專利名稱：一種可移動(dòng)一體化高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于生物質(zhì)制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可移動(dòng)一體化高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，日趨突出的能源危機(jī)與環(huán)境污染問題嚴(yán)重制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是“十二五”開始，我國(guó)面臨著更加嚴(yán)峻的節(jié)能減排任務(wù)，大力發(fā)展可再生清潔能源是解決能源與環(huán)境問題的重中之重。生物質(zhì)能作為一種低硫、低氮以及CO2 “零排放”的可再生清潔能源，是解決上述問題最重要的技術(shù)途徑之一。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源豐富。每年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物產(chǎn)量約為6. 5億噸，到2015年，年產(chǎn)量可達(dá)7. 3億噸，可產(chǎn)生12X IO15MJ的能量。但生物質(zhì)資源由于其堆積松散、能量密度低，運(yùn)輸存儲(chǔ)占用空間大、成本高，嚴(yán)重地制約了生物質(zhì)能的大規(guī)模應(yīng)用，為解決上述生物質(zhì)資源利用的“瓶頸”，可采用將生物質(zhì)原料制備成高密度生物質(zhì)燃料技術(shù)。目前高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)主要采用電能驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)擠壓機(jī)工作，能耗高，效率較低，系統(tǒng)設(shè)備需固定電源及工作場(chǎng)所，其經(jīng)濟(jì)效益并不樂觀。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種“零電耗”制備高密度生物質(zhì)燃料的一體化系統(tǒng)，該系統(tǒng)可安裝在卡車等輸運(yùn)設(shè)備上，在生物質(zhì)原產(chǎn)地就地制備高密度生物質(zhì)顆粒燃料，從而極大降低生物質(zhì)燃料的儲(chǔ)運(yùn)成本。一種可移動(dòng)一體化高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)，它包括螺旋給料機(jī)I、生物質(zhì)氣化爐2、旋風(fēng)分離器3、空氣預(yù)熱器4、可燃?xì)鈨艋?、引風(fēng)機(jī)7、儲(chǔ)氣柜8、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)9、動(dòng)力輸出軸10、發(fā)電機(jī)11、減速器12和生物質(zhì)擠壓成型機(jī)13，生物質(zhì)原料通過螺旋給料機(jī)I進(jìn)入生物質(zhì)氣化爐2中氣化，產(chǎn)生的可燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器3除塵后進(jìn)入空氣預(yù)熱器4換熱，再經(jīng)過可燃?xì)鈨艋?，凈化后的潔凈可燃?xì)馔ㄟ^引風(fēng)機(jī)7送入儲(chǔ)氣柜8內(nèi)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)9燃燒來自儲(chǔ)氣柜8的可燃?xì)?，將生物質(zhì)燃?xì)獾幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)11發(fā)電，再通過減速器12達(dá)到合適轉(zhuǎn)速后驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)擠壓成型機(jī)13制備高密度生物質(zhì)燃料。所述高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)中螺旋給料機(jī)I可連續(xù)送料給氣化爐2 ;旋風(fēng)分離器3可脫除可燃?xì)饣瘹馑鶖y帶灰塵和大部分焦油及水分；空氣預(yù)熱器4可預(yù)熱送風(fēng)機(jī)5送入氣化爐2的空氣；可燃?xì)鈨艋?可進(jìn)一步脫除可燃?xì)饣瘹庵形幢恍L(fēng)分離器捕捉的焦油及水分；引風(fēng)機(jī)7克服管道、旋風(fēng)分離器3及可燃?xì)鈨艋?所帶來的壓力損失，并為可燃?xì)饣瘹膺M(jìn)入儲(chǔ)氣柜8提供一定壓力；儲(chǔ)氣柜8穩(wěn)定提供燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)9工作所需燃?xì)猓⒖蓪?duì)燃?xì)馄鸬阶罱K的凈化作用；燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)9提供發(fā)電機(jī)11以及生物質(zhì)擠壓成型機(jī)13做 功所需動(dòng)能；發(fā)電機(jī)11供給螺旋給料機(jī)I、送風(fēng)機(jī)5和引風(fēng)機(jī)7工作所需電能。將所述高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)安放于移動(dòng)平臺(tái)15上，移動(dòng)平臺(tái)15可放置于卡車等移動(dòng)設(shè)備上，可移動(dòng)至生物質(zhì)原產(chǎn)地就地制備高密度生物質(zhì)燃料。所述旋風(fēng)分離器3為兩級(jí)旋風(fēng)分離器。本實(shí)用新型使用中，生物質(zhì)原料通過氣化爐產(chǎn)生可燃?xì)饣瘹?，?jīng)過燃?xì)鈨艋b置存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣柜，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃燒儲(chǔ)氣柜中可燃?xì)饣瘹?，將可燃?xì)饣瘹獾幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)驅(qū)動(dòng)與減速器相連的生物質(zhì)擠壓成型機(jī)工作，制備生物質(zhì)成型顆粒燃料。同現(xiàn)有成型設(shè)備相比，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)“零電耗”，即可實(shí)現(xiàn)CO2 “近零排放”，且設(shè)備可移動(dòng)，運(yùn)行靈活操作方便。

