本發(fā)明屬于能源清潔利用領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及處理生物質(zhì)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)具有豐富的生物質(zhì)資源，但由于其固有的能量密度低、水分含量較高、不易儲(chǔ)存且產(chǎn)地分散等諸多缺點(diǎn)，造成生物質(zhì)原料在運(yùn)輸、處理、儲(chǔ)存以及作為能源利用方面的成本偏高，進(jìn)而限制了生物質(zhì)利用技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。目前，生物質(zhì)在工業(yè)化利用之前往往需要對(duì)原料進(jìn)行脫水干燥脫氧等一系列前期預(yù)處理，最常見(jiàn)的預(yù)處理方法有干燥、烘焙等。

生物質(zhì)的干燥過(guò)程實(shí)質(zhì)是將生物質(zhì)中的水分從物料中轉(zhuǎn)移到氣相中，包括自然干燥和人工干燥，自然干燥即通過(guò)自然風(fēng)、太陽(yáng)光照射等方式去除水分，不需要特殊設(shè)備，成本低，但易受自然氣候條件的制約，且干燥效率低，干燥后生物質(zhì)的含水量難以控制，我國(guó)秸稈的自然干燥水分一般在8％左右，不適用于對(duì)原料含水率有較高要求的工藝。而人工干燥是通過(guò)采用人工熱源如煙氣或熱空氣作為干燥介質(zhì)帶走從濕物料中逸出的水蒸氣，從而使物料干燥的方法。通過(guò)利用干燥機(jī)并根據(jù)所需物料產(chǎn)量、水分而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，可以準(zhǔn)確的控制水分，但傳統(tǒng)的人工干燥是一種高能耗的操作工藝工程。

生物質(zhì)烘焙是將生物質(zhì)在無(wú)氧條件加熱到200-300℃以脫出水分和部分輕質(zhì)揮發(fā)分的過(guò)程，相較于未處理的生物質(zhì)原材料，烘焙后的固體產(chǎn)物具有更高的能量密度。然而，生物質(zhì)烘焙需要消耗大量的外界能源，目前生物質(zhì)烘焙處理工藝及設(shè)備領(lǐng)域尚處于研究初期，因此，研究開(kāi)發(fā)穩(wěn)定、清潔高效的生物質(zhì)烘焙預(yù)處理工藝及設(shè)備具有非常廣闊的前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出處理生物質(zhì)的系統(tǒng)和方法。通過(guò)采用本發(fā)明處理生物質(zhì)的系統(tǒng)，可以使處理后的生物質(zhì)具有更高的能量密度和更低的o/c原子比和h/c原子比，進(jìn)而可以有效減少燃燒時(shí)的煙氣量、水蒸氣量和能量損失。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理生物質(zhì)的系統(tǒng)，包括：

干燥單元，所述干燥單元包括：

一級(jí)干燥裝置，所述一級(jí)干燥裝置的一端具有生物質(zhì)進(jìn)口，相對(duì)的另一端具有預(yù)干燥生物質(zhì)出口，所述一級(jí)干燥裝置內(nèi)沿所述生物質(zhì)進(jìn)口至所述預(yù)干燥生物質(zhì)出口的方向上設(shè)置有螺旋進(jìn)料器，所述一級(jí)干燥裝置具有熱煙氣進(jìn)口和冷煙氣出口；

二級(jí)干燥裝置，所述二級(jí)干燥裝置的一端具有預(yù)干燥生物質(zhì)入口，相對(duì)的另一端具有干燥生物質(zhì)出口，所述二級(jí)干燥裝置內(nèi)設(shè)置有第一輸送帶和加熱件，所述第一輸送帶在所述預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)口至所述干燥生物質(zhì)出口的方向上延伸設(shè)置，所述二級(jí)干燥裝置具有煙氣出口；

落料倉(cāng)，所述落料倉(cāng)位于所述一級(jí)干燥裝置的下方和所述二級(jí)干燥裝置的上方，且所述落料倉(cāng)連通所述預(yù)干燥生物質(zhì)出口和所述預(yù)干燥生物質(zhì)入口；

烘焙裝置，所述烘焙裝置具有干燥生物質(zhì)入口、固體產(chǎn)物出口和烘焙氣體產(chǎn)物出口，所述干燥生物質(zhì)入口與所述干燥生物質(zhì)出口相連，所述烘焙裝置內(nèi)具有第二輸送帶和輻射管，所述輻射管具有熱源入口和煙氣出口；

