一种新型生物质非相变干燥方法及配套装置系统及其应用与流程

1.本发明涉及固废处理技术领域，具体涉及一种新型生物质非相变高效干化技术及成套装备，特别是可以用于生物质的干化处理的装置系统。


背景技术：

2.生物质是指非化石能源且能生物降解的有机物质，其主要由纤维素、半纤维素和木质素构成，是一种可再生的清洁能源，具有分布广、贮藏量大和易获得等优势，在能源利用中越来越受到重视。生物质种类丰富，城市垃圾、有机废水、能源植物、农业废弃物等都属于生物质范畴。且生物质储量巨大，据估算，地球上每年生长的生物能总量约1400-1800亿吨（干重），相当于目前世界总能耗的10倍。
3.生物质虽然具有良好的利用前景，但是受限于含水率较高的缺陷，严重制约生物质的大规模商业应用。生物质普遍含水率在30%以上，较高的含水率不仅影响生物质直接作为燃料进行利用，而且也影响其热解、气化等热化学转化利用。因而，为了实现生物质热转化技术的发展与利用，须在生物质进行热化学转化过程之前对生物质进行预处理，以降低水分、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，使生物质在一定程度上产生均匀性。
4.如何对生物质进行有效的干化对于生物质资源化利用至关重要。
5.目前，常用于生物质干化的方法有机械离心、烘箱烘干、滚筒式烘干、晾晒、湍流等。不同生物质的组成成分、含水率以及有机质含量差异很大，使得现有的技术工艺处理不同种类生物质较为困难，并且现有的处理方法存在流程繁复、处理周期长、能耗高、效率低、营养成分损失等缺点。目前，需要寻求一种处理效率高且不损失营养成分的干化方法。
6.加热是使物质相变的常用方式，但是在生物质干化过程中过低的温度会导致生物质含水率过高，过高的温度会导致营养成分损失、会使有机质焦化造成粘连堵塞并且能耗过高从而降低经济性，且容易造成布袋除尘器中的布袋碳化从而使除尘效率降低同时具有安全隐患。因有机质与水分含量很高，生物质受热易粘连结块，生物质颗粒过大会导致引风机提供的风力不足，从而造成管道及设备的堵塞，粒径较大的生物质颗粒不便于热传递，导致热能利用率降低，从而影响生物质的干化效果。
7.现有技术中查询到一些专利对于处理生物质提出了相应的干燥处理装置设备，改善生物质干燥处理的速率及效果，但大多存在一定的局限性。
8.中国专利cn114152033a公开了一种生物质干燥设备。该生物质干燥设备以生物质发电厂循环冷却水余热和太阳能耦合的形式实现生物质的干燥，该干燥设备，实现了生物质的干化，同时充分利用了太阳光和电厂余热，提高了能源的综合利用效率。但是该设备方法的局限性较大，只适应用于发电厂周围，同时该方法存在处理效率低，粘连堵塞等问题。
9.中国专利cn112374187a公开了一种酱香酒废弃酒糟干化及定量输送系统。通过酒糟定量输送机将酒糟传输到酒糟干化机进行干化处理，酒糟干化机包括干化机进料口、排风室、观察室、第一干化室、第二干化室和干化机机架。该处理方法及系统将酱香型白酒酿
造工程中所产生的废弃酒糟进行预处理，以便后续制备成生物质颗粒燃料，解决废弃酒糟单独不易成型的问题，同时可实现连续干化输送，干化产量和速率可控。但是该方法存在处理能耗高、处理效率低、加热使酒糟易粘连结块、营养物流失、有机质焦化造成粘连堵塞等问题。
10.中国专利cn110257089a公开了一种酒糟干化及资源化处理方法和装置。包括以下步骤：以热空气为载体，将酒糟颗粒依次送入一级湍流自转脱水分离器、震荡干化柱、二级湍流自转脱水分离器进行干化处理，处理后的湿空气进入空气净化塔进行分离干化，最后干化酒糟进入热解气化炉，对干化酒糟进行绝氧热解气化，得到高温油气和热解气化碳。该处理方法及装置可以有效的将酒糟干化到含水率10%以下，是一种非常绿色、高效、简便的方法。但是该方法在处理过程中停留时间为35min，干化时间长导致能耗偏高、处理效率低，同时由于投料量少不排除后续投料时出现酒糟粘壁堵塞的问题。
11.因此，本领域迫切需开发一种高效、环保、节能、工艺流程简单的一种生物质干化方法和装置，以实现生物质连续，高效，节能，简便的干化及资源化处理。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于克服现有技术中所存在的生物质干燥处理效率低、能耗高的不足，提供一种新型生物质非相变高效干化方法及配套装置设备。采用本发明新型生物质非相变高效干化技术及成套装备，能够有效地解决了现有技术中存在的干燥效率低的问题。
