申请/专利权人：华中科技大学

申请日：2017-12-20

公开（公告）日：2020-07-10

公开（公告）号：CN108085028B

主分类号：C10B53/00(20060101)

分类号：C10B53/00(20060101);C10B57/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.10#授权;2018.06.22#实质审查的生效;2018.05.29#公开

摘要：本发明属于烘焙装置领域，并具体公开了一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，包括生物质进料器、回转窑、导热油管道和复合功能扬料板，生物质进料器与回转窑相连，用于将生物质输送至回转窑内；回转窑在动力装置的带动下作旋转运动以带动其内的生物质运动；导热油管道插入所述回转窑内，用于通入吸收了生物质热解过程中产生的热量的导热油以提供烘焙所需的热量；所述复合功能扬料板位于回转窑和导热油管道之间，并安装在回转窑上，用于使物料布满整个窑内空间。本发明可对生物质进行脱水脱氧预处理，改善热解原料的品质，并可实现生物质热解热量的回收利用，有效节约能源消耗，降低烘焙成本。

主权项：1.一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，包括生物质进料器、回转窑、导热油管道和复合功能扬料板，其中：所述生物质进料器与回转窑相连，用于将生物质输送至回转窑内；所述回转窑在动力装置的带动下作旋转运动以带动其内的生物质运动；所述导热油管道插入所述回转窑内，用于通入吸收了生物质热解过程中产生的热量的导热油以提供烘焙所需的热量，无需为烘焙过程提供额外的燃料，实现生物质热解时产生的热量的回收利用，所述导热油管道包括导热油加热管道以及设于该导热油加热管道两端的中温导热油进口和低温导热油出口，该中温导热油进口和低温导热油出口与导热油加热管道之间通过密封装置相连，所述导热油加热管道的内部铺设有扭板，外部焊接有翅片；所述复合功能扬料板位于回转窑和导热油管道之间，并安装在所述回转窑上，用于使物料布满整个窑内空间，所述复合功能扬料板包括直角型扬料板、勺型短扬料板和勺型长扬料板，三者沿窑筒的轴向交替错位布置，所述勺型短扬料板和勺型长扬料板均由三段板构成，包括首端板、中间板和末端板，其中中间板与窑筒的筒壁呈60°，且勺型长扬料板的末端板比勺型短扬料板的末端板长50％，直角型扬料板、勺型短扬料板和勺型长扬料板沿窑筒径向的高度为窑筒内径的18～17；通过三种不同类型的扬料板将物料布满整个窑内空间，其中直角型扬料板将物料由最低处即0°沿窑筒旋转方向带至最高处即180°，然后抛洒在窑筒180～360°空间内，勺型短扬料板和勺型长扬料板将物料从135°窑内空间开始抛洒至225°抛洒完毕，勺型短扬料板和勺型长扬料板扬起的物料重量不一，配合使用形成较大的扰动，以最大程度的使物料形成窑内料幕，利于物料受热均匀的同时提高热利用效率。