油水冷凝裝置，所述油水冷凝裝置具有烘焙氣體產(chǎn)物入口、油水出口和混合氣體出口，所述烘焙氣體產(chǎn)物入口與所述烘焙氣體產(chǎn)物出口相連；

氣體凈化裝置，所述氣體凈化裝置具有混合氣體入口和可燃?xì)獬隹冢龌旌蠚怏w入口與所述混合氣體出口相連。

本發(fā)明上述實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置干燥單元、烘焙裝置、油水冷凝裝置和氣體凈化裝置，不僅實(shí)現(xiàn)了干燥烘焙一體化，還可以有效完成對(duì)生物質(zhì)的處理，具體地，首先在干燥單元對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行干燥脫水處理，包括在一級(jí)干燥裝置中進(jìn)行的預(yù)干燥和在二級(jí)干燥裝置中進(jìn)行的二次干燥；然后在烘焙裝置中進(jìn)行烘焙處理，得到固體產(chǎn)物和烘焙氣體產(chǎn)物，最后將烘焙氣體產(chǎn)物經(jīng)過(guò)油水冷凝裝置和氣體凈化裝置依次進(jìn)行油水冷凝和氣體凈化后得到可燃?xì)?。通過(guò)采用本發(fā)明處理生物質(zhì)的系統(tǒng)，可以使處理后的生物質(zhì)具有更高的能量密度和更低的o/c原子比和h/c原子比，進(jìn)而可以有效減少燃燒時(shí)的煙氣量、水蒸氣量和能量損失。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述落料倉(cāng)具有翻料板，所述翻料板與適于驅(qū)動(dòng)所述翻料板旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置相連，且所述翻料板的轉(zhuǎn)動(dòng)軸沿水平方向延伸。由此，可以進(jìn)一步提高二次干燥的效果。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述二級(jí)干燥裝置內(nèi)設(shè)置的加熱件為微波加熱件。由此，可以進(jìn)一步提高二次干燥的效率和效果。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述可燃?xì)獬隹谂c發(fā)電系統(tǒng)相連，所述發(fā)電系統(tǒng)與所述二級(jí)干燥裝置內(nèi)的微波加熱件相連。由此，可以有效地將可燃?xì)廪D(zhuǎn)換為電能并用于二級(jí)干燥裝置進(jìn)行微波干燥，進(jìn)而顯著提高了能量的利用率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述可燃?xì)獬隹谂c所述輻射管的熱源入口相連，以便將可燃?xì)庾鳛樗鲚椛涔艿臒嵩?。由此，可以進(jìn)一步提高能量的利用率。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述輻射管的煙氣出口與所述一級(jí)干燥裝置的熱煙氣進(jìn)口相連。由此，可以有效地將輻射管產(chǎn)生的熱煙氣用于一級(jí)干燥裝置的熱源，進(jìn)一步提高能量的利用率。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提出了一種利用上述系統(tǒng)處理生物質(zhì)的系統(tǒng)處理生物質(zhì)的方法，包括：

將生物質(zhì)輸送至一級(jí)干燥裝置內(nèi)，利用螺旋進(jìn)料器推動(dòng)所述生物質(zhì)并與熱煙氣接觸，以便對(duì)所述生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)干燥，得到預(yù)干燥生物質(zhì)；

使所述預(yù)干燥生物質(zhì)在重力作用下自由下落并穿過(guò)所述落料倉(cāng)進(jìn)入二級(jí)干燥裝置內(nèi)，在所述二級(jí)干燥裝置內(nèi)進(jìn)行二次干燥，以便得到干燥生物質(zhì)；

將所述干燥生物質(zhì)輸送至烘焙裝置內(nèi)在缺氧氣氛下進(jìn)行烘焙，以便得到固體產(chǎn)物和烘焙氣體產(chǎn)物；

將所述烘焙氣體產(chǎn)物通入油水冷凝裝置內(nèi)進(jìn)行氣液分離，以便得到油水混合物和混合氣體；

將所述混合氣體通入氣體凈化裝置內(nèi)進(jìn)行凈化，以便得到可燃?xì)狻?/p>

由此，通過(guò)采用上述處理生物質(zhì)的方法，首先對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行干燥處理，其中干燥處理包括預(yù)干燥和二次干燥，由此可以顯著降低生物質(zhì)含水量；然后在烘焙裝置中進(jìn)行烘焙處理，得到固體產(chǎn)物和烘焙氣體產(chǎn)物，其中烘焙氣體產(chǎn)物經(jīng)過(guò)油水冷凝裝置和氣體凈化裝置依次進(jìn)行油水冷凝和氣體凈化后得到可燃?xì)?。通過(guò)采用本發(fā)明實(shí)施例的處理生物質(zhì)的方法，可以使處理后的生物質(zhì)具有更高的能量密度和更低的o/c原子比和h/c原子比，進(jìn)而可以有效減少燃燒時(shí)的煙氣量、水蒸氣量和能量損失。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理生物質(zhì)的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述生物質(zhì)的含水量不低于60重量％，所述干燥生物質(zhì)的含水量不高于10重量％。由此，可以有效針對(duì)含水量較高的生物質(zhì)進(jìn)行處理。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所烘焙是在絕氧氣氛下進(jìn)行的，所述焙燒氣氛的壓力為-50pa-100pa。由此，可以進(jìn)一步提高烘焙處理的效率和效果。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述烘焙的溫度為200-350攝氏度，時(shí)間為10-30分鐘。由此，可以進(jìn)一步提高烘焙處理的效率和效果。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)的干燥單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)的輻射管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是利用本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)處理生物質(zhì)的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種處理生物質(zhì)的系統(tǒng)，如圖1所示，包括：干燥單元1000、烘焙裝置400、油水冷凝裝置500和氣體凈化裝置600。其中，干燥單元1000包括一級(jí)干燥裝置100、二級(jí)干燥裝置200和落料倉(cāng)300。

一級(jí)干燥裝置100的一端具有生物質(zhì)進(jìn)口110，相對(duì)的另一端具有預(yù)干燥生物質(zhì)出口120，一級(jí)干燥裝置100內(nèi)沿生物質(zhì)進(jìn)口110至預(yù)干燥生物質(zhì)出口120的方向上設(shè)置有螺旋進(jìn)料器130，一級(jí)干燥裝置100具有熱煙氣進(jìn)口140和冷煙氣出口150；二級(jí)干燥裝置200的一端具有預(yù)干燥生物質(zhì)入口210，相對(duì)的另一端具有干燥生物質(zhì)出口220，二級(jí)干燥裝置200內(nèi)設(shè)置有第一輸送帶230和加熱件240，第一輸送帶230在預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)口210至干燥生物質(zhì)出口220的方向上延伸設(shè)置，二級(jí)干燥裝置200具有煙氣出口250；落料倉(cāng)300位于一級(jí)干燥裝置100的下方和二級(jí)干燥裝置200的上方，且落料倉(cāng)300連通預(yù)干燥生物質(zhì)出口120和預(yù)干燥生物質(zhì)入口210；烘焙裝置400具有干燥生物質(zhì)入口410、固體產(chǎn)物出口420和烘焙氣體產(chǎn)物出口430，干燥生物質(zhì)入口410與干燥生物質(zhì)出口220相連，烘焙裝置400內(nèi)具有第二輸送帶440和輻射管450，輻射管具有熱源入口451和煙氣出口452；油水冷凝裝置500具有烘焙氣體產(chǎn)物入口510、油水出口520和混合氣體出口530，烘焙氣體產(chǎn)物入口510與烘焙氣體產(chǎn)物出口430相連；氣體凈化裝置600具有混合氣體入口610和可燃?xì)獬隹?20，混合氣體入口610與混合氣體出口530相連。