13.同时，本发明方法能够在不破坏营养成分同时高效快速实现大批量的生物质干化处理，具有高效干化、不易粘壁堵塞、保留营养成分、处理效率高、处理量大及稳定连续处理等优点。
14.为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种生物质干燥方法，包括以下步骤：s1、通过引风机引入的空气，经加热器形成热气流；热气流同时输送到湍流发生器和生物质湿料进料管路，利用热气流将生物质湿料进料管路中的生物质湿料驱动到湍流发生器中。
15.s2、在湍流发生器中，生物质湿料被降粘打散，得到颗粒状生物质湿料；所述颗粒状生物质湿料和热气流充分混合，在热风驱动下离开湍流发生器，进入湍流干化器中，进行干化处理。
16.s3、所述湍流干化器具有竖直流道，颗粒状生物质湿料在竖直流道中发生碰撞、离心、挤压作用，逐渐被干燥成生物质干化颗粒，而后随着热气流进入气固分离器；s4、在气固分离器中，生物质干化颗粒由于湍流耦合作用力与热气流相互分离，干化生物质固相从气固分离器底部排出。
17.进一步，还包括步骤s5，分离生物质干化颗粒后的尾气，从气固分离器顶端出口进入袋式除尘器进行除尘处理。较轻的生物质粉末从底端排出收集，过滤后的尾气从布袋除尘器顶端清洁排出。
18.进一步，步骤s1中，热气流同时输入到湍流发生器和生物质湿料进料管路，控制进入湍流发生器和生物质湿料进料管路的风量分配比例。部分热气流经过生物质湿料进料管路，携带生物质湿料进入湍流发生器，另一部分热气流直接进入湍流发生器，如此可以控制
好热气流和生物质湿料的比例，使用于干燥生物质湿料的热气流所携带热量充足/适量。
19.本发明采用湍流发生器将生物质湿料破碎成颗粒，和热气流一起在湍流干化器进行生物质湿料干燥处理，解决了生物质受热易焦化粘结，容易造成设备堵塞并影响热传递的难题。干燥后的生物质干化物料通过气固分离器进行分离以后，经过袋式除尘器回收尾气中的残留粉尘，排出尾气更加环保，可以安装在现有车间内，不会造成生产环境的污染影响。对于现有生产场所友好度高。
20.具体而言，生物质湿料首先在湍流发生器中通过湍流耦合作用力，降低生物质粘度，防止了后续干化系统中粘壁堵塞等问题的出现；同时，伴有打散作用，打散破碎后生物质粒径变小得到颗粒状生物质湿料，比表面积增大，大幅提升了热传递效率，并减小了干化脱水的传质距离，同时增强了在湍流干化器内的运动。如此，显著降低脱水干化所需温度，有效地防止生物质中的有机质受热焦化。
21.而且，由于采用湍流发生器和湍流干化器分离设计，因为一般认为湍流系统运作所需的强大风能一般由空气压缩机提供，这便使得系统自身存在较大的能量消耗。而利用湍流发生器使生物质粘度减低同时打散后的生物质颗粒比表面积增大、传质距离减小、接触面积增大，大幅提升了风能与热能的利用率，由于湍流发生器提供额外的破碎作用，减少了对于热气流的动能需求，直接通过湍流发生器向生物质湿料直接作用形成破碎驱动实现生物质湿料快速进入湍流状态。因此，可以在保证生物质的高效干化的同时更进一步的降低了能量消耗。本发明引风机虽然提供较大的热气流热能，但并不需要设置特别强大的动能，因此热气流可以以较比例和生物质湿料混合在湍流干化器中干燥，同时热气流和颗粒状生物质湿料作用的时间较长，更充分利用了加热器输入的热量。
22.进一步，所述湍流发生器为横卧式设置，生物质湿料在其中通过湍流发生器驱动前进，进料量更大，干燥能力更强。由于湍流发生器横卧式设置，生物质湿料进入以后主要通过湍流发生器驱动，生物质湿料处理能力大。
23.通过设置湍流干化器，热风带动生物质颗粒湿料在湍流干化器中通过碰撞、离心、挤压、拉伸、湍流耦合作用力，使得生物质中的水分得以物理性分离。
24.本发明生物质干燥方法采用热风加热，配合湍流发生器能有效的与生物质高效接触换热，使生物质颗粒内的水分子加速运动，因此在干化过程中可以利用较低温度实现较高干化效率，对于含水率过高的生物质能够做到高效干燥，不影响影响生物质的储藏、运输、资源化利用。相比于传统的干燥方法，可以避免过高温度造成的一系列问题，包括：有机质焦化粘结从而堵塞设备、营养成分被破坏丧失资源化利用价值、布袋除尘器中的布袋因高温碳化从而使除尘效率降低且具有安全隐患。本发明干燥方法热风温度低于100℃，实现了使生物质的低耗高效干化，可以利用生产环境中温度较低的热源进行干燥，更好的实现能量高效梯级利用。