全文数据：一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置技术领域[0001]本发明属于烘焙装置领域，更具体地，涉及一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置。背景技术[0002]生物质能因其广泛存在性、环境友好性、可再生性、02零排放性，且是唯一能转化为液体燃料的可再生能源，而得到广泛的研宄与应用。然而生物质存在季节性强、分散较广、含水量高且吸水性强、能量密度低、难于粉碎、流动性差等问题，严重限制了生物质的规模化利用。因此，要实现生物质热转化技术的快速发展，必须对生物质原料进行进一步预处理，降低水分、提高能量密度，改善组成结构，提高其运输性、储存性和能源品质。[0003]烘焙是一种有效的解决生物质上述问题的技术手段，具体的，烘焙是一种在常压、惰性气氛下并在200_300°C进行的热预处理，其可脱除生物质中的绝大部分水分以及部分含氧挥发分，提高生物质的可磨性，降低粉碎能耗，增强流动性，提高能量密度，降低吸水性并对后续热化学利用产生积极影响。但是，烘焙预处理需要额外消耗热量，所以经济性有待验证，若能利用生物质热解时产生的热量作为热源，可以有效节约能源消耗，降低烘焙成本。发明内容[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其通过对关键组件如回转窑、导热油管道和复合功能扬料板的结构及其具体设置方式的研究和设计，相应的可对生物质进行脱水脱氧预处理，改善热解原料的品质，并可实现生物质热解热量的回收利用，有效节约能源消耗，降低烘焙成本。[0005]为实现上述目的，本发明提出了一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其包括生物质进料器、回转窑、导热油管道和复合功能扬料板，其中，所述生物质进料器与回转窑相连，用于将生物质输送至回转窑内；所述回转窑在动力装置的带动下作旋转运动以带动其内的生物质运动;所述导热油管道插入所述回转窑内，用于通入吸收了生物质热解过程中产生的热量的导热油以提供烘焙所需的热量;所述复合功能扬料板位于回转窑和导热油管道之间，并安装在所述回转窑上，用于使物料布满整个窑内空间。[0006]作为进一步优选的，所述回转窑包括窑筒、设于窑筒外部的窑筒保温层以及设于窑筒两端的窑头罩和窑尾罩，该窑头罩上布置有汽水引出口，用来引出烘焙过程产生的挥发分，该窑尾罩处设有生物质半焦出口。[0007]作为进一步优选的，所述导热油管道包括导热油加热管道以及设于该导热油加热管道两端的中温导热油进口和低温导热油出口，该中温导热油进口和低温导热油出口与导热油加热管道之间通过密封装置相连，所述导热油加热管道的内部铺设有扭板，外部焊接有翅片。[0008]作为进一步优选的，所述翅片的翅高为导热油加热管道内径的14,翅片沿导热油加热官道的圆周均布多个;所述扭板由钢板扭曲制成，扭距与导热油加热管道内径相等，扭板的两端点焊在导热油加热管道内。[0009]作为进一步优选的，所述密封装置包括固定挡环、移动挡环和定位螺栓，所述固定挡环固定在导热油加热管道上，移动挡环套装在中温导热油进口或低温导热油出口上，其与固定挡环之间填充有石英棉，所述定位螺栓安装在导热油加热管道上，并与移动挡环的端面抵接，通过调整定位螺栓使得移动挡环压实石英棉从而起到密封作用。[0010]作为进一步优选的，所述固定挡环内环的圆周上设有滚轴，以将其与中温导热油进口或低温导热油出口之间的滑动摩擦变为滚动摩擦。[0011]作为进一步优选的，所述复合功能扬料板包括直角型扬料板、勺型短扬料板和勺型长扬料板，三者沿窑筒的轴向交替错位布置。[0012]作为进一步优选的，所述勺型短扬料板和勺型长扬料板均由三段板构成，包括首端板、中间板和末端板，其中中间板与窑筒的筒壁呈60°，且勺型长扬料板的末端板比勺型短扬料板的末端板长50%。[0013]作为进一步优选的，直角型扬料板、勺型短扬料板和勺型长扬料板沿窑筒径向的高度为窑筒内径的18〜17。[00M]作为进一步优选的，所述生物质进料器包括储料仓、落料仓及刮板给料机，该刮板给料机的出口端与回转窑相连。[0015]总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：[0016]1•本发明利用吸收了生物质热解时产生的热量的导热油，为烘焙提供所需的热量，无需为烘焙过程提供额外的燃料，实现生物质热解时产生的热量的回收利用，有效节约能源消耗，降低烘焙成本。[0017]2•本发明的导热油加热管道布置在窑筒内，其内部布置扭板，外部布置翅片，并伴随窑体转动而转动，降低了热量与窑外的传热损失，增强了管道热辐射能力，使热量得到最大化利用。