下面參考圖1-5對(duì)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。

干燥單元1000

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如圖4所示，干燥單元1000包括一級(jí)干燥裝置100、二級(jí)干燥裝置200和落料倉(cāng)300。本發(fā)明中通過(guò)在干燥單元中設(shè)置一級(jí)干燥裝置100和二級(jí)干燥裝置200，可以有效對(duì)含水量不低于60重量％的生物質(zhì)進(jìn)行干燥脫水處理，顯著降低生物質(zhì)干燥處理后的含水率，解決常規(guī)生物質(zhì)干燥處理干燥效果差的問(wèn)題。

一級(jí)干燥裝置100

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一級(jí)干燥裝置100的一端具有生物質(zhì)進(jìn)口110，相對(duì)的另一端具有預(yù)干燥生物質(zhì)出口120，一級(jí)干燥裝置100內(nèi)沿生物質(zhì)進(jìn)口110至預(yù)干燥生物質(zhì)出口120的方向上設(shè)置有螺旋進(jìn)料器130，一級(jí)干燥裝置100具有熱煙氣進(jìn)口140和冷煙氣出口150。由此，可以在一級(jí)干燥裝置100利用螺旋進(jìn)料器130推動(dòng)生物質(zhì)并與熱煙氣接觸，通過(guò)采用螺旋進(jìn)料器130推動(dòng)生物質(zhì)還可以達(dá)到翻動(dòng)和攪拌生物質(zhì)的效果，由此可以使得生物質(zhì)能夠與熱煙氣充分接觸，進(jìn)行顯著提高預(yù)干燥效果。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，一級(jí)干燥裝置100上的熱煙氣進(jìn)口140鄰近預(yù)干燥生物質(zhì)出口120設(shè)置，冷煙氣出口150鄰近生物質(zhì)進(jìn)口110設(shè)置。本發(fā)明中通過(guò)將熱煙氣進(jìn)口140設(shè)置在鄰近預(yù)干燥生物質(zhì)出口120的位置，冷煙氣出口150設(shè)置在鄰近生物質(zhì)進(jìn)口110的位置，可以使熱煙氣與生物質(zhì)逆向直接接觸進(jìn)行換熱，進(jìn)而增強(qiáng)生物質(zhì)與熱煙氣的傳熱、傳質(zhì)過(guò)程。換熱后的冷煙氣與從生物質(zhì)中蒸發(fā)出的水汽一并從冷煙氣出口150排出。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖4所示，一級(jí)干燥裝置100還可以進(jìn)一步包括測(cè)溫裝置160，測(cè)溫裝置160可以為紅外測(cè)溫儀，紅外測(cè)溫儀鄰近生物質(zhì)進(jìn)口110和預(yù)干燥生物質(zhì)出口120設(shè)置。由此，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控一級(jí)干燥裝置100內(nèi)干燥氣氛的溫度，保證一級(jí)干燥裝置中的有效干燥溫度，提高預(yù)干燥效率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，預(yù)干燥中熱煙氣的溫度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施示例，熱煙氣的溫度可以為120-150攝氏度。由此，可以有效提高預(yù)干燥的效率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，生物質(zhì)的進(jìn)料速度和布料厚度并不受特別限制，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體地，可以通過(guò)調(diào)節(jié)與螺旋進(jìn)料器130連接的變頻電機(jī)來(lái)控制生物質(zhì)地進(jìn)料速度和布料厚度。

二級(jí)干燥裝置200

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，二級(jí)干燥裝置200的一端具有預(yù)干燥生物質(zhì)入口210，相對(duì)的另一端具有干燥生物質(zhì)出口220，二級(jí)干燥裝置200內(nèi)設(shè)置有第一輸送帶230和加熱件240，第一輸送帶230在預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)口210至干燥生物質(zhì)出口220的方向上延伸設(shè)置，二級(jí)干燥裝置200具有煙氣出口250。由此，可以在二級(jí)干燥裝置200內(nèi)對(duì)預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)行二次干燥，得到干燥生物質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，二級(jí)干燥裝置200內(nèi)設(shè)置的加熱件240可以為微波加熱件。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采用微波加熱件對(duì)預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)行微波干燥，可以對(duì)預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)行就地加熱，且具有加熱均勻、表里一致、速度快的效果，能顯著提高對(duì)預(yù)干燥生物質(zhì)的干燥效率和效果，使生物質(zhì)干燥后含水量顯著降低，提高二次干燥的效率和效果。

發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，直接對(duì)含水量較高的生物質(zhì)采用微波加熱件進(jìn)行干燥，其干燥脫水效果并不理想，而對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)干燥后含水量降至20～30％的生物質(zhì)采用微波加熱件進(jìn)行干燥，其效果明顯。由此，本申請(qǐng)采用一級(jí)干燥裝置100與具有微波加熱件的二級(jí)干燥裝置200進(jìn)行結(jié)合對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行兩次干燥，其干燥效率和脫水率均得到顯著提高。具體地，經(jīng)過(guò)二次干燥后的生物質(zhì)含水量不高于10重量％，生物質(zhì)含水量得到顯著降低。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，微波加熱件的數(shù)量并不受特別限制，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，二級(jí)干燥裝置200中使用的微波干燥頻率可以為2450mhz±50hz，微波干燥功率可調(diào)。微波干燥規(guī)?？筛鶕?jù)微波輸出功率、物料傳送帶尺寸、物料傳輸速率以及布料厚度等進(jìn)行調(diào)整。由此，預(yù)干燥生物質(zhì)可以通過(guò)第一輸送帶230依次經(jīng)過(guò)微波加熱件240進(jìn)行微波干燥，干燥過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)煙氣出口250排出，保證生物質(zhì)的干燥更加徹底和均勻。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，如圖4所示，二級(jí)干燥裝置200還可以進(jìn)一步包括測(cè)溫裝置260，測(cè)溫裝置260可以為紅外測(cè)溫儀，紅外測(cè)溫儀鄰近預(yù)干燥生物質(zhì)入口210和干燥生物質(zhì)出口220設(shè)置。由此，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控二級(jí)干燥裝置200內(nèi)干燥氣氛的溫度，保證二級(jí)干燥裝置中的有效干燥溫度，提高二次干燥效率。