25.进一步，步骤s1中，引风机引入空气，风量为1500~3000 m3/h。引风机输入的空气流量较大，可以利用较低温度的热气流进行干燥，降低热源的要求，降低成本。
26.进一步，步骤s1中、加热器形成的热气流的温度低于100℃。
27.使用低于100℃的气流，在1500~3000 m3/h的风量下，通过湍流干化器及气固分离器，可将含水率为25~75 wt%的生物质湿物料颗粒的出料含水率控制在10~20wt%，避免了温度过高导致生物质的营养成分被破坏导致丧失资源化利用价值的问题。
28.优选的，所述加热器以化石燃料燃烧进行加热。
29.优选的，所述加热器为天然气炉。天然气炉燃烧产热速度快，且成本较低，产生热气流污染小，对于生物质湿料影响小。
30.进一步，所述生物质湿料进料管路上连接物料储存器。所述物料储存器中存在待处理的生物质湿料，通过物料储存器缓存待处理生物质湿料，连续的将生物质湿料输送到所述生物质湿料进料管路中，然后由热气流驱动进入到湍流发生器。
31.进一步，步骤s1中，输入湍流发生器的生物质湿料含水率为25~75 wt%。
32.进一步，所述湍流发生器具有管状腔体，内部设置螺旋驱动结构，将生物质湿料打散成颗粒状，并向前驱动。打散成颗粒状的生物质湿料和热气流混合形成连续物料流。优选地，所述螺旋驱动结构是旋转刀片。
33.优选的，生物质湿料经过降粘打散，打散后的颗粒状生物质湿料粒径为2~5mm。湍流发生器将生物质湿料颗粒的粒径控制在2~5mm，降低了对风能需求，无需太大的热风即可实现生物质湿料快速传质输送，减小了脱水传质阻力和距离。
34.进一步，步骤s2中，湍流干化器中热气流量为1500~3000 m3/h，气流压力为15.0~25.0 kpa。在湍流干化器中，通过碰撞、离心、挤压、拉伸、湍流耦合作用，诱导生物质颗粒中的水分分离出来，经干化后得到的生物质干化颗粒的含水率为10~20wt%。部分热气流经过生物质湿料进料口连接的管路，驱动生物质湿料进入湍流发生器，可以实现生物质湿料的输入流量控制。
35.进一步，所述湍流干化器具有管状腔体，所述湍流干化器的管状腔体垂直或接近垂直状态布置。优选地，所述湍流干化器内部设置螺旋驱动结构，更优选地，所述螺旋驱动结构是旋转刀片。
36.颗粒状生物质湿料的干化在湍流干化器中进行干化，包括湍流发生器向湍流干化器输入颗粒状生物质湿料时的热气流，热气流和颗粒状的生物质湿料形成的连续物料流，同步向上运动。同时气流压力适宜，生物质颗粒料在气流湍流场内受到的高速剪切力和机械剥离作用，以及生物质颗粒自身在湍流场中拉伸、碰撞、挤压、离心以及热气流的加热作用下得以干化，对颗粒状生物质湿料发挥最大效力的干燥作用。
37.由于湍流干化器的湍流耦合作用力，热气流使生物质颗粒在湍流器内旋转的同时产生拉伸、碰撞、挤压、离心，诱导生物质颗粒中的水分迁，以较大热气流实现更强的湍流系数，生物质颗粒湿料湍流干化速度更快。
38.进一步，所述湍流干化器包括至少一级湍流干化器。优选的，包括两级以上的湍流干化器相互串联和/或并联设置。通过串联多级湍流干化器形成多次湍流干化效应，能有效提高生物质的干化效率。如果采用并联设置则可以进一步提升装置系统处理生物质湿料的能力。
39.进一步，步骤s3中，在气固分离器中，通过湍流分离作用使得生物质干化颗粒与气体分离，生物质干化颗粒由气固分离器底部进行收集，气体从气固分离器顶部进入脉冲袋式除尘器。
40.进一步，所述气固分离器包括至少两级串联的气固分离器。通过两级串联或多级串联气固分离器，能有效提高生物质的分离效率。
41.进一步，所述气固分离器包括至少两级并联的气固分离器。通过并联设置，提升气
固分离器的分离处理能力。
42.进一步，步骤s4中，所述袋式除尘器是脉冲袋式除尘器。脉冲式布袋除尘器通过脉冲气流作用，将进入的尾气进行除尘处理，排出洁净的尾气。 优选地，袋式除尘器包括多个，多个袋式除尘器相互串联或并联设置。
43.第二方面，本发明了的另一目的是提供一种实现上述生物质非相变干燥方法的装置系统，以便于更好的实现生物质非相变干燥技术的应用。
44.一种生物质非相变干燥装置系统，该装置系统包括依次串联的：引风机、加热器、湍流发生器、湍流干化器、气固分离器和除尘器。