[0018]3•本发明通过设计包含三种不同类型扬料板的复合功能扬料板，并通过三种扬料板的具体结构及布置方式的设计，可最大程度上使物料形成窑内料幕，以使物料布满整个窑内空间，有利于提高物料的扬程及空间占有率填充度，使物料受热均匀，提高加热及热利用效率。[0019]4.本发明的进出口管道与导热管道通过密封装置相连，通过对密封装置的具体结构及具体布置方式的研究与设计，使得进出口管道与导热管道可靠密封连接，保证导热油在管道内进出的密封性，并通过设计滚轴降低了动、静件间的磨损。附图说明[OOM]图1为本发明实施例提供的一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置的结构示意图；[0021]图2为图1的A-A剖视图；[0022]图3为本发明的密封装置的结构示意图。具体实施方式[0023]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。[0024]如图1所示，本发明实施例提供的一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其包括生物质进料器1、回转窑3、导热油管道4和复合功能扬料板5，其中，生物质进料器与回转窑相连，用于将生物质输送至回转窑内；回转窑用于在动力装置的带动下作回转运动以带动其内的生物质运动；导热油管道插入所述回转窑内，用于通入吸收了生物质热解过程中产生的热量的导热油以提供烘焙所需的热量;复合功能扬料板位于回转窑和导热油管道之间，并安装在所述回转窑上，用于使物料布满整个窑内空间。[0025]如图1所示，生物质进料器包括储料仓6、落料仓7及刮板给料机8，该刮板给料机8的出口端与回转窑相连。具体的，储料仓与落料仓经隔板分开，烘焙装置启动前，物料生物质经储料仓落入落料仓，仓满后隔板关闭，工作时，物料由落料仓落到刮板给料机上输送至回转窑内，当落料仓的物料将要见底时，打开隔板，物料再次从密封的储料仓中落入落料仓，如此往复，在连续给料的同时，又保证了窑内的惰性氛围，刮板给料机出口端经窑头罩固定探入到窑筒内。[0026]如图1和2所示，回转窑包括窑筒26和设于窑筒两端的窑头罩10和窑尾罩18,该窑头罩上布置有汽水引出口9,用来引出烘焙过程产生的挥发分，该窑尾罩处设有生物质半焦出口19,窑筒外部设置有窑筒保温层21，用以减少热量损失。具体的，窑筒与窑头罩以及窑尾罩之间设置有鱼鳞片密封结构12和紧压鱼鳞片密封结构的配重块13;窑筒外部设置有支承装置14和动力装置15。[0027]如图1和2所示，导热油管道4包括导热油加热管道17以及设于该导热油加热管道两端的中温导热油进口20和低温导热油出口11，该中温导热油进口和低温导热油出口与导热油加热管道之间通过密封装置2相连，导热油加热管道的内部铺设有扭板16，外部焊接有翅片23。该中温导热油进口20和低温导热油出口11分别从窑尾罩18和窑头罩10穿出。[0028]具体的，扭板经钢板扭曲而成，扭距与导热油加热管道内径相等，扭板的两端点焊在导热油加热管道内，其填入导热油加热管道后可延长导热油停留时间，充分换热;翅片焊接在导热油加热管道外侧，沿导热油加热管道的圆周均布6个，翅片高度为导热油加热管道内径的14，翅片有利于散热，提高物料的加热效率。[0029]如图3所示，密封装置包括固定挡环31、移动挡环28和定位螺栓27，固定挡环固定在导热油加热管道上，移动挡环套装在中温导热油进口或低温导热油出口上，移动挡环与固定挡环之间填充有石英棉29,定位螺栓安装在导热油加热管道上，并与移动挡环的端面抵接。通过转动定位螺栓，促使移动挡环压实石英棉，从而起到密封作用。另外，在固定挡环内环圆周布置滚轴30,将挡环与中温导热油进口或低温导热油出口之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，以降低固定挡环与导热油进出口之间磨损量。具体的，定位螺栓沿导热油加热管道环向均布有3个。[0030]如图2所示，复合功能扬料板包括直角型扬料板22、勺型短扬料板24和勺型长扬料板25,三者沿窑筒26的轴向交替错位布置，即沿窑筒轴向依次布置直角型扬料板、料板和勺型长扬料板，并且三者之间的位置是交错的，该直角型扬料板、勺型短扬料和型长扬料板均沿窑筒的圆周均匀布置有多个，其中直角型扬料板布置i2个，勺型短扬料板和勺型长扬料板各布置6个，三种不同类型的扬料板沿窑筒径向的高度为窑筒内径的18〜17。[0031]具体的，直角型扬料板由两段彼此垂直的板构成，其通过其中一段板与窑筒内壁垂直焊接，而勺型短扬料板和勺型长扬料板均由三段板构成，包括首端板、中间板和末端板，其中首端板与窑筒内壁垂直焊接，中间板用于连接首端板和末端板，其与窑筒的内壁呈60°即与首端板的夹角为150°，而末端板与中间板呈钝角;此外，勺型长扬料板的末端板比勺型短扬料板的末端板长50%。