CN113046103B - 一种生物质燃料的加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质燃料的加工设备，包括：加热炉，其内设有加热室；机架；回转炉，其内部中空，且绕横向轴线可转动的架设于机架上；回转炉两端分别贯穿加热室，且一端上料口处设有上料机构，另一端下料口处设有下料机构；气管，包括：进气管、出气管，管部设置通气孔；所述进气管横向设置且位于回转炉下半部分，进气管端部接入惰性气源；所述出气管横向设置且位于回转炉上半部分，出气管端部排气至炉外；本发明还提供了一种利用上述加工设备的加工方法。根据本发明提供的生物质燃料的加工设备及加工方法，以加工出高品质的生物质燃料。

Description

一种生物质燃料的加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及生物质燃料加工技术领域，尤其涉及一种生物质燃料的加工设备及加工方法。

背景技术

生物质颗粒燃料利用农林废弃物为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如块状、颗粒状等）的，可直接燃烧的一种新型清洁燃料。生物质成型燃料，多为茎状农作物、花生壳、树皮、锯末以及固体废弃物（糠醛渣、食用菌渣等）经过加工产生的块状燃料，

生物质固体成型燃料技术就是在一定温度与压力作用下，将各类原来分散的、没有一定形状的秸秆、树枝等生物质，经干燥和粉碎后，压制成具有一定形状的、密度较大的各种成型燃料的新技术。其性能优于木材，相当于中质烟煤，可直接燃烧，燃烧特性明显改善；同时具有黑烟少、火力旺、燃烧充分、不飞灰、干净卫生，氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）极微量排放等优点，而且便于运输和贮存，成为商品，可代替煤炭在锅炉中直接燃烧进行发电或供热，也可用于解决农村地区的基本生活能源问题。

相关技术中生产的生物质燃料，由于炭化处理不够彻底，在后续燃烧时导致排放不达标等问题，因此，有必要对现有的生物质燃料制备的设备、工艺进行相应改进。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物质燃料的加工设备及加工方法，以加工出高品质的生物质燃料。

为实现以上目的，第一方面，本发明提供了一种生物质燃料的加工设备，包括：

加热炉，其内设有加热室；

机架；

回转炉，其内部中空，且绕横向轴线可转动的架设于机架上；回转炉两端分别贯穿加热室，且一端上料口处设有上料机构，另一端下料口处设有下料机构；

气管，包括：进气管、出气管，管部设置通气孔；所述进气管横向设置且位于回转炉下半部分，进气管端部接入惰性气源；所述出气管横向设置且位于回转炉上半部分，出气管端部排气至炉外。

进一步地，所述进气管、出气管横向往复移动设置于回转炉内，并通过往复移动机构驱动。

进一步地，还包括：集气室，所述集气室包括下部集气室和上部集气室，所述进气管端部与下部集气室相通，下部集气室上设有惰性气源进气口；所述出气管端部与上部集气室相通，上部集气室上设有排气口。

进一步地，所述进气管、出气管的管部还设有偏向出料侧的倒剌。

进一步地，所述加热炉靠近出料端下方设置燃烧室，加热炉靠近进料端的上方设置排烟通道。

进一步地，所述上料机构包括：上料室、上料螺旋，所述上料室与回转炉的进料端转动连接，上料室上方设置进料斗；所述上料螺旋与回转炉同轴设置于上料室内，且端部传动连接有旋转驱动机构。

进一步地，所述下料机构包括：下料室、下料控制阀，所述下料室与回转炉的出料端转动连接，下料控制阀设置于下料室下方的出料通道上。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述加工设备的加工方法，包括以下步骤：

S1、原料准备：将生物质原料破碎成细碎粉料；

S2、加热炭化：将S1处理后的细碎粉料通过上料机构连续送至回转炉内，回转炉的同时加热室对其进行高温炭化处理；进气管的通气孔不断向高温加热的细碎粉料中通入惰性气体，细碎粉料炭化产生的水气、可燃气向上进入至出气管上的通气孔内，并排至炉外；

S3、燃料造粒：将S2处理后的细碎粉料通过下料机构排出，并通过螺杆挤料机挤出造粒。

进一步地，所述S2中的进气管、出气管沿回转炉轴线方向往复移动。

进一步地，所述S1中的生物质原料包括：秸秆、谷壳、旧木模板、树枝。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供的生物质燃料的加工设备及加工方法，能够加工出高品质的生物质燃料。