落料倉(cāng)300

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，落料倉(cāng)300位于一級(jí)干燥裝置100的下方和二級(jí)干燥裝置200的上方，且落料倉(cāng)300連通預(yù)干燥生物質(zhì)出口120和預(yù)干燥生物質(zhì)入口210。由此，由一級(jí)干燥裝置100排出的預(yù)干燥生物質(zhì)可以在自身重力下下落至二級(jí)干燥裝置200中，從而省去了機(jī)械輸送，節(jié)省了能耗。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，落料倉(cāng)300可以具有翻料板310，翻料板310與適于驅(qū)動(dòng)所述翻料板310旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置相連，且翻料板310的轉(zhuǎn)動(dòng)軸沿水平方向延伸。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，翻料板310在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下不斷翻轉(zhuǎn)，由一級(jí)干燥裝置100排出的預(yù)干燥生物質(zhì)在自身重力下下落至落料倉(cāng)300內(nèi)的翻料板310上，并經(jīng)過(guò)翻料板310的翻動(dòng)后繼續(xù)下落至二級(jí)干燥裝置200中。由此，通過(guò)在落料倉(cāng)300內(nèi)設(shè)置翻料板310，可以對(duì)預(yù)干燥后的預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)行翻動(dòng)攪拌，進(jìn)而對(duì)預(yù)干燥過(guò)程中局部干燥不徹底，水分含量高的物料區(qū)與其它區(qū)進(jìn)行攪混，使物料再次混勻，進(jìn)而提高二次干燥的效果。

由此，在干燥單元中，通過(guò)采用二級(jí)干燥裝置200和一級(jí)干燥裝置100相結(jié)合，即生物質(zhì)原料首先進(jìn)入到一級(jí)干燥裝置(熱源為熱煙氣)進(jìn)行預(yù)干燥，再到第二級(jí)干燥裝置(熱源為可以為微波)進(jìn)行二次干燥，可以使生物質(zhì)的干燥更加徹底和均勻，且通過(guò)預(yù)干燥和二次干燥處理后的生物質(zhì)含水量不高于10重量％，生物質(zhì)含水量顯著降低。

烘焙裝置400

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，烘焙裝置400具有干燥生物質(zhì)入口410、固體產(chǎn)物出口420和烘焙氣體產(chǎn)物出口430，干燥生物質(zhì)入口410與干燥生物質(zhì)出口220相連，烘焙裝置400內(nèi)具有第二輸送帶440和輻射管450，如圖5所示，輻射管450具有熱源入口451和煙氣出口452。由此，可以在烘焙裝置400中干燥生物質(zhì)進(jìn)行烘焙處理，得到固體產(chǎn)物和烘焙氣體產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在烘焙裝置400中進(jìn)行的烘焙是在缺氧環(huán)境下將干燥生物質(zhì)加熱以脫出水分和部分輕質(zhì)揮發(fā)分的過(guò)程。干燥生物質(zhì)進(jìn)入到烘焙裝置400進(jìn)行烘焙，烘焙后生物質(zhì)的質(zhì)量的30％以氣態(tài)的形式揮發(fā)，包括水分、一些含氧烴和一些其他氣體，這些氣體揮發(fā)分只帶走生物質(zhì)中10％左右的能量，因此烘焙后的固體產(chǎn)物比未經(jīng)處理的生物質(zhì)有更高的能量密度。另外，烘焙后的固體產(chǎn)物具有更低的o/c原子比和h/c原子比，從而可以有效減少該固體產(chǎn)物燃燒時(shí)的煙氣量、水蒸氣量和能量損失。而烘焙氣體產(chǎn)物進(jìn)一步經(jīng)過(guò)油水冷凝、氣體凈化后，可作為輻射管燃料和發(fā)電系統(tǒng)的燃料。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，烘焙是在絕氧氣氛下進(jìn)行的，在進(jìn)行烘焙前，可以利用n2氣將烘焙裝置400內(nèi)的空氣置換出來(lái)，保證烘焙環(huán)境為絕氧，烘焙裝置400內(nèi)焙燒氣氛的壓力為-50pa-100pa，由此，可以進(jìn)一步提高烘焙處理的效率和效果。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，采用輻射管450對(duì)干燥生物質(zhì)進(jìn)行烘焙，輻射管450可以布置于烘焙裝置400內(nèi)的頂部，可燃?xì)庠谳椛涔?00內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的熱量以輻射能的形式傳遞給烘焙裝置400內(nèi)的干燥生物質(zhì)。干燥生物質(zhì)在缺氧環(huán)境下被加熱到200-350℃，處理時(shí)間可以為10-30分鐘，由此，可以使干燥生物質(zhì)脫出水分和部分輕質(zhì)揮發(fā)分，進(jìn)而得到具有更高的能量密度固體產(chǎn)物和主要成分為水分、co2、co、ch4、h2及一些含氧烴的烘焙氣體產(chǎn)物。此外，采用輻射管給干燥生物質(zhì)加熱的形式，能量利用效率可以提高10-20％。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，輻射管450內(nèi)可燃?xì)馊紵彤a(chǎn)生的煙氣與烘焙裝置400內(nèi)的干燥生物質(zhì)烘焙產(chǎn)物隔絕。由此，可以確保烘焙在絕氧條件下進(jìn)行。進(jìn)一步地，可以通過(guò)調(diào)節(jié)可燃?xì)獾挠昧亢瓦^(guò)量空氣系數(shù)精確控制輻射管450的溫度，進(jìn)而有效調(diào)節(jié)烘焙裝置400中的烘焙溫度為200-350℃。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，輻射管450的溫控調(diào)節(jié)范圍為200-500℃。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，輻射管450的煙氣出口452可以與一級(jí)干燥裝置100的熱煙氣進(jìn)口140相連。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，輻射管450內(nèi)可燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱煙氣可以與冷空氣混合后形成混合煙氣(120-150℃)送至一級(jí)干燥裝置100對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)干燥，此外，通過(guò)調(diào)節(jié)熱煙氣與冷空氣的比例，可以進(jìn)一步控制混合煙氣的溫度。由此，可以有效地將輻射管產(chǎn)生的熱煙氣用于一級(jí)干燥裝置的熱源，進(jìn)一步提高能量的利用率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以通過(guò)調(diào)節(jié)第二輸送帶440的轉(zhuǎn)速和布料機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)烘焙處理量、布料厚度和烘焙時(shí)間的靈活調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，出料后可以采用間接水冷的方式將200-300℃的固體產(chǎn)物冷卻至常溫20-30℃。