本发明设置三种不同类型的扬料板可将物料布满整个g内空间，其中直角型扬料板可将物料由最低处（此处设为0°沿窑筒旋转方向带至最高处此处为180°，然后抛洒在窑筒180〜360°空间内，勺型短扬料板和勺型长扬料板可将物料从135°窑内空间开始抛洒，至225°抛洒完毕，勺型短扬料板和勺型长扬料板能扬起的物料重量不一，配合使用能形成较大的扰动，本发明的复合功能扬料板可最大程度上使物料形成窑内料幕，既有利于物料受热均匀，又提高了热利用效率。[0032]本发明装置的具体工作过程为:经破碎和初步干燥的物料生物质）由运输设备转移至储料仓中，物料经落料仓在刮板给料机的带动下进入回转窑，窑筒在动力装置驱动下转动，物料被复合功能扬料板刮起，在窑筒内形成料幕;物料在从窑头端向窑尾端移动过程中，吸收来自导热油加热管道内导热油的热量，发生适度热分解，其所含水分和部分氧被脱除;产生的挥发分经汽水引出口排出，生物质半焦经生物质半焦出口离开回转窑。其中，导热油的热量来自于生物质热解过程中产生的热量，即通过导热油吸收生物质热解过程中产生的热量，并将该带热量的导热油导入本烘焙装置的导热油加热管道内，以为物料的烘干提供所需的热量，具体是导热油经中温导热油进口引进，通过内部装有扭板的导热油加热管道，经强制换热，将热量通过导热油加热管道以及翅片向窑筒内传递，换热后的导热油再经低温导热油出口排出，以此实现生物质热解时产生的热量的回收利用，并可使回转窑内温度达到200〜300°C，有效节约能源消耗，降低烘焙成本。[0033]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，包括生物质进料器、回转窑、导热油管道和复合功能扬料板，其中，所述生物质进料器与回转窑相连，用于将生物质输送至回转窑内；所述回转窑在动力装置的带动下作旋转运动以带动其内的生物质运动；所述导热油管道插入所述回转窑内，用于通入吸收了生物质热解过程中产生的热量的导热油以提供烘焙所需的热量;所述复合功能扬料板位于回转窑和导热油管道之间，并安装在所述回转窑上，用于使物料布满整个窑内空间。2.如权利要求1所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，所述回转窑包括窑筒、设于窑筒外部的窑筒保温层以及设于窑筒两端的窑头罩和窑尾罩，该窑头罩上布置有汽水引出口，用来引出烘焙过程产生的挥发分，该窑尾罩处设有生物质半焦出口。3.如权利要求1或2所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，所述导热油管道包括导热油加热管道以及设于该导热油加热管道两端的中温导热油进口和低温导热油出口，该中温导热油进口和低温导热油出口与导热油加热管道之间通过密封装置相连，所述导热油加热管道的内部铺设有扭板，外部焊接有翅片。4.如权利要求3所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，所述翅片的翅高为导热油加热管道内径的14,翅片沿导热油加热管道的圆周均布多个;所述扭板由钢板扭曲制成，扭距与导热油加热管道内径相等，扭板的两端点焊在导热油加热管道内。5.如权利要求3所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，所述密封装置包括固定挡环、移动挡环和定位螺栓，所述固定挡环固定在导热油加热管道上，移动挡环套装在中温导热油进口或低温导热油出口上，其与固定挡环之间填充有石英棉，所述定位螺栓安装在导热油加热管道上，并与移动挡环的端面抵接，通过调整定位螺栓使得移动挡环压实石英棉从而起到密封作用。6.如权利要求5所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，所述固定挡环内环的圆周上设有滚轴，以将其与中温导热油进口或低温导热油出口之间的滑动摩擦变为滚动摩擦。7.如权利要求1所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，所述复合功能扬料板包括直角型扬料板、勺型短扬料板和勺型长扬料板，三者沿窑筒的轴向交替错位布置。8.如权利要求7所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，所述勺型短扬料板和勺型长扬料板均由三段板构成，包括首端板、中间板和末端板，其中中间板与窑筒的筒壁呈60°，且勺型长扬料板的末端板比勺型短扬料板的末端板长50%。9.如权利要求7或8所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，直角型扬料板、勺型短扬料板和勺型长扬料板沿窑筒径向的高度为窑筒内径的18〜17。10.如权利要求1-9任一项所述的用于生物质热解液化多联产的烘焙装置，其特征在于，所述生物质进料器包括储料仓、落料仓及刮板给料机，该刮板给料机的出口端与回转窑相连。

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