圖I為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型可選擇的下吸式生物質(zhì)氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型可選擇的環(huán)模擠壓成型機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。其中I、螺旋給料機(jī)，2、生物質(zhì)氣化爐，3、旋風(fēng)分離器，4、空氣預(yù)熱器、5、送風(fēng)機(jī)，
6、可燃?xì)鈨艋鳎?、引風(fēng)機(jī)，8、儲(chǔ)氣柜，9、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，10、動(dòng)力輸出軸，11、發(fā)電機(jī)，12、減速器，13、生物質(zhì)擠壓成型機(jī)，14、擠壓成型機(jī)進(jìn)料口，15、移動(dòng)平臺(tái)，16、尾氣排氣口，17、灰斗，18、篩板，19、空氣進(jìn)風(fēng)口、20、擋板，21、燃?xì)獬隹冢?2、環(huán)模，23、環(huán)模?？祝?4、壓輥，25、壓輥支承軸
具體實(shí)施方式
一種可移動(dòng)一體化高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)，包括螺旋給料機(jī)I、生物質(zhì)氣化爐2、旋風(fēng)分離器3、空氣預(yù)熱器4、送風(fēng)機(jī)5、可燃?xì)鈨艋?、引風(fēng)機(jī)7、儲(chǔ)氣柜8、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)9、動(dòng)力輸出軸10、發(fā)電機(jī)11、減速器12和生物質(zhì)擠壓成型機(jī)13。圖I中，生物質(zhì)原料通過螺旋給料機(jī)I進(jìn)入生物質(zhì)氣化爐2中氣化，產(chǎn)生的可燃?xì)膺M(jìn)入旋風(fēng)分離器3除塵后進(jìn)入空氣預(yù)熱器4預(yù)熱送風(fēng)機(jī)5送入氣化爐2的空氣，再經(jīng)過可燃?xì)鈨艋?，凈化后的潔凈可燃?xì)馔ㄟ^引風(fēng)機(jī)7送入儲(chǔ)氣柜8內(nèi)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)9燃燒來自儲(chǔ)氣柜8的可燃?xì)?，將生物質(zhì)燃?xì)獾幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)11發(fā)電，同時(shí)通過減速器12達(dá)到合適轉(zhuǎn)速后驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)擠壓成型機(jī)13制備高密度生物質(zhì)燃料。所有設(shè)備基座均固定在移動(dòng)平臺(tái)15上，移動(dòng)平臺(tái)15裝載在卡車等運(yùn)輸設(shè)備上可靈活移動(dòng)。其中點(diǎn)火階段螺旋給料機(jī)1，送風(fēng)機(jī)5和引風(fēng)機(jī)7工作所需電能由卡車等運(yùn)輸設(shè)備所攜帶電源供給，待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后切換至發(fā)電機(jī)11供電。其中生物質(zhì)氣化爐具體實(shí)施方式
可選用固定床，流化床和氣流床等幾種不同氣化技術(shù)，在此結(jié)合一種氣化技術(shù)(下吸式氣化爐)進(jìn)一步說明，如圖2所示，下吸式氣化爐分為內(nèi)腔和外腔，內(nèi)腔為反應(yīng)區(qū)，外腔主要是凈化氣化氣，并對(duì)內(nèi)腔起到一定保溫作用。生物質(zhì)原料通過螺旋給料機(jī)I進(jìn)入下吸式氣化爐內(nèi)腔，經(jīng)過干燥區(qū)干燥，進(jìn)入裂解區(qū)裂解產(chǎn)生炭及揮發(fā)份，部分炭及揮發(fā)份在氧化區(qū)與空氣進(jìn)風(fēng)口 19進(jìn)入的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)放出氣化反應(yīng)所必須的熱量，同時(shí)進(jìn)風(fēng)口 19的氧氣經(jīng)空氣預(yù)熱器4預(yù)熱。余下沒反應(yīng)的炭進(jìn)入還原區(qū)還原上階段產(chǎn)生的CO2和水蒸氣等，產(chǎn)生CO，H2等可燃?xì)?，后通過合金鋼篩板18掉入灰斗17，同時(shí)產(chǎn)生的可燃?xì)馔ㄟ^合金鋼篩板18進(jìn)入氣化爐外腔，通過交錯(cuò)排列的與爐體具有一定夾角(優(yōu)選45° )的擋板20，初過濾可燃?xì)庵袛y帶的灰塵，水分和焦油等，然后通過燃?xì)獬隹?21排出爐外。本實(shí)施方式中生物質(zhì)氣化爐進(jìn)風(fēng)管噴頭呈“蘑菇狀”，可實(shí)現(xiàn)均勻送風(fēng)，優(yōu)化氧化區(qū)燃燒，并可通過調(diào)節(jié)送風(fēng)量大小，寬幅地適應(yīng)不同區(qū)域不同種類生物質(zhì)的氣化。其中可燃?xì)鈨艋?b>具體實(shí)施方式
