炉体（2），所述炉体（2）的两端安装在支座（1）上，所述炉体（2）的左端连接进料装置，其特征在于：所述炉体（2）内部同轴横置有内筒（3），所述内筒（3）的两端均定轴转动连接在炉体（2）的内壁上，且内筒（3）的右端连接驱动机构，内筒（3）的左端连接进料装置的送料口，所述内筒（3）的外部套接有刮壁机构（5），所述刮壁机构（5）用来刮除粘接在炉体（2）内壁上的生物质同时配合内筒（3）对生物质进行制粒，所述刮壁机构（5）与内筒（3）的右端之间设置有用来击碎生物质以及振落炉体（2）内壁上粘接的生物质的震壁机构（4）；

所述内筒（3）的中段（302）侧壁上开设有多个贯通的制粒孔（306），所述内筒（3）的末段（301）的右端同轴固定有转盘（14），所述转盘（14）的外圆面处定轴转动连接在炉体（2）内壁的环板（16）上，所述转盘（14）的中心处滑动穿插连接麻花杆（13），所述麻花杆（13）位于内筒（3）内部的一端固定有推板（15）；

所述驱动机构包括电机二，所述电机二的主轴端通过减速装置连接驱动盘（10），所述驱动盘（10）的边缘处通过销轴铰接连接连杆一（11）的一端，所述连杆一（11）的另一端通过销轴铰接连接驱动杆（12）的一端，所述驱动杆（12）滑动穿过炉体（2）的右端中心并且左端固定连接麻花杆（13）位于内筒（3）外部的一端；

所述刮壁机构（5）包括滑动套接在内筒（3）的中段（302）外侧的套筒（18），所述套筒（18）的外侧壁沿圆周走向均布固定有多个刮板（23），且刮板（23）远离内筒（3）的一端与炉体（2）的内壁贴合；

所述震壁机构（4）包括多个均布在内筒（3）外侧的锤块（20），所述锤块（20）通过销轴定轴转动连接有两个结构相同的连杆二（19）的其中一端，其中一个连杆二（19）的另一端通过销轴铰接连接转盘（14），另一个连杆二（19）的另一端定轴转动连接套筒（18）。

2.根据权利要求1所述的一种内转式生物质热解炉，其特征在于：所述内筒（3）为两端开口的直筒，且由前段（303）、中段（302）和末段（301）组成，中段（302）内壁的表面对应制粒孔（306）的位置固定有刨帽（304），且刨帽（304）的开口向右，所述末段（301）的侧壁上开设有多个用来漏料的通孔（305）。

3.根据权利要求2所述的一种内转式生物质热解炉，其特征在于：所述推板（15）与刨帽（304）不接触干涉。

4.根据权利要求3所述的一种内转式生物质热解炉，其特征在于：所述环板（16）的左端面与炉体（2）的内壁之间固定有凸圈（17），且凸圈（17）的内环面为锥面结构，所述炉体（2）的左端部内表面与炉体（2）的内壁之间也固定有凸圈（17），且两个凸圈（17）的较大开口端相对。

5.根据权利要求4所述的一种内转式生物质热解炉，其特征在于：所述进料装置包括电机一（6）和进料筒（7），所述进料筒（8）的内部中心轴线处定轴转动连接螺旋叶轴（8），且螺旋叶轴（8）上的螺旋叶密度从左至右依次增大，所述进料筒（7）的右端与内筒（3）的前段（303）对合，且进料筒（7）的右端与炉体（2）的左端部通过轴承定轴转动连接，所述进料筒（7）的上部左侧固定有进料斗（9），所述电机一（6）的主轴端通过减速装置连接螺旋叶轴（8）的左端。

6.根据权利要求1所述的一种内转式生物质热解炉，其特征在于：所述刮壁机构（5）还包括定轴转动连接炉体（2）左端部内壁的环套（21），且环套（21）与套筒（18）之间连接有弹簧（22）。

7.根据权利要求1所述的一种内转式生物质热解炉，其特征在于：所述炉体（2）的两端通过轴承定轴转动连接在支座（1）上，所述炉体（2）的侧壁上固定有排气管（24）和出料筒（25），在热解作业状态时出料筒（25）位于炉体（2）中心轴线等高处，排气管（24）位于中心轴线的上方，所述排气管（24）连接冷凝器（26）的进口端，所述冷凝器（26）的出口端通过管路连接收油箱（27），且冷凝器（26）的上端部开设有出气口（28）。

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