45.所述引风机与加热器进气口相连，所述加热器的出气口通过两条管路连接至湍流发生器，其中一条管路上设置有生物质湿料进料口；装置系统还包括物料储存器，所述生物质湿料进料口连接物料储存器。
46.两条管路上设置流量调节阀，所述流量调节阀用于控制直接进入湍流发生器管路和连接有生物质湿料进料口的管路的风量分配比例。
47.本发明干燥装置系统利用热气流推动生物质湿料进入湍流发生器，通过发生器内产生的湍流耦合作用力使生物质湿料的粘度得以降低，解决了生物质高粘度团聚难以分散及后续干化中的粘壁堵塞问题。同时，湿物料也得以进一步打散，从而增强了物料在湍流干化器内的运动，使后续的干化效率得以提高。之后湿物料颗粒进入湍流干化器内保持湍流耦合作用力高速运动，使湿料离心、碰撞、拉伸并挤压，从而成功分离出水分，干化后得到的生物质更易于运输、储存以及便于资源化利用。整个装置系统具有处理能力强，系统稳定性好，即使生物质湿料性质发生一定波动，也能够保持良好的干燥处理效果。
48.进一步，所述引风机是低速风源，所述引风机与加热器进气口连接。通过引风机输入1500~3000 m3/h的风力，经过加热器生成热气流，进而推动生物质物料前进，为物料提供干化所需的动力。
49.进一步，所述加热器是以燃烧化石燃料产生热气流的燃烧炉。加热器与湍流发生器连接，为后续干化提供热量。优选的，所述加热器能够以较少的燃料进行燃烧，减少氧气消耗，排出热气流温度能够控制在100℃以下。
50.进一步，所述湍流发生器内部具有旋转刀片，能够打碎分散生物质湿料，配合热气流的湍流耦合作用力，将生物质湿料进行降粘打散，降粘打散后的生物质湿料的粘度降低、粒径变小得到颗粒状生物质湿料。
51.优选的，所述湍流发生器是卧式湍流发生器。优选地，所述湍流发生器水平或接近水平设置，生物质湿料进入湍流发生器以后，被湍流发生器内部的刀片打碎并向前驱动，同时配合热气流驱动，使得打碎的生物质湿料颗粒和热气流以混合流体状态进入湍流干化器。
52.优选地，所述湍流发生器是具有水平或接近水平设置的管路，管路内设置有旋转刀片。优选地，所述刀片旋转状态下的驱动方向为湍流发生器的出口，即湍流干化器入口方向。
53.进一步，所述湍流发生器具有两个入口：湍流发生器第一入口和湍流发生器第二入口，所述湍流发生器第一入口通过第一管路连接加热器出气口，所述湍流发生器第二入口通过第二管路连接加热器出气口；所述生物质湿料进料口连接在第一管路上。
54.湍流发生器第二入口连接的第二管路直接接收加热器的热气流，而湍流发生器第一入口通过第一管路的热气流则与生物质湿料混合后进入湍流发生器。第一管路的热气流推动生物质湿料运动进入到湍流发生器中部，然后生物质湿料在湍流发生器中通过湍流耦合力作用作用力将湿物料降粘打散为颗粒状生物质湿料，使得生物质的结合水和表面水的脱附过程得到强化，从而达到强化生物质干化的目的。
55.优选地，所述湍流发生器第二入口位于湍流发生器的前端。通过第二管路的热气流进入湍流发生器第二入口，进而和湍流发生器内部刀片搅拌破碎的生物质湿料相互混合，形成混合物料流。
56.进一步，所述湍流干化器是立式湍流干化器。优选地，湍流干化器具有管状腔体，所述湍流干化器的管状腔体垂直或接近垂直状态布置。
57.优选地，所述湍流干化器内部设置有螺旋刀片，所述螺旋刀片通过电机驱动。
58.通过湍流发生器的卧式与湍流干化器立式结构的组合，使得该设备干化生物质时，实现了对生物质处理量的调控，同时解决了现有生物质干化方法脱水困难、粘壁堵塞、营养物质流失、处理效率低下、处理量小及处理稳定性差等问题。
59.进一步，所述气固分离器是离心式分离器或惯性分离器。优选的，所述气固分离器包括至少一个串联的离心式分离器，如旋风分离器。利用湍流分离作用，使干化后的生物质在气流中失稳，进而快速分离开，生物质干化料从气固分离器的底端排出，尾气由气固分离器的顶端进入除尘器。优选地，所述气固分离器可以是多个串联和/或并联的气固分离器，实现更大的气固分离处理能力。
60.进一步，所述除尘器是脉冲袋式除尘器。脉冲袋式除尘器能够更好的分离气固分离器中未能够有效分离的粉尘，收集较轻的生物质粉末，清洁尾气从顶端排出，控制干化过程的粉尘污染。优选的，所述脉冲袋式除尘器设有过滤袋，进口气体在布袋过滤作用下，生物质残渣沉降至底部出口进行收集，除尘后气体由顶端出口排放。优选地，所述除尘器是多个串联和/或并联的脉冲袋式除尘器。