油水冷凝裝置500

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，油水冷凝裝置500具有烘焙氣體產(chǎn)物入口510、油水出口520和混合氣體出口530，烘焙氣體產(chǎn)物入口510與烘焙氣體產(chǎn)物出口430相連。由此，可以在油水冷凝裝置500中對(duì)烘焙氣體產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離，得到油水混合物和混合氣體。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在油水冷凝裝置500中對(duì)烘焙得到的烘焙氣體產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離可以分離出大部分的液體產(chǎn)物，烘焙產(chǎn)生的液體產(chǎn)物主要為水，還含有少量的、乙酸、甲醇等含氧有機(jī)分子物質(zhì)。由此，可以有效對(duì)烘焙氣體產(chǎn)物進(jìn)行初步分離，得到混合氣體。

氣體凈化裝置600

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，氣體凈化裝置600具有混合氣體入口610和可燃?xì)獬隹?20，混合氣體入口610與混合氣體出口530相連。由此，通過(guò)利用氣體凈化裝置600可以進(jìn)一步對(duì)混合氣體進(jìn)行凈化，得到可燃?xì)狻?/p>

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，混合氣體產(chǎn)物在氣體凈化裝置600中繼續(xù)進(jìn)行除塵、脫焦油等凈化單元后得到潔凈的可燃?xì)?，烘焙產(chǎn)生的可燃?xì)獬煞种饕衏o2、co、ch4、h2及一些含氧烴等。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可燃?xì)獬隹?20可以與發(fā)電系統(tǒng)相連，發(fā)電系統(tǒng)與二級(jí)干燥裝置200內(nèi)的微波加熱件240相連。由此，可以有效地將可燃?xì)廪D(zhuǎn)換為電能并用于二級(jí)干燥裝置200進(jìn)行微波干燥，進(jìn)而顯著提高了能量的利用率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可燃?xì)獬隹?20與輻射管450的熱源入口451相連，以便將所述可燃?xì)庾鳛樗鲚椛涔?50的熱源。由此，可以進(jìn)一步提高能量的利用率。

根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理處理生物質(zhì)的系統(tǒng)，可以將生物質(zhì)原料首先進(jìn)入到一級(jí)干燥裝置100中進(jìn)行熱煙氣干燥，再經(jīng)過(guò)翻料板310勻料后進(jìn)入二級(jí)干燥裝置200中進(jìn)行微波干燥，再將干燥脫水后的干燥生物質(zhì)輸送至烘焙裝置400中進(jìn)行高溫輻射烘焙，并得到固體產(chǎn)物和烘焙氣體產(chǎn)物，烘焙氣體產(chǎn)物經(jīng)油水冷凝裝置500和氣體凈化裝置600凈化后得到可燃?xì)?，可燃?xì)夥譃閮陕罚宦匪椭梁姹合到y(tǒng)400中的輻射管450進(jìn)行燃燒，提供生物質(zhì)烘焙所需的能量，另一路送至發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，并用于二級(jí)干燥裝置200進(jìn)行微波干燥。輻射管450產(chǎn)生的高溫?zé)煔馀c冷風(fēng)混合后送至一級(jí)干燥裝置100，實(shí)現(xiàn)熱煙氣與生物質(zhì)的直接接觸換熱。

由此，通過(guò)采用本發(fā)明處理生物質(zhì)的系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了干燥烘焙一體化，還可以有效完成對(duì)生物質(zhì)的處理，且處理工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，原料適應(yīng)性強(qiáng)，適用于不同含水率、不同種類(lèi)生物質(zhì)原料的干燥烘焙，且二次干燥工藝可精準(zhǔn)的控制生物質(zhì)的干燥程度，且干燥效果好；此外，烘焙裝置中采用輻射管加熱，實(shí)現(xiàn)了輻射管內(nèi)燃料和煙氣與烘焙室的隔絕；進(jìn)一步地，烘焙氣體產(chǎn)物經(jīng)油水冷凝和氣體凈化后可分別用于烘焙裝置內(nèi)輻射管的熱源和燃燒發(fā)電，其中燃燒發(fā)電產(chǎn)生的電能用于二級(jí)干燥裝置對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行二次干燥，一級(jí)干燥裝置所需的熱煙氣可以來(lái)自輻射管產(chǎn)生的熱煙氣，因此，整個(gè)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量均可進(jìn)行進(jìn)一步的再利用，所需外界能耗大大降低，達(dá)到了較高的節(jié)能水平。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，本發(fā)明還提出了一種利用上述處理生物質(zhì)的系統(tǒng)處理生物質(zhì)的方法。包括：將生物質(zhì)輸送至一級(jí)干燥裝置內(nèi)，利用螺旋進(jìn)料器推動(dòng)生物質(zhì)并與熱煙氣接觸，以便對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)干燥，得到預(yù)干燥生物質(zhì)；使預(yù)干燥生物質(zhì)在重力作用下自由下落并穿過(guò)落料倉(cāng)進(jìn)入二級(jí)干燥裝置內(nèi)，并在二級(jí)干燥裝置內(nèi)進(jìn)行二次干燥，以便得到干燥生物質(zhì)；將干燥生物質(zhì)輸送至烘焙裝置內(nèi)在缺氧氣氛下進(jìn)行烘焙，以便得到固體產(chǎn)物和烘焙氣體產(chǎn)物；將烘焙氣體產(chǎn)物通入油水冷凝裝置內(nèi)進(jìn)行氣液分離，以便得到油水混合物和混合氣體；將混合氣體通入氣體凈化裝置內(nèi)進(jìn)行凈化，以便得到可燃?xì)狻?/p>