為干式凈化技術(shù)，內(nèi)裝活性炭，可拆卸置換，置換后的活性炭可隨生物質(zhì)原料進(jìn)入氣化爐氣化回收利用，對(duì)環(huán)境無污染。其中燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)9燃燒后的乏氣從尾氣排氣口 16排出，尾氣排氣口 16排出的高溫氣體可作干燥生物質(zhì)原料，二級(jí)空氣預(yù)熱等用途。其中生物質(zhì)擠壓成型機(jī)1具體實(shí)施方式
可選用環(huán)模、平膜、輥軸、液壓等擠壓成型機(jī)，本實(shí)施方式選定生物質(zhì)環(huán)模擠壓成型機(jī)進(jìn)一步說明，如圖3所示，粉末狀生物質(zhì)原料通過環(huán)模擠壓機(jī)進(jìn)料口 14送入環(huán)模擠壓機(jī)13，主動(dòng)力輸出軸10帶動(dòng)環(huán)模22轉(zhuǎn)動(dòng)，在環(huán)模22的驅(qū)動(dòng)下，利用物料分布在環(huán)模22和壓輥24之間間隙產(chǎn)生的摩擦力，帶動(dòng)壓輥24轉(zhuǎn)動(dòng)， 兩個(gè)壓輥24由壓輥支撐軸25支撐，壓輥24產(chǎn)生的擠壓力強(qiáng)行將物料擠入成型?？?3，隨著物料不斷擠入成型?？?3而最終壓縮成棒狀，當(dāng)達(dá)到一定長(zhǎng)度后由于慣性力及重力影響而自行斷裂落入出料口。
權(quán)利要求1.一種可移動(dòng)一體化高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)，其特征在于它包括螺旋給料機(jī)(I)、生物質(zhì)氣化爐(2)、旋風(fēng)分離器(3)、空氣預(yù)熱器(4)、可燃?xì)鈨艋?6)、引風(fēng)機(jī)(7)、儲(chǔ)氣柜(8)、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)(9)、動(dòng)力輸出軸(10)、發(fā)電機(jī)(11)、減速器(12)和生物質(zhì)擠壓成型機(jī)(13)，生物質(zhì)原料通過螺旋給料機(jī)(I)送入生物質(zhì)氣化爐(2)中氣化，產(chǎn)生的可燃?xì)饨?jīng)過旋風(fēng)分離器(3)除塵后進(jìn)入空氣預(yù)熱器(4)換熱，換熱后的可燃?xì)饨?jīng)燃?xì)鈨艋?6)凈化后通過引風(fēng)機(jī)(7)送入儲(chǔ)氣柜(8)內(nèi)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)(9)燃燒儲(chǔ)氣柜(8)內(nèi)的可燃?xì)?，將生物質(zhì)燃?xì)獾幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出軸(10)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(11)發(fā)電，并通過減速器(12)達(dá)到合適轉(zhuǎn)速后驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)擠壓成型機(jī)(13)制備高密度生物質(zhì)燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)，其特征在于所述生物質(zhì)氣化爐(2)采用固定床或流化床或氣流床反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)，其特征在于所述生物質(zhì)擠壓成型機(jī)(13)選用環(huán)模、平膜、輥軸、液壓擠壓成型機(jī)中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)，其特征在于所述旋風(fēng)分離器(3)為兩級(jí)旋風(fēng)分離器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)，其特征在于所述可燃?xì)鈨艋?6)內(nèi)填充活性炭。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種可移動(dòng)一體化高密度生物質(zhì)燃料制備系統(tǒng)，包括螺旋給料機(jī)、生物質(zhì)氣化爐、旋風(fēng)分離器、空氣預(yù)熱器、可燃?xì)鈨艋?、引風(fēng)機(jī)、儲(chǔ)氣柜、燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)、動(dòng)力輸出軸、發(fā)電機(jī)、減速器和生物質(zhì)擠壓成型機(jī)，生物質(zhì)原料通過螺旋給料機(jī)送入生物質(zhì)氣化爐中氣化，產(chǎn)生的可燃?xì)饨?jīng)旋風(fēng)分離器除塵，再進(jìn)入空氣預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入可燃?xì)鈨艋鳎瑑艋蟮臐崈艨扇細(xì)馔ㄟ^引風(fēng)機(jī)送入儲(chǔ)氣柜內(nèi)，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃燒來自儲(chǔ)氣柜的可燃?xì)?，將生物質(zhì)燃?xì)獾幕瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，同時(shí)通過減速器達(dá)到合適轉(zhuǎn)速后驅(qū)動(dòng)生物質(zhì)擠壓成型機(jī)制備高密度生物質(zhì)燃料。同現(xiàn)有成型設(shè)備相比，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)“零電耗”，能夠就地?cái)D壓生物質(zhì)顆粒，運(yùn)行靈活操作方便，可極大降低生物質(zhì)燃料儲(chǔ)運(yùn)成本。
文檔編號(hào)C10J3/20GK202379954SQ201120491929
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者向軍, 孫路石, 江龍, 胡松, 蘇勝, 許凱 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)