61.进一步，所述加热器、湍流发生器、湍流干化器、气固分离器、除尘器中的至少一种包括两个或两个以上的相同配置，并且相同配制采用串联或并联方式进行设置。可根据进料需要再并联或串联多个加热器、湍流发生器、湍流干化器、气固分离器、脉冲袋式除尘器，实现更大的（单位时间）处理能力或者更好的干燥处理效果。
62.优选的，所述加热器、湍流发生器、湍流干化器、气固分离器、脉冲袋式除尘器，可以是单个使用外也可并联或串联，串、并联数量可根据湿料的数量以及物料性质确定，串、并联组数可为两组及以上，最终由最后气固分离器排出的尾气通过脉冲袋式除尘器进行生物质粉尘收集，气体经顶端出口排放。
63.不同的生物质的组成成分、含水率以及有机质含量差异很大，使得现有的烘干技术处理不同酿造工艺的生物质较为困难。此外，大颗粒生物质还具有比表面积小、传质距离大，接触面积小以及风能不足等问题。通过本发明生物质干燥装置系统配制不同的单元结构，搭配形成不同的处理能力，使得装置系统能够满足多种不同的生物质处理要求。
64.第三方面，本发明提供上述干燥方法和装置系统的应用，满足不同的技术领域的应用需求。
65.上述一种生物质非相变干燥装置系统和/或一种生物质非相变干燥方法，在包括
食品、医药、化工或固废干化领域中的应用。
66.与现有技术相比，本发明的有益效果：1、本发明生物质非相变高效干燥方法，及干燥装置系统成套装备相对于现有的干化技术，利用湍流发生器的降粘打散可以降低风能与热能的消耗，降低生物质湿料的粘度与粒径，在1500~3000 m3/h的风量、低于100℃的温度条件下便可实现对生物质的高效干化。
67.2、本发明的一种生物质非相变高效干燥方法，及干燥装置系统，可采用设置多级湍流器，对含水率高的生物质湿料干化后的含水率控制到10~20wt%。
68.3、本发明生物质非相变高效干燥方法可以适用于含水率25~75 wt%的生物质干燥。含水率较高的生物质不利于运输储藏以及后续加工生产，这就使得生物质的资源化利用率大大降低。而通过湍流发生器处理，可以降低干化过程对热能的需求，再利用低耗湍流的方法，由于湍流场内生物质颗粒的碰撞、挤压、拉伸、离心使颗粒表面水分能迅速脱除，颗粒之间的碰撞挤压和热风的加热作用，使得生物质颗粒所含水分获得足够的离心力，进而从生物质颗粒中脱除。
69.4、本发明生物质非相变高效干燥装置系统，可以通过卧式湍流发生器及立式湍流干化器的组合，可实现生物质干化处理量的调控。整套干化工艺不破坏生物质营养成分、处理效率高、处理量大、运营成本低、设备维护便利且安全环保。
70.5、本发明生物质非相变高效干燥方法及干燥装置系统，具有不破坏营养成分、脱水率高、工艺流程简单、处理效率高、处理量大、可稳定连续处理及安全环保等优点，有效解决了现有干化技术中存在的问题。
附图说明
71.图1是本发明的一个优选实施方式中生物质非相变高效干化工艺流程图。
72.图2是本发明的一个优选实施方式中生物质非相变高效干化工艺设备外型图一。
73.图3是本发明的一个优选实施方式中生物质非相变高效干化工艺设备外型图二。
74.图4是本发明的一个优选实施方式中生物质非相变高效干化工艺设备外型图三。
75.图5是本发明的一个优选实施方式中生物质非相变高效干化工艺设备外型图四。
76.图6是本发明的一个优选实施方式中生物质非相变高效干化工艺设备外型图五。
77.图中标记：1-引风机，2-加热器，3-物料储存器，4-湍流发生器，5-湍流干化器， 6-气固分离器，6a-气固分离器底部生物质出口，7-脉冲袋式除尘器，7a-除尘器顶部尾气出口，7b-除尘器底部粉尘出口。
78.附图是用以提供对本发明的进一步理解的，它只是构成本说明书的一部分以进一步解释本发明，并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
79.下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。
80.以下结合附图对本发明进行如下详细说明，本发明给定的具体实施方案中能够达到目的和采用的特征将因此变得更加明。