下面參考圖6對(duì)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理生物質(zhì)的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。

s100：預(yù)干燥

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將生物質(zhì)輸送至一級(jí)干燥裝置內(nèi)，利用螺旋進(jìn)料器推動(dòng)生物質(zhì)并與熱煙氣接觸，以便對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)干燥，得到預(yù)干燥生物質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，生物質(zhì)原料的含水量不低于60重量％。由此，可以有效針對(duì)含水量不低于60重量％的生物質(zhì)進(jìn)行干燥。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，預(yù)干燥中熱煙氣的溫度并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施示例，熱煙氣的溫度可以為120-150攝氏度。由此，可以有效提高預(yù)干燥的效率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，熱煙氣與生物質(zhì)采用逆向直接接觸方式進(jìn)行換熱，由此可以有效增強(qiáng)生物質(zhì)與熱煙氣的傳熱、傳質(zhì)過(guò)程，進(jìn)而提高對(duì)生物質(zhì)預(yù)干燥的效率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，生物質(zhì)的進(jìn)料速度和布料厚度并不受特別限制，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，具體地，可以通過(guò)調(diào)節(jié)與螺旋進(jìn)料器連接的變頻電機(jī)來(lái)控制生物質(zhì)地進(jìn)料速度和布料厚度。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，預(yù)干燥生物質(zhì)在通過(guò)落料倉(cāng)時(shí)，可以被設(shè)置在落料倉(cāng)內(nèi)的翻料板的攪拌。生物質(zhì)原料完成預(yù)干燥后，在自身重力下自由下落至落料倉(cāng)內(nèi)，翻料板在驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下不斷翻轉(zhuǎn)，翻動(dòng)預(yù)干燥后的預(yù)干燥生物質(zhì)，對(duì)局部干燥不徹底，水分含量高的物料區(qū)與其它區(qū)進(jìn)行攪混，使物料再度均勻混合，保證生物質(zhì)的干燥更加徹底和均勻，進(jìn)而可以進(jìn)一步提高后續(xù)二次干燥的效果。

s200：二次干燥

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使預(yù)干燥生物質(zhì)在重力作用下自由下落并穿過(guò)落料倉(cāng)進(jìn)入二級(jí)干燥裝置內(nèi)，并在二級(jí)干燥裝置內(nèi)進(jìn)行二次干燥，以便得到干燥生物質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，二次干燥可以采用微波干燥。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采用微波干燥可以對(duì)預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)行就地加熱，且具有加熱均勻、表里一致、速度快的效果，能顯著提高對(duì)預(yù)干燥生物質(zhì)的干燥效率和效果，使生物質(zhì)干燥后含水量顯著降低，提高二次干燥的效率和效果。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，進(jìn)行二次干燥時(shí)，微波加熱件的數(shù)量并不受特別限制，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行選擇。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，進(jìn)行二次干燥時(shí)，微波干燥頻率可以為2450mhz±50hz，微波干燥功率可調(diào)。微波干燥規(guī)?？筛鶕?jù)微波輸出功率、物料傳送帶尺寸、物料傳輸速率等進(jìn)行調(diào)整。由此，預(yù)干燥生物質(zhì)可以通過(guò)第一輸送帶依次經(jīng)過(guò)微波加熱件進(jìn)行微波干燥，干燥過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣通過(guò)煙氣出口排出，保證生物質(zhì)的干燥更加徹底和均勻。

通過(guò)采用二次干燥和預(yù)干燥相結(jié)合，并采用兩級(jí)干燥之間增加翻料板對(duì)預(yù)干燥生物質(zhì)進(jìn)行攪拌，可以使生物質(zhì)的干燥更加徹底和均勻，且通過(guò)預(yù)干燥和二次干燥處理后的干燥生物質(zhì)含水量從不低于60重量％降低至不高于10重量％，含水量顯著降低。

s300：烘焙

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將干燥生物質(zhì)輸送至烘焙裝置內(nèi)在缺氧氣氛下進(jìn)行烘焙，以便得到固體產(chǎn)物和烘焙氣體產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在烘焙裝置中進(jìn)行的烘焙是在缺氧環(huán)境下將干燥生物質(zhì)加熱以脫出水分和部分輕質(zhì)揮發(fā)分的過(guò)程。干燥生物質(zhì)進(jìn)入到烘焙裝置進(jìn)行烘焙，烘焙后生物質(zhì)的質(zhì)量的30％以氣態(tài)的形式揮發(fā)，包括水分、一些含氧烴和一些其他氣體，這些氣體揮發(fā)分只帶走生物質(zhì)中10％左右的能量，因此烘焙后的固體產(chǎn)物比未經(jīng)處理的生物質(zhì)有更高的能量密度。另外，烘焙后的固體產(chǎn)物具有更低的o/c原子比和h/c原子比，從而可以有效減少該固體產(chǎn)物燃燒時(shí)的煙氣量、水蒸氣量和能量損失。而烘焙氣體產(chǎn)物進(jìn)一步經(jīng)過(guò)油水冷凝、氣體凈化后，可作為輻射管燃料和發(fā)電系統(tǒng)的燃料。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，烘焙是在絕氧氣氛下進(jìn)行的，在進(jìn)行烘焙前，可以利用n2氣將烘焙裝置400內(nèi)的空氣置換出來(lái)，保證烘焙環(huán)境為絕氧，烘焙裝置內(nèi)的焙燒氣氛的壓力為-50pa-100pa，由此，可以進(jìn)一步提高烘焙處理的效率和效果。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，采用輻射管對(duì)干燥生物質(zhì)進(jìn)行烘焙，可燃?xì)庠谳椛涔?00內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的熱量以輻射能的形式傳遞給烘焙裝置內(nèi)的干燥生物質(zhì)。干燥生物質(zhì)在缺氧環(huán)境下被加熱到200-350℃，處理時(shí)間可以為10-30分鐘，由此，可以使干燥生物質(zhì)脫出水分和部分輕質(zhì)揮發(fā)分，進(jìn)而得到具有更高的能量密度固體產(chǎn)物和主要成分為水分、co2、co、ch4、h2及一些含氧烴的烘焙氣體產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，輻射管內(nèi)可燃?xì)馊紵彤a(chǎn)生的煙氣與干燥生物質(zhì)烘焙產(chǎn)物隔絕。由此，可以確保烘焙在絕氧條件下進(jìn)行。進(jìn)一步地，可以通過(guò)調(diào)節(jié)可燃?xì)獾挠昧亢瓦^(guò)量空氣系數(shù)精確控制輻射管的溫度，進(jìn)而有效調(diào)節(jié)烘焙溫度為200-350℃。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，烘焙時(shí)輻射管的產(chǎn)生的熱煙氣可以作為預(yù)干燥的熱源。根據(jù)本發(fā)明的具體示例，輻射管內(nèi)可燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱煙氣可以與冷空氣混合后形成混合煙氣(120-150℃)并對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)干燥，此外，通過(guò)調(diào)節(jié)熱煙氣與冷空氣的比例，可以進(jìn)一步控制混合煙氣的溫度。由此，可以有效地將輻射管產(chǎn)生的熱煙氣用于預(yù)干燥的熱源，進(jìn)一步提高能量的利用率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以通過(guò)調(diào)節(jié)第二輸送帶的轉(zhuǎn)速和布料機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)烘焙處理量、布料厚度和烘焙時(shí)間的靈活調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，出料后可以采用間接水冷的方式將200-300℃的固體產(chǎn)物冷卻至常溫20-30℃。

