一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机。所述干燥机包括热风干燥机主体、送料机、热风机和引风机，其特征在于：所述干燥机主体为底部呈倒锥形的竖向圆筒状，内由环形出料挡板分隔成下部的干燥流化腔和上部的出料腔，在干燥流化腔内设有搅拌装置，在出料腔上设有出料口，所述搅拌装置中央部位设有直立式热风管；在干燥机主体的下部设有布风器，所述布风器的内腔与干燥流化腔连通，布风器的进风口与热风风机连通，出风口通向干燥流化腔，在布风器的底部设有与干燥流化腔连通的除杂室。本实用新型能够快速、持续的进行生物质原料粉体料的自动干燥工作，提高了热交换效率与干燥速度，节省人力，降低生产成本。
【专利说明】一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，属于生物质能源利用领域。
【背景技术】
[0002]生物质通常情况下，都具有形状不一、含水量高低不等、含铁或石等杂物特点，所以使用前的预处理如破碎、烘干、筛分、除杂等都是生物质再利用中决定成败的关键性工序。
[0003]目前，我国生物质原料的烘干，主要使用滚筒干燥形式以如申请公布号为CN102967129A的“一种生物质烘干机”发明中所公布的滚筒烘干技术为主，这种技术是通过电机带一个机架上水平安装的转轴，转轴两端堆成安装有传动轮，并向外延伸位置对称有一对封头，在两个封头之间装有滚筒，外部接有一个用来提供热量的风管，热风进入后便将滚筒完全充满并对其进行加热，将生物质原料输送到滚筒中，在搅拌叶片的作用下生物质原料在输送过程中不停的翻转使之均匀受热进行烘干，由于该方法使热风与物料之间针对性的接触，热风通过热风管，物料在底部，水汽在滚筒上部运动，强化了传热过程，提高了烘干效率。
[0004]但是由于原料直接从进料口一直输送到出料口，中间无法回转，再加上不同生物质原料的含水率不同，所以小粒径的生物质原料在滚筒干燥中其输送速度更加难以掌握，如果速度比较慢，小颗粒生物质原料在高温环境下待得时间过长容易被氧化，氧化后的生物质原料便无法被再次利用；如果速度过快，便会导致生物质原料无法达到烘干效果，且不便于控制原料烘干后的含水率，往往需要多次烘干才能达到要求，浪费了时间和人力。而现有的旋转闪蒸干燥技术，如申请公布号CN103673556A中所公布的“一种新型旋转闪蒸干燥机”中，其虽可有效控制烘干程度，但不能适应生物质原料的固有特性，例如秸杆类生物质收集过程中含有砂石等杂物、林业加工剩余物类生物质其内可能铁钉砂石等等杂物，在烘干此类物料时，这些杂物便会在重力的作用下很快落入干燥机底部，造成堆积和堵塞。故旋转闪蒸技术一直未见在生物质能源领域中应用。
【发明内容】
[0005]本实用新型根据现有技术的不足提供了可以对于小颗粒的生物质原料进行自动烘干的分离干燥机，该分离干燥器采用自动控制，能够快速、持续的对生物质原料进行干燥，并能确保生物质原料烘干效果。
[0006]本实用新型提供的技术方案:所述一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，包括热风干燥机主体、设置在干燥机主体进料口的送料机、设置在干燥机主体的热风进口的热风机和设置在出风口的引风机，其特征在于:所述干燥机主体为底部呈倒锥形的竖向圆筒状，所述干燥机主体内由环形出料挡板分隔成下部的干燥流化腔和上部的出料腔，所述进料口设置在干燥流化腔上，在干燥流化腔内设有搅拌装置，在出料腔上设有出料口，所述搅拌装置中央部位设有直立式热风管，直立式热风管的出风口正对环形出料挡板的中央出料口 ；在干燥机主体的下部设有布风器，所述布风器的内腔与干燥流化腔连通，布风器的进风口通过热风输送管与热风风机连通，出风口通向干燥流化腔，在布风器的底部设有也与干燥流化腔连通的除杂室，在除杂室的底部设有除杂口，并在除杂口通过法兰密封连接有底至JHL ο