1、本发明中生物质的细碎粉料在一边连续移、转动均匀炭化的过程中，一边通入惰性气体，将其中的料中各部分存在的水气、可燃气等气化物质向上挤出，使其在无氧或缺氧环境下彻底炭化，得到较高品质的生物质炭化料，便于后续造料得到高品质的生物质燃料颗粒。

2、本发明中进气管、出气管横向往复移动设置于回转炉内，对回转炉内炭化区域的物料进行推动，可有效防止物料结焦。

3、本发明中加热炉靠近出料端下方设置燃烧室，加热炉靠近进料端的上方设置排烟通道，可以使靠近回转炉炭化区域的温度最高，并向靠近回转炉进料端逐渐递减，让最高的温度去进行炭化，较低的温度去干燥，能量利用分布更加合理。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

图1为本发明实施例的主视结构示意图；

图2为本发明图1中A-A剖面结构示意图。

图中：1、加热炉；11、燃烧室；12、排烟通道；2、机架；3、回转炉；4、上料机构；41、上料室；42、上料螺旋；5、下料机构；51、下料室；52、下料控制阀；6、气管；61、进气管；62、出气管；7、集气室；71、下部集气室；72、上部集气室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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-图2，本发明实施例提供了一种生物质燃料的加工设备，包括：

加热炉1，其内设有加热室，炉壁由耐高温材料堆砌而成；加热室用以提供高温，可采用电加热，也可采用燃烧加热等方式；

机架2，用以支撑；

回转炉3，为回转体结构，其内部中空，且绕横向轴线可转动的架设于机架2上，即在位于回转炉3两端处下方的机架2上设置支撑滚轮，支撑回转炉3的外壁，还在机架2上设置电机，其输出端可以通过带或链传动组件与回转炉3传动连接，使其能够绕水平轴线转动；回转炉3两端分别贯穿加热室，且一端上料口处设有上料机构4，另一端下料口处设有下料机构5；

气管6，包括：进气管61、出气管62，管部设置通气孔；所述进气管61横向设置且位于回转炉3下半部分，进气管61端部接入惰性气源；所述出气管62横向设置且位于回转炉3上半部分，出气管62端部排气至炉外。进气管61、出气管62可以均布设置为多根。

具体使用过程中，将生物质原料，如秸秆、谷壳、旧木模板、树枝等粉碎成细碎料，通过上料机构4连续送至回转炉3内，回转炉3的同时加热室对其进行高温炭化处理，回转炉3内从进料至出料依次可以分为：干燥区、预炭化区、炭化区、冷却区，其中炭化温度不高于500℃，优选为200℃~450℃；进气管61的通气孔不断向高温加热的细碎粉料中通入惰性气体，可以通入氮气，细碎粉料炭化产生的水气、可燃气向上进入至出气管62上的通气孔内，并排至炉外；可以理解地，生物质的细碎粉料在一边连续移、转动均匀炭化的过程中，一边通入惰性气体，将其中的料中各部分存在的水气、可燃气等气化物质向上挤出，使其在无氧或缺氧环境下彻底炭化，得到较高品质的生物质炭化料，便于后续造料得到高品质的生物质燃料颗粒。

本实施例中，可选地，所述进气管61、出气管62横向往复移动设置于回转炉3内，并通过往复移动机构驱动。进气管61、出气管62端部贯穿下料机构5，往复移动机构可以采用液压油缸，其伸缩端与进气管61、出气管62端部连接，推动进气管61、出气管62横向往复移动，对回转炉3内炭化区域的物料进行推动，可有效防止物料结焦。

本实施例中，可选地，还包括：集气室7，所述集气室7包括下部集气室71和上部集气室72，所述进气管61端部与下部集气室71相通，下部集气室71上设有惰性气源进气口；所述出气管62端部与上部集气室72相通，上部集气室72上设有排气口。集气室7内还可以接收来自进气管61、出气管62往复移动时，从通气孔处进入到管内的生物质料，定时进行清理。

本实施例中，可选地，所述进气管61、出气管62的管部还设有偏向出料侧的倒剌。倒剌可增大对物料的刮动力度，效果更佳。

本实施例中，可选地，所述加热炉1靠近出料端下方设置燃烧室11，加热炉1靠近进料端的上方设置排烟通道12。即可以使靠近回转炉3炭化区域的温度最高，并向靠近回转炉3进料端逐渐递减，让最高的温度去进行炭化，较低的温度去干燥，能量利用分布更加合理。