s400：油水冷凝

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將烘焙氣體產(chǎn)物通入油水冷凝裝置內(nèi)進(jìn)行氣液分離，以便得到油水混合物和混合氣體。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以在油水冷凝裝置中對(duì)烘焙得到的烘焙氣體產(chǎn)物進(jìn)行氣液分離可以分離出大部分的液體產(chǎn)物，烘焙產(chǎn)生的液體產(chǎn)物主要為水，還含有少量的、乙酸、甲醇等含氧有機(jī)分子物質(zhì)。由此，可以有效對(duì)烘焙氣體產(chǎn)物進(jìn)行初步分離，得到混合氣體。

s500：氣體凈化

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將混合氣體通入氣體凈化裝置內(nèi)進(jìn)行凈化，以便得到可燃?xì)狻?/p>

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，可以在氣體凈化裝置600中對(duì)混合氣體產(chǎn)物繼續(xù)進(jìn)行除塵、脫焦油等凈化單元后得到潔凈的可燃?xì)?，烘焙產(chǎn)生的可燃?xì)獬煞种饕衏o2、co、ch4、h2及一些含氧烴等。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，氣體凈化后得到的可燃?xì)饪梢杂糜诎l(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，由此，可以有效地將可燃?xì)廪D(zhuǎn)換為電能并用于二次干燥時(shí)二級(jí)干燥裝置微波加熱，進(jìn)而顯著提高了能量的利用率。

根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，氣體凈化后得到的可燃?xì)饪梢宰鳛楹姹簳r(shí)輻射管的熱源。由此，可以進(jìn)一步提高能量的利用率。

由此，通過(guò)采用本發(fā)明處理生物質(zhì)的方法不僅可以實(shí)現(xiàn)干燥烘焙一體化，還可以有效完成對(duì)生物質(zhì)的處理，且處理工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，原料適應(yīng)性強(qiáng)，適用于不同含水率、不同種類(lèi)生物質(zhì)原料的干燥烘焙，且二次干燥工藝可精準(zhǔn)的控制生物質(zhì)的干燥程度，且干燥效果好；此外，烘焙裝置中采用輻射管加熱，實(shí)現(xiàn)了輻射管內(nèi)燃料和煙氣與烘焙室的隔絕；進(jìn)一步地，烘焙氣體產(chǎn)物經(jīng)油水冷凝和氣體凈化后可分別用于烘焙裝置內(nèi)輻射管的熱源和燃燒發(fā)電，其中燃燒發(fā)電產(chǎn)生的電能用于二級(jí)干燥裝置對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行二次干燥，預(yù)干燥所需的熱煙氣可以來(lái)自輻射管產(chǎn)生的熱煙氣，因此，整個(gè)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量均可進(jìn)行進(jìn)一步的再利用，所需外界能耗大大降低，達(dá)到了較高的節(jié)能水平。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的處理生物質(zhì)的系統(tǒng)和方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)之一：

(1)處理工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，原料適應(yīng)性強(qiáng)，適用于不同含水率、不同種類(lèi)生物質(zhì)原料的干燥烘焙。

(2)實(shí)現(xiàn)干燥烘焙一體化，可以有效完成對(duì)生物質(zhì)的干燥和烘焙處理。

(3)干燥烘焙處理后的得到的固體產(chǎn)物相對(duì)于生物質(zhì)原料具有更高的能量密度和更低的o/c原子比和h/c原子比，進(jìn)而可以有效減少燃燒時(shí)的煙氣量、水蒸氣量和能量損失。

(4)采用“熱煙氣預(yù)干燥+翻料+微波二次干燥”工藝，可精準(zhǔn)的控制干燥程度，保證干燥效果。同時(shí)具有溫度場(chǎng)分布均勻特點(diǎn)，避免局部熱量不夠等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)烘焙溫度精準(zhǔn)控制。

(5)生物質(zhì)烘焙系統(tǒng)采用燃?xì)廨椛涔芗訜?，能量以輻射能的形式傳遞到物料中，輻射管溫度可實(shí)現(xiàn)精確控制且能量利用效率提高了10-20％。

(6)凈化處理后得到的可燃?xì)庖宦匪椭梁姹貉b置內(nèi)的輻射管進(jìn)行燃燒，為烘焙提供能量，另一路送至發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，為二級(jí)微波干燥提供電能，同時(shí)烘焙裝置內(nèi)的輻射管產(chǎn)生的煙氣可用作預(yù)干燥的熱源，實(shí)現(xiàn)余熱利用。整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了能量循環(huán)利用，大大提高了能量利用率。