[0007]本实用新型进一步的技术方案:所述干燥机还包括控制器、设置在热风风机出风口的第一气体流量传感器、设置在引风机进风口的第二气体流量传感器、设置在干燥流化腔内的压力传感器和设置在出料腔出料口的温度传感器，第一、第二气体流量传感器、压力传感器和温度传感器的信号输出端均与控制器的信号出入端能连接，控制器的信号输出端分别与热风风机、引风机、送料机的信号控制端连接。
[0008]本实用新型进一步的技术方案:所述布风器为环绕在干燥流化腔外壁的270度圆环状腔体，该圆环形腔体无内表面，直接与干燥流化腔连为一体；所述布风器的进风端与热风输送管的出口成切线状连通，布风器的直径从进风口向出风口逐渐变小，高温热风在布风器内分布层螺旋状进入干燥流化腔内。
[0009]本实用新型较优的技术方案:所述搅拌装置由设置在干燥机主体底部的搅拌电机和设置在干燥流化腔内的搅拌器组成，所述直立式热风管设置在搅拌器的中央搅拌轴内，在中央搅拌轴下部设有与直立式热风管的连通进风管，所述进风管的进风口与布风器的出风口连通，在中央搅拌轴上分布有多个搅拌臂，每个搅拌臂的顶端安装有物料刮板，物料刮板与干燥流化腔的内壁之间的间距小于5_，并在搅拌过程中将粘覆在干燥流化腔内壁的生物质原料刮离；当干燥机还包括控制器时，所述控制器的信号输出端与搅拌电机的控制端连接。
[0010]本实用新型较优的技术方案:所述送料机由进料室、进料输送绞龙和进料绞龙控制电机组成；当干燥机还包括控制器时，所述控制器的信号输出端与进料绞龙控制电机的控制端连接。
[0011]本实用新型较优的技术方案:所述直立式热风管的进风口设置在下端，与布风器的出风口连通。
[0012]本实用新型较优的技术方案:所述环形出料挡板为锥形挡板，其锥形口与干燥机的内壁焊接。
[0013]本实用新型较优的技术方案:所述干燥机的出风口与出料口设置在同一位置。
[0014]本实用新型的有益效果:
[0015]1.干燥高效、快速。旋转闪蒸技术采用气固二相流，换热效率高，干燥时间短；
[0016]2.保证干燥后生物质原料的含水率均达到干燥要求；
[0017]3.具有除杂功能，本实用新型布风机底部部设有除杂槽，针对生物质原料特性，对其内部杂质进行储存，并可以定期或不定期清理砂石、金属等杂物，避免物料堆积和堵塞造成无法工作。
[0018]本实用新型的整个干燥系统之间紧密连接，相辅相成，能够快速、持续的进行干燥过程；系统中的流化、干燥、回收三个阶段全部在干燥机内完成，节省了空间的同时提升干燥效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型中干燥机的结构示意图；
[0020]图2是本实用新型中布风器的横向截面图；
[0021]图3是本实用新型干燥流化腔的结构示意图；
[0022]图4为本实用新型的电控点示意图；
[0023]图5是本实用新型的控制原理图。
[0024]图中:1一干燥机，1-1一干燥流化腔，1-2—出料腔，2—热风输送口，3—控制器，3-1—第一气体流量传感器，3-2—第二气体流量传感器，3-3—压力传感器，3-4—温度传感器，4一送料机，4-1 一进料室，4-2—进料输送绞龙，4-3—进料绞龙控制电机，5—物料输出管，6—引风机，7—搅拌装置，7-1—搅拌电机，7-2 —中央搅拌轴，7-3—搅拌臂，7-4—物料刮板，7-5一进风管,8一布风器，9一热风输送管，10一热风风机，11 一直立式热风管，12一环形挡料板，13—除杂槽。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1、4所示，所述一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，包括热风干燥机主体1、设置在干燥机主体I进料口的送料机4、设置在干燥机主体的热风进口的热风机10和设置在出风口的引风机6，所述出风口与物料出口为同一出口，均设置在干燥机的上部，然后依次经过外联的净化装置进行固气分离后，分成两条支路，一条通过出料管与卸料机构连接，另一条通过出风管与引风机6连接，在干燥机工作过程中，由引风机6和热风机10控制整个干燥机内的气流循环，保证干燥机内呈微负压状态。