專利名稱：一種用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置，屬于能源化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)能是可再生能源的重要組成部分.生物質(zhì)能的高效開(kāi)發(fā)利用，對(duì)解決能 源、生態(tài)環(huán)境問(wèn)題將起到十分積極的作用。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來(lái)，世界各國(guó)尤其是經(jīng) 濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家都對(duì)此高度重視，積極開(kāi)展生物質(zhì)能應(yīng)用技術(shù)的研究。在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化利 用技術(shù)中，流化床是非常普遍的一種設(shè)備，通常作為整套設(shè)備的核心。然而，其問(wèn)題之 一就是進(jìn)料問(wèn)題，進(jìn)料速率是否穩(wěn)定，進(jìn)料量是否精確直接影響流化床內(nèi)的流化狀態(tài)。進(jìn)料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理直接影響到進(jìn)料的穩(wěn)定性與均勻性。目前用于流化床 的生物質(zhì)進(jìn)料方式主要螺旋加料技術(shù)、重力式加料技術(shù)、活塞式加料技術(shù)、噴吹式氣力 輸送加料技術(shù)等。目前在這些傳統(tǒng)的加料技術(shù)中存在很多問(wèn)題難點(diǎn)。首先，流化床本身的流化狀 態(tài)對(duì)進(jìn)料要求很高，進(jìn)料速率的穩(wěn)定性以及進(jìn)料量的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到流化床內(nèi)的流化 狀態(tài)。其次，流化床內(nèi)的反應(yīng)溫度通常比較高(一般在350°C以上)，生物質(zhì)比較容易析 出揮發(fā)性物質(zhì)，易造成結(jié)焦、粘結(jié)等進(jìn)料不暢問(wèn)題。另外，由于生物質(zhì)密度小、休止角 大、流動(dòng)性能差，在傳統(tǒng)的進(jìn)料系統(tǒng)的貯料筒中，生物質(zhì)易形成架橋、搭拱，從而引起 加料不穩(wěn)定或停止供料等問(wèn)題。以上問(wèn)題不僅影響到進(jìn)料的連續(xù)性，而且關(guān)系到流化床 內(nèi)的反應(yīng)質(zhì)量，進(jìn)而影響反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置，以有效控制流化 床反應(yīng)過(guò)程中生物質(zhì)粉末的進(jìn)料速率和進(jìn)料量，以提高流化床內(nèi)的反應(yīng)質(zhì)量，進(jìn)而提高 反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率。本發(fā)明提出的用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、料倉(cāng)、葉 片、進(jìn)料螺桿和氣動(dòng)進(jìn)料管；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)、大飛輪、小飛輪和皮帶組成， 所述的電機(jī)置于料倉(cāng)上部外側(cè)，所述的小飛輪與電機(jī)的輸出端同軸安裝，小飛輪通過(guò) 皮帶與大飛輪聯(lián)動(dòng)；所述的氣動(dòng)進(jìn)料管置于料倉(cāng)底部，氣動(dòng)進(jìn)料管的水平傾角α為 40° -60°。所述的進(jìn)料螺桿置于料倉(cāng)中心，進(jìn)料螺桿的上端部與大飛輪同軸安裝，進(jìn)料 螺桿的下端部通過(guò)料倉(cāng)下端的錐形出口伸入氣動(dòng)進(jìn)料管；所述的葉片置于料倉(cāng)內(nèi)下部， 與進(jìn)料螺桿同軸安裝。本發(fā)明提出的用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置，與傳統(tǒng)的進(jìn)料系統(tǒng)相比，采 用螺桿進(jìn)料與氣力輸送相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械進(jìn)料與流體進(jìn)料的有機(jī)結(jié)合。利用本發(fā)明裝 置，可以對(duì)生物質(zhì)進(jìn)料進(jìn)行控制精確，并采用氣力輸送原理進(jìn)料，避免原料搭橋(生物 質(zhì)顆粒相互纏結(jié)形成拱形孔穴)，也避免了物料的提前結(jié)焦現(xiàn)象。