實(shí)施例1

某袋生木耳基地每年產(chǎn)生大量的廢棄菌袋，菌袋內(nèi)的主要成分為木屑、還有少量的熟石膏，采用本系統(tǒng)對(duì)上述木屑生物質(zhì)原料進(jìn)行干燥烘焙。表1為木屑生物質(zhì)原料的工業(yè)分析和元素分析。木屑菌袋收到基的含水率為55-65％，平均含水率60％以上。由于木屑原料的粒徑范圍在1-5mm之間的占80％以上，無(wú)需破碎，可直接進(jìn)入到生物質(zhì)干燥烘焙系統(tǒng)。

表1木屑生物質(zhì)原料的工業(yè)、元素分析和熱值

(1)木屑生物質(zhì)原料干燥單元

木屑生物質(zhì)原料通過(guò)螺旋進(jìn)料裝置進(jìn)入到一級(jí)干燥系統(tǒng)，熱煙氣(溫度為120-150℃)從位于螺旋進(jìn)料裝置底部的進(jìn)口進(jìn)入，與物料逆向直接接觸進(jìn)行換熱，換熱量為q＝sα(ta-t)，s為煙氣與物料接觸面積，q為單位時(shí)間內(nèi)換熱量，α為對(duì)流換熱系數(shù)，ta為煙氣溫度，t為物料表面溫度?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)煙氣溫度ta(120-150℃)、螺旋進(jìn)料電機(jī)頻率等參數(shù)來(lái)改變煙氣與垃圾的換熱量q和干燥速率。換熱后的冷煙氣混合物料中蒸發(fā)出的水汽一并從螺旋進(jìn)料裝置底部的排氣口排出，生物質(zhì)的一級(jí)干燥完成。一級(jí)干燥系統(tǒng)內(nèi)的溫度通過(guò)紅外測(cè)溫儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)確保一級(jí)干燥室內(nèi)環(huán)境溫度和物料溫度低于150℃。一級(jí)干燥時(shí)間可調(diào)整范圍為10-30min。

木屑生物質(zhì)原料完成一級(jí)干燥后，在物料自身重力下自由落至豎向落料倉(cāng)道內(nèi)，豎向落料倉(cāng)道側(cè)壁安裝有翻料裝置，翻料板在電機(jī)帶動(dòng)下不斷翻轉(zhuǎn)，完成對(duì)物料擾動(dòng)、翻轉(zhuǎn)。翻料板的轉(zhuǎn)速在50-150r/min之間。經(jīng)過(guò)翻料板后，局部干燥不透、不徹底的物料區(qū)實(shí)現(xiàn)重新混合，從而有利于提高下一步二級(jí)微波干燥效果。

經(jīng)翻料板翻動(dòng)后的木屑生物質(zhì)原料在自身重力作用下落至二級(jí)干燥系統(tǒng)內(nèi)，二級(jí)干燥采用的是微波干燥法。微波干燥的頻率2450mhz±50hz。微波的干燥功率可調(diào)10-50kw，物料層厚度為10-30mm，二級(jí)干燥時(shí)間為10-30min，可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整微波功率、布料厚度、輸送帶轉(zhuǎn)速(干燥時(shí)間)參數(shù)實(shí)現(xiàn)干燥效果最佳、能耗最低的最佳工況，經(jīng)過(guò)二級(jí)干燥后的木屑生物質(zhì)原料的含水率可由收到基的60％降低至10％以下。干燥過(guò)程完成的木屑生物質(zhì)原料通過(guò)出料口送出干燥系統(tǒng)，木屑生物質(zhì)原料再經(jīng)送料皮帶送至生物質(zhì)烘焙系統(tǒng)進(jìn)行生物質(zhì)烘焙。

(2)木屑生物質(zhì)原料烘焙裝置

經(jīng)過(guò)干燥的木屑生物質(zhì)原料(含水率低于10％)經(jīng)送料皮帶送至生物質(zhì)烘焙系統(tǒng)，烘焙開(kāi)始前，需將烘焙塔內(nèi)的控制通過(guò)n2氣置換出來(lái)，保證烘焙環(huán)境為絕氧，烘焙室內(nèi)氧含量低于5％。通過(guò)調(diào)節(jié)輻射管燃?xì)夂涂諝獗M量來(lái)調(diào)節(jié)烘焙塔內(nèi)的溫度，烘焙過(guò)程溫度控制在200-350℃，烘焙塔內(nèi)的工作壓力保持在-50pa-100pa之間，烘焙時(shí)間為10-30min。木屑生物質(zhì)原料烘焙后的氣體產(chǎn)物通過(guò)烘焙塔頂部出氣孔排出，烘焙產(chǎn)生的揮發(fā)分首先經(jīng)油水冷凝裝置，分離出大部分的液體產(chǎn)物，烘焙產(chǎn)生的液體產(chǎn)物主要為水，還含有少量的酸、酮、醛等液體產(chǎn)物。生物質(zhì)烘焙氣體產(chǎn)物繼續(xù)進(jìn)行除塵、脫焦油等凈化單元后得到潔凈的可燃?xì)?，凈化后的可燃?xì)夥謨陕?，一路送至輻射管進(jìn)行燃燒，為烘焙室提供能量，另一路送至燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，生產(chǎn)的電力用于供給干燥系統(tǒng)的二級(jí)微波干燥系統(tǒng)。表2為木屑生物質(zhì)原料烘焙后的產(chǎn)物產(chǎn)率，表3為烘焙后木屑生物質(zhì)原料的工業(yè)、元素分析和熱值，表4木屑生物質(zhì)原料烘焙氣體產(chǎn)物組分。

表2木屑生物質(zhì)原料烘焙后的產(chǎn)物產(chǎn)率

表3烘焙后木屑生物質(zhì)原料的工業(yè)、元素分析和熱值

表4木屑生物質(zhì)原料烘焙氣體產(chǎn)物組分

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。