81.实施例1如图1所示生物质非相变高效干化工艺流程图，是本发明的一个优选实施方式。首先，引风机将空气引入，风量为1500~3000 m3/h，通过加热器对空气进行加热，形成热气流，热气流温度在100℃以下。热气流和生物质一起进入湍流发生器进行降粘和打散，形成颗粒状生物质湿料。颗粒状生物质湿料和热气流一起进入湍流干化器，在湍流干化器中对生物质进行气体湍流旋转干化。利用湍流场中生物质受到的湍流耦合作用、生物质颗粒自身在湍流场中的拉伸、碰撞、挤压、离心以及热气流的加热，脱除生物质的水分。湍流干化器对颗粒状生物质湿料干燥完成后，得到生物质干化颗粒进入气固分离器中进行气固分离，由气固分离器的底流收集，气体由气固分离器的顶部尾气进入脉冲袋式除尘器中，利用脉冲袋式除尘器，将生物质粉尘从底流收集，洁净尾气由脉冲袋式除尘器顶部出口排放。
82.实施例2（装置系统）如图2至图6所示，是本发明的一个优选实施方式中生物质非相变高效干化工艺设备外型图。该生物质非相变干燥装置系统包括依次串联的：引风机1、加热器2、物料储存器3、湍流发生器4、湍流干化器5、气固分离器6和除尘器7。所述引风机1与加热器2进气口相连，所述加热器2的出气口通过两条管路连接至湍流发生器4，其中一条管路a设置有生物质湿料进料口，进料口连接物料储存器3。物料储存器3可以缓冲投料的生物质湿料，使之缓慢进入管路a和热气流按照适宜的速度进行干燥处理。
83.管路a连接至湍流发生器4中部，另一条管路b直接连接至湍流发生器4尾部。两条管路分别设置有流量阀（也可以只在其中一条设置流量阀，实现两条管路内热气流量比例控制），所述流量阀用于控制加热器出气口排出气体经过设有生物质湿料进料口的管路和直接进入湍流发生器4尾部的气体比例。
84.所述湍流发生器4为卧式设置的管状结构，内部设置有旋转刀片。所述湍流发生器4出口连接至湍流干化器5底侧进料口，所述湍流干化器5为立式设置管状结构，内部设置有旋转刀片。所述湍流干化器5顶部出口连接至气固分离器6，气固分离器6下部为生物质干化物料出口，上部为尾气出口，尾气出口连接至脉冲袋式除尘器7。所述袋式除尘器7顶部为干净尾气排放口，所述袋式除尘器7底部设有除尘器底部粉尘出口，将残余生物质粉尘收集。
85.湍流发生器4卧式设置，其旋转刀片快速将生物质湿料打散破碎成颗粒状，并驱动前进，和热气流形成连续物料流。热气流作为载气带动颗粒状生物质湿料，进入立式设置的湍流干化器5，一边由热气流驱动干燥，一边由立式设置的湍流干化器5内部的旋转刀片进一步破碎、打散、扰动形成强烈湍流作用，快速完成生物质湿料的干燥。干燥好的生物质颗粒料，重量减轻，被热气流湍流驱动上升，进入到气固分离器6中，完成分离回收得到干燥的生物质颗粒料。
86.以下为具体应用实施例，结合本发明的上述实施例1-2给定的工艺方法和装置系统，对不同的生物质原料进行加工处理，测试相关工艺方法的干燥效率。
87.实施例3（酒糟）应用实施例2记载的新型酒糟非相变高效干化装置，按照参考实施例1的工艺方法进行酒糟的干化，其具体运作过程及效果如下。
88.1.酒糟性质实验所用的酒糟，其含水率约为62.31wt%。
89.2.实施过程参照本发明实施例1的工艺方法实施，具体如下：待干化物料为酒糟，酒糟湍流干化和酒糟气流加速分选中气体选用空气。
90.s1、空气经过引风机1后进入加热器2产生热气流，将酒糟湿料送入湍流发生器4。加热器一部分热气流经第一管路和酒糟湿料一起进入湍流发生器，另一部分热气流经另一管路直接进入到湍流发生器4，两股热气流一起干燥酒糟。
91.s2、在湍流发生器4中，酒糟颗粒利用湍流耦合作用力，将酒糟湿料的粘度降低，同时伴有打散作用，得到了酒糟颗粒湿料，之后进入湍流干化器5中。
92.s3、在湍流干化器5中，在湍流场中的拉伸、碰撞、挤压、离心、湍流耦合作用力以及热气流对酒糟颗粒的加热，进行脱水干化，干化后送入气固分离器6。
93.s4、在气固分离器6中，干化酒糟由气固分离器6底流口收集，尾气由气固分离器6顶流口送入脉冲袋式除尘器7。
94.s5、在脉冲袋式除尘器7中，过滤后更轻的酒糟粉尘由脉冲袋式除尘器7的底流口收集，不含尘的气体经脉冲袋式除尘器7顶流口排放。
95.3.实施效果在引风机风量为2075 m3/h，热风温度为90 ℃的条件下经过一次湍流干化，酒糟的含水率可以从62.31 wt%降低到10.69 wt%，低耗下的干化效率证明了湍流自转以非相变的方式实现了酒糟中水分的干化，酒糟经过一次湍流干化后的含水率可以降低51.62 wt%，脱水率高达82.84%。
96.由此可见，本发明新型生物质非相变高效干化技术的创新性及使用效果在于：（1）通过湍流发生器器的湍流耦合作用力，将生物质湿料的粘度降低，同时伴有打散作用，增强生物质颗粒内部水分的传质，增加热气流的热传递效率，对后续的干化提供更好的条件。