本發(fā)明裝置中的動(dòng)力源采用低轉(zhuǎn)速，大扭矩的無(wú)級(jí)可調(diào)電機(jī)提供進(jìn)料動(dòng)力，使得進(jìn)料速率調(diào)整得更迅速而準(zhǔn) 確，進(jìn)料過(guò)程更加穩(wěn)定，物料能夠更加均勻的進(jìn)入反應(yīng)器中，因而能夠提高流化床的反 應(yīng)工況，進(jìn)而提高反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率。本發(fā)明裝置的料倉(cāng)內(nèi)的螺桿上裝有葉片，用于攪動(dòng) 物料，使其松散均勻，流動(dòng)性增加，便于流出料倉(cāng)，而且螺桿不直接伸入流化床中，不 會(huì)因螺桿過(guò)熱造成物料結(jié)焦、黏結(jié)等現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明提出的用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，1是氣動(dòng)進(jìn)料管，2是葉片，3是進(jìn)料螺桿，4是料倉(cāng)，5是大飛輪，6 是皮帶，7是小飛輪，8是電機(jī)，9是螺紋。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)、料倉(cāng)4、葉片2、進(jìn)料螺桿3和氣動(dòng)進(jìn)料管1。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)8、大飛輪5、 小飛輪7和皮帶6組成，電機(jī)8置于料倉(cāng)4的上部外側(cè)，小飛輪7與電機(jī)8的輸出端同軸 安裝，小飛輪7通過(guò)皮帶6與大飛輪5聯(lián)動(dòng)。氣動(dòng)進(jìn)料管1置于料倉(cāng)4的底部。氣動(dòng)進(jìn) 料管的水平傾角α為40° -60°。進(jìn)料螺桿3置于料倉(cāng)4的中心，進(jìn)料螺桿3的上端部 與大飛輪5同軸安裝，進(jìn)料螺桿3的下端部通過(guò)料倉(cāng)4下端的錐形出口伸入氣動(dòng)進(jìn)料管1 中，進(jìn)料螺桿3的下半部外壁上使用進(jìn)料螺紋。葉片2置于料倉(cāng)4內(nèi)的下部，與進(jìn)料螺 桿3同軸安裝。以下結(jié)合附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明進(jìn)料裝置的工作原理首先，料倉(cāng)4內(nèi)的進(jìn)料螺桿3在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，夾雜在進(jìn)料螺紋間的物料在推動(dòng) 力下流出料倉(cāng)4底部，進(jìn)入氣動(dòng)進(jìn)料管1，然后在風(fēng)力吹動(dòng)下，迅速流入到流化床反應(yīng)器 中。動(dòng)力進(jìn)料管1內(nèi)的載氣選擇為氮?dú)?，因此不?huì)影響流化床內(nèi)的反應(yīng)。本發(fā)明進(jìn)料裝置中，進(jìn)料螺桿3的螺紋9螺距為10mm，進(jìn)料螺桿3下端螺紋9 與料倉(cāng)4底部的間隙很小，因此可以避免因物料粒徑過(guò)小造成物料泄漏，保證加料的精 確性。本發(fā)明裝置中帶動(dòng)進(jìn)料螺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)為無(wú)級(jí)可調(diào)電動(dòng)機(jī)，可以通過(guò)控制器， 隨時(shí)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)幅度可精確到lr/min，因此能夠達(dá)到在線的精確地控制 進(jìn)料速率。此外，動(dòng)力進(jìn)料管的風(fēng)力能夠吹動(dòng)由料倉(cāng)流進(jìn)的生物質(zhì)原料，使其快速的流 出，大大降低了物料搭橋現(xiàn)象的出現(xiàn)。同時(shí)，動(dòng)力進(jìn)料管內(nèi)風(fēng)速也可以通過(guò)控制閥來(lái)調(diào) 節(jié)，通過(guò)變換風(fēng)速，調(diào)節(jié)物料進(jìn)入流化床反應(yīng)器時(shí)的速度，從而找到一個(gè)對(duì)應(yīng)流化狀態(tài) 最佳時(shí)的風(fēng)速。另外，螺桿上的葉片對(duì)料倉(cāng)內(nèi)物料起到攪動(dòng)作用，使其松散均勻，流動(dòng) 性增加，便于物料順暢地流出料倉(cāng)。本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中，生物質(zhì)原料為落葉松樹(shù)種，含水率15%，粒徑 0.3-0.45mm,氣力進(jìn)料管內(nèi)氣流量2.5L/min，電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整為50r/min。將上述落葉松物料加入料倉(cāng)4，然后向氣力進(jìn)料管1中通風(fēng)。啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)8，由 皮帶6帶動(dòng)螺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，在料倉(cāng)4內(nèi)葉片2對(duì)物料進(jìn)行攪動(dòng)。螺桿3轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)夾在螺 紋間的物料受推力作用流出料倉(cāng)4底部，物料進(jìn)入氣力進(jìn)料管1后被風(fēng)力送入流化床反應(yīng) 器中。經(jīng)稱量計(jì)算得，該組參數(shù)下的進(jìn)料速率為1.38kg/h。
改變電機(jī)轉(zhuǎn)速為70r/min時(shí)，進(jìn)料速率為1.72kg/h ；電機(jī)轉(zhuǎn)速為90r/min時(shí)，進(jìn) 料速率為2.0kg/h ；電機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min時(shí)，進(jìn)料速率為2.58kg/h。本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中，生物質(zhì)原料為花梨木樹(shù)種，含水率13%，粒徑 0.45-0.9mm，氣力進(jìn)料管內(nèi)氣流量2.0L/min，電機(jī)轉(zhuǎn)速為50r/min時(shí)，進(jìn)料速率為1.0kg/ h ；電機(jī)轉(zhuǎn)速為70r/min時(shí)，進(jìn)料速率為1.32kg/h ；電機(jī)轉(zhuǎn)速為100r/min時(shí)，進(jìn)料速率為 1.74kg/h ；電機(jī)轉(zhuǎn)速為120r/min時(shí)，進(jìn)料速率為2.02kg/h。
權(quán)利要求
1. 一種用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置，其特征在于該裝置包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、料 倉(cāng)、葉片、進(jìn)料螺桿和氣動(dòng)進(jìn)料管；所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)、大飛輪、小飛輪和皮帶組 成，所述的電機(jī)置于料倉(cāng)上部外側(cè)，所述的小飛輪與電機(jī)的輸出端同軸安裝，小飛輪通 過(guò)皮帶與大飛輪聯(lián)動(dòng)；所述的氣動(dòng)進(jìn)料管置于料倉(cāng)底部，氣動(dòng)進(jìn)料管的水平傾角α為 40° -60° ；所述的進(jìn)料螺桿置于料倉(cāng)中心，進(jìn)料螺桿的上端部與大飛輪同軸安裝，進(jìn)料 螺桿的下端部通過(guò)料倉(cāng)下端的錐形出口伸入氣動(dòng)進(jìn)料管；所述的葉片置于料倉(cāng)內(nèi)下部， 與進(jìn)料螺桿同軸安裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于流化床的生物質(zhì)精確進(jìn)料裝置，屬于能源化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。本進(jìn)料系統(tǒng)中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)、大飛輪、小飛輪和皮帶組成。電機(jī)置于料倉(cāng)上部外側(cè)，小飛輪與電機(jī)的輸出端同軸安裝，小飛輪通過(guò)皮帶與大飛輪聯(lián)動(dòng)。氣動(dòng)進(jìn)料管置于料倉(cāng)底部，進(jìn)料螺桿置于料倉(cāng)中心，進(jìn)料螺桿的上端部與大飛輪同軸安裝，進(jìn)料螺桿的下端部通過(guò)料倉(cāng)下端的錐形出口伸入氣動(dòng)進(jìn)料管。葉片置于料倉(cāng)內(nèi)下部，與進(jìn)料螺桿同軸安裝。本發(fā)明的進(jìn)料裝置，可以對(duì)生物質(zhì)進(jìn)料進(jìn)行控制精確，進(jìn)料過(guò)程更加穩(wěn)定，并采用氣力輸送原理進(jìn)料，避免物料的提前結(jié)焦現(xiàn)象，提高流化床的反應(yīng)工況，進(jìn)而提高反應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率。
文檔編號(hào)B01J4/00GK102008921SQ20101057748
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者任學(xué)勇, 冶敏, 司慧, 常建民, 張翰文, 王文亮, 茍進(jìn)勝, 車顏喆 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)