本实施例中，可选地，所述上料机构4包括：上料室41、上料螺旋42，所述上料室41与回转炉3的进料端转动连接，连接处设置转动密封结构，上料室41上方设置进料斗；所述上料螺旋42与回转炉3同轴设置于上料室41内，且端部传动连接有旋转驱动机构，可以为减速电机。通过旋转驱动机构来带动上料螺旋42转动进行送料。

本实施例中，可选地，所述下料机构5包括：下料室51、下料控制阀52，所述下料室51与回转炉3的出料端转动连接，连接处设置转动密封结构，下料控制阀52设置于下料室51下方的出料通道上。下料控制阀52控制出料的速度来控制炉内的物料压力。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述加工设备的加工方法，包括以下步骤：

S1、原料准备：将生物质原料破碎成细碎粉料；

S2、加热炭化：将S1处理后的细碎粉料通过上料机构4连续送至回转炉3内，回转炉3的同时加热室对其进行高温炭化处理；进气管61的通气孔不断向高温加热的细碎粉料中通入惰性气体，细碎粉料炭化产生的水气、可燃气向上进入至出气管62上的通气孔内，并排至炉外；

S3、燃料造粒：将S2处理后的细碎粉料通过下料机构5排出，并通过螺杆挤料机挤出造粒。

本实施例中，可选地，所述S2中的进气管61、出气管62沿回转炉3轴线方向往复移动。

本实施例中，可选地，所述S1中的生物质原料包括：秸秆、谷壳、旧木模板、树枝。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (9)

1.一种生物质燃料的加工设备，其特征在于，包括：

加热炉（1），其内设有加热室；

机架（2）；

回转炉（3），其内部中空，且绕横向轴线可转动的架设于机架（2）上；回转炉（3）两端分别贯穿加热室，且一端上料口处设有上料机构（4），另一端下料口处设有下料机构（5）；

气管（6），包括：进气管（61）、出气管（62），管部设置通气孔；所述进气管（61）横向设置且位于回转炉（3）下半部分，进气管（61）端部接入惰性气源；所述出气管（62）横向设置且位于回转炉（3）上半部分，出气管（62）端部排气至炉外；

所述进气管（61）、出气管（62）横向往复移动设置于回转炉（3）内，并通过往复移动机构驱动。

2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，还包括：集气室（7），所述集气室（7）包括下部集气室（71）和上部集气室（72），所述进气管（61）端部与下部集气室（71）相通，下部集气室（71）上设有惰性气源进气口；所述出气管（62）端部与上部集气室（72）相通，上部集气室（72）上设有排气口。

3.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述进气管（61）、出气管（62）的管部还设有偏向出料侧的倒剌。

4.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述加热炉（1）靠近出料端下方设置燃烧室（11），加热炉（1）靠近进料端的上方设置排烟通道（12）。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的加工设备，其特征在于，所述上料机构（4）包括：上料室（41）、上料螺旋（42），所述上料室（41）与回转炉（3）的进料端转动连接，上料室（41）上方设置进料斗；所述上料螺旋（42）与回转炉（3）同轴设置于上料室（41）内，且端部传动连接有旋转驱动机构。

6.根据权利要求1~4中任一项所述的加工设备，其特征在于，所述下料机构（5）包括：下料室（51）、下料控制阀（52），所述下料室（51）与回转炉（3）的出料端转动连接，下料控制阀（52）设置于下料室（51）下方的出料通道上。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的加工设备的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、原料准备：将生物质原料破碎成细碎粉料；

S2、加热炭化：将S1处理后的细碎粉料通过上料机构（4）连续送至回转炉（3）内，回转炉（3）的同时加热室对其进行高温炭化处理；进气管（61）的通气孔不断向高温加热的细碎粉料中通入惰性气体，细碎粉料炭化产生的水气、可燃气向上进入至出气管（62）上的通气孔内，并排至炉外；

S3、燃料造粒：将S2处理后的细碎粉料通过下料机构（5）排出，并通过螺杆挤料机挤出造粒。

8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述S2中的进气管（61）、出气管（62）沿回转炉（3）轴线方向往复移动。

9.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述S1中的生物质原料包括：秸秆、谷壳、旧木模板、树枝。

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