97.（2）在温度适宜的热气流的带动下，利用生物质颗粒在湍流场内受到的湍流耦合作用力以及生物质颗粒自身在湍流场中的拉伸、碰撞、挤压、离心，促使生物质内水分脱除，热风的加热作用使生物质颗粒所含的水分运动，从而强化生物质的干化效率。
98.（3）在卧式湍流发生器及立式湍流干化器的组合下，实现了生物质干化处理量的调控。
99.（4）相比其他生物质干化方式干化效率更高、处理量大且不破坏营养成分。
100.实施例4（酒糟）类似于实施例3，设置专用于酒糟低耗高效脱水装置，参考实施例1工艺方法进行酒糟的脱水，其具体运作过程及效果如下。
101.1.酒糟性质实验所用的酒糟，其含水率约为61.24 wt%。
102.2.实施过程参照本发明方法实施，具体如下：本实施例中物料为酒糟，酒糟低耗湍流自转脱水和酒糟气流加速度分选中气体选
用空气。
103.s1、空气经过引风机1后进入加热器2产生热气流，将酒糟湿料送入湍流发生器4。加热器产生的热气流分成两部分，一部分经第一管路驱动酒糟湿料进入湍流发生器4，另一部分经第二管路直接输送到湍流发生器4的顶端。
104.s2、在湍流发生器4中，酒糟颗粒利用湍流耦合作用力，将酒糟湿料的粘度降低，同时伴有打散作用，得到了酒糟颗粒湿料，之后进入湍流干化器5中。
105.s3、在湍流干化器5中，在湍流场中的拉伸、碰撞、挤压、离心、湍流耦合作用力以及热气流对酒糟颗粒的加热，进行脱水干化，干化后送入气固分离器6。
106.s4、在气固分离器6中，干化酒糟由气固分离器6底流口收集，尾气由气固分离器6顶流口送入脉冲袋式除尘器7。
107.s5、在脉冲袋式除尘器7中，过滤后更轻的酒糟粉尘由脉冲袋式除尘器7的底流口收集，不含尘的气体经脉冲袋式除尘器7顶流口排放。
108.3.实施效果在引风机风量为1986 m3/h，热风温度为70℃的条件下经过一次湍流干化，酒糟的含水率可以从61.24 wt%降低到17.56 wt%.低耗下的干化效率证明了湍流自转以非相变的方式实现了酒糟中水分的离心干化，酒糟经过一次湍流干化后的含水率可以降低43.68 wt%，脱水率高达71.32 %。
109.实施例5（木屑）在一个木屑低耗高效脱水装置中，按照本发明方法和装置进行木屑的脱水，其具体运作过程及效果描述如下：1.木屑性质实验所用的木屑，其含水率约为32.24 wt%。
110.2.实施过程参照本发明方法实施，具体如下：本实施例中物料为木屑，木屑低耗湍流自转脱水和木屑气流加速度分选中气体选用空气。
111.s1、空气经过引风机1后进入加热器2产生热气流，将木屑湿料送入湍流发生器4。加热器产生的热气流分成两部分，一部分经第一管路驱动木屑湿料进入湍流发生器4，另一部分经第二管路直接输送到湍流发生器4的顶端。
112.s2、在湍流发生器4中，木屑颗粒利用湍流耦合作用力，将木屑湿料的粘度降低，同时伴有打散作用，得到了木屑颗粒湿料，之后进入湍流干化器5中。
113.s3、在湍流干化器5中，在湍流场中的拉伸、碰撞、挤压、离心、湍流耦合作用力以及热气流对木屑颗粒的加热，进行脱水干化，干化后送入气固分离器6。
114.s4、在气固分离器6中，干化木屑由气固分离器6底流口收集，尾气由气固分离器6顶流口送入脉冲袋式除尘器7。
115.s5、在脉冲袋式除尘器7中，过滤后更轻的木屑粉尘由脉冲袋式除尘器7的底流口收集，不含尘的气体经脉冲袋式除尘器7顶流口排放。
116.处理工艺参数及效果如下：在引风机风量为1638 m3/h，热风温度为80℃的条件下经过一次湍流干化，木屑的含水率可以从32.24 wt%降低到16.43 wt%.低耗下的干化效率
证明了湍流自转以非相变的方式实现了木屑中水分的离心干化，木屑经过一次湍流干化后的含水率可以降低15.81 wt%，脱水率高达49.04%。
117.实施例6（木屑）在一个木屑低耗高效脱水装置中，按照本发明方法和装置进行木屑的脱水，其具体运作过程及效果描述如下：1.木屑性质实验所用的木屑，其含水率约为28.27 wt%。
118.2.实施过程参照本发明方法实施，具体如下：本实施例中物料为木屑，木屑低耗湍流自转脱水和木屑气流加速度分选中气体选用空气。
119.s1、空气经过引风机1后进入加热器2产生热气流，将木屑湿料送入湍流发生器4。加热器产生的热气流分成两部分，一部分经第一管路驱动木屑湿料进入湍流发生器4，另一部分经第二管路直接输送到湍流发生器4的顶端。
120.s2、在湍流发生器4中，木屑颗粒利用湍流耦合作用力，将木屑湿料的粘度降低，同时伴有打散作用，得到了木屑颗粒湿料，之后进入湍流干化器5中。
121.s3、在湍流干化器5中，在湍流场中的拉伸、碰撞、挤压、离心、湍流耦合作用力以及热气流对木屑颗粒的加热，进行脱水干化，干化后送入气固分离器6。
122.s4、在气固分离器6中，干化木屑由气固分离器6底流口收集，尾气由气固分离器6顶流口送入脉冲袋式除尘器7。
123.s5、在脉冲袋式除尘器7中，过滤后更轻的木屑粉尘由脉冲袋式除尘器7的底流口收集，不含尘的气体经脉冲袋式除尘器7顶流口排放。
124.3.实施效果在引风机风量为1660 m3/h，在不加热的条件下经过一次湍流干化，木屑的含水率可以从28.27 wt%降低到20.96 wt%.低耗下的干化效率证明了湍流自转以非相变的方式实现了木屑中水分的离心干化，木屑经过一次湍流干化后的含水率可以降低7.31 wt%，脱水率高达 25.86 %。
125.实施例7（塔拉粉）在一个塔拉粉低耗高效脱水装置中，按照本发明方法和装置进行塔拉粉的脱水，其具体运作过程及效果描述如下：1.塔拉粉性质实验所用的塔拉粉，其含水率约为74.31 wt%。
126.2.实施过程参照本发明方法实施，具体如下：本实施例中物料为塔拉粉，塔拉粉低耗湍流自转脱水和塔拉粉气流加速度分选中气体选用空气。
127.s1、空气经过引风机1后进入加热器2产生热气流，将塔拉粉湿料送入湍流发生器4。加热器产生的热气流分成两部分，一部分经第一管路驱动塔拉粉湿料进入湍流发生器4，另一部分经第二管路直接输送到湍流发生器4的顶端。
128.s2、在湍流发生器4中，塔拉粉颗粒利用湍流耦合作用力，将塔拉粉湿料的粘度降低，同时伴有打散作用，得到了塔拉粉颗粒湿料，之后进入湍流干化器5中。
129.s3、在湍流干化器5中，在湍流场中的拉伸、碰撞、挤压、离心、湍流耦合作用力以及热气流对塔拉粉颗粒的加热，进行脱水干化，干化后送入气固分离器6。
130.s4、在气固分离器6中，干化塔拉粉由气固分离器6底流口收集，尾气由气固分离器6顶流口送入脉冲袋式除尘器7。
131.s5、在脉冲袋式除尘器7中，过滤后更轻的塔拉粉粉尘由脉冲袋式除尘器7的底流口收集，不含尘的气体经脉冲袋式除尘器7顶流口排放。
132.3.实施效果在引风机风量为2493 m3/h，热风温度为80℃的条件下经过一次湍流干化，塔拉粉的含水率可以从74.31 wt%降低到25.77 wt%.低耗下的干化效率证明了湍流自转以非相变的方式实现了塔拉粉中水分的离心干化，塔拉粉经过一次湍流干化后的含水率可以降低48.54 wt%，脱水率高达 65.32%。
133.实施例8（塔拉粉）在一个塔拉粉低耗高效脱水装置中，按照本发明方法和装置进行塔拉粉的脱水，其具体运作过程及效果描述如下：1.塔拉粉性质实验所用的塔拉粉，其含水率约为74.31 wt%。
134.2.实施过程参照本发明方法实施，具体如下：本实施例中物料为塔拉粉，塔拉粉低耗湍流自转脱水和塔拉粉气流加速度分选中气体选用空气。
135.s1、空气经过引风机1后进入加热器2产生热气流，将塔拉粉湿料送入湍流发生器4。加热器产生的热气流分成两部分，一部分经第一管路驱动塔拉粉湿料进入湍流发生器4，另一部分经第二管路直接输送到湍流发生器4的顶端。
136.s2、在湍流发生器4中，塔拉粉颗粒利用湍流耦合作用力，将塔拉粉湿料的粘度降低，同时伴有打散作用，得到了塔拉粉颗粒湿料，之后进入湍流干化器5中.s3、在湍流干化器5中，在湍流场中的拉伸、碰撞、挤压、离心、湍流耦合作用力以及热气流对塔拉粉颗粒的加热，进行脱水干化，干化后送入气固分离器6。
137.s4、在气固分离器6中，干化塔拉粉由气固分离器6底流口收集，尾气由气固分离器6顶流口送入脉冲袋式除尘器7。
138.s5、在脉冲袋式除尘器7中，过滤后更轻的塔拉粉粉尘由脉冲袋式除尘器7的底流口收集，不含尘的气体经脉冲袋式除尘器7顶流口排放。
139.3.实施效果在引风机风量为2478 m3/h，在不加热的条件下经过一次湍流干化，塔拉粉的含水率可以从74.31 wt%降低到51.58 wt%.低耗下的干化效率证明了湍流自转以非相变的方式实现了塔拉粉中水分的离心干化，塔拉粉经过一次湍流干化后的含水率可以降低22.73 wt%，脱水率高达 30.59 %。