在干燥机I外设有保温层，用于稳定干燥机I内的温度，如图1所示，所述干燥机主体I为底部呈倒锥形的竖向圆筒状，锥底炉体结构可使用热风流通截面自下而上不断变化，底部与上部气速相对较大，中部气速相对较小，从而保障下部的大颗粒处于流化状态的同时，上部的小颗粒也处于流化状态；所述干燥机主体I内由环形出料挡板12分隔成下部的干燥流化腔1-1和上部的出料腔1-2，环形出料挡板12为锥形挡板，其锥形挡板与干燥机I的内壁焊接，中央部位为中央出料口 ；所述干燥机主体I的进料口设置在干燥机的干燥流化腔1-1上，出料口设置在出料腔1-2上，所述送料机4由进料室4-1、进料输送绞龙4-2和进料绞龙控制电机4-3组成，送料机4用于将原料密封送入干燥机I的干燥流化腔1-1中，原料在进入进料室后，直接通过进料输送绞龙将原料输送到干燥机的干燥流化腔内。
[0026]如图1所示，在干燥流化腔1-1内设有搅拌装置7，所述搅拌装置7中央部位设有直立式热风管11，直立式热风管11的出风口正对环形出料挡板12的中央出料口，用于将达到干燥要求后聚集在中间的物料吹入出料腔1-2内；如图3所示，所述搅拌装置7由设置在干燥机主体I底部的搅拌电机7-1和设置在干燥流化腔1-1内的搅拌器组成，所述直立式热风管11设置在搅拌器的中央搅拌轴7-2内，可以直接将中央搅拌轴设置层双层管状，其内层采用保温材料制备，便形成一根直立式热风管11，在外层焊接有多个搅拌臂7-3，每个搅拌臂7-3的顶端安装有物料刮板7-4，同一侧的物料刮板7-4连为一体，物料刮板7-4与干燥流化腔1-1的内壁之间的间距小于5mm，并在搅拌过程中将粘覆在干燥流化腔1_1内壁的生物质原料刮离，避免湿润的物料粘在干燥流化腔1-1的内壁，搅拌轴与炉体底部有良好的密封状态；在中央搅拌轴7-2下部设有与直立式热风管11的连通进风管7-5，所述进风管7-5的进风口与布风器8的出风口连通，将部分热风直接引入直立式热风管11内。所述控制器3的信号输出端与搅拌电机7-1的控制端连接，可以通过控制3来控制搅拌电机
7-1转动，从而控制搅拌速度。
[0027]如图1所示，在干燥机主体I的下部设有布风器8，布风器8的进风口通过热风输送管9与热风风机10连通，出风口通向干燥流化腔1-1，将热风输送到干燥流化腔1-1内。如图2所示，所述布风器8为环绕在干燥流化腔1-1外壁的270度圆环状腔体，该圆环形腔体无内表面，直接与干燥流化腔1-1连为一体；所述布风器的进风端与热风输送管9的出口成切线状连通，布风器8的直径从进风口向出风口逐渐变小，高温热风在布风器8内分布呈螺旋状进入干燥流化腔1-1内。在布风器8的底部设有也与干燥机主体I的内腔连通的除杂室13，在除杂室13的底部设有除杂口，并在除杂口通过法兰密封连接有底盖，热风中以及干燥机内的杂质在重力的作用下中沉降到除杂室13内，然后通过除杂室13底部的除杂口定期排出。
[0028]如图5所示，所述干燥机还包括控制器3、设置在热风风机10出风口的第一气体流量传感器3-1、设置在引风机6进风口的第二气体流量传感器3-2、设置在干燥流化腔1-1内的压力传感器3-3和设置在出料腔1-2出料口的温度传感器3-4，第一、第二气体流量传感器3-1、3_2、压力传感器3-3和温度传感器3-4的信号输出端均与控制器3的信号出入端能连接，控制器3的信号输出端分别与热风风机10、引风机6、进料绞龙控制电机4-3、搅拌电机7-1的控制端连接。第一气体流量传感器3-1检测热风风机10的风速，确保通过布风器进入干燥流化腔内的螺旋风速为30-60m/s ;第二气体流量传感器3-2检测引风机6的风速，并和干燥流化腔1-1内的压力传感器3-3共同监控引风机6，确保干燥流化腔在整个干燥流化过程中一直的处于负压状态，干燥机入口热风温度维持在200-350°C，干燥机腔内温度维持在120-180°C ;由于一般干燥装置是和其它的配套装置同步运行，所以会有一些外界因素影响干燥流化腔1-1内的压力状况，使其压力不能满足整个设备的，干燥流化腔1-1内的压力传感器便用于检测干燥流化腔内的压力状况，在干燥流化腔1-1内的压力状况没有满足事先计算设定的压力值时，便将信号反馈给控制器3，通过控制器对引风机6和热风风机10的风速进行调控，从而来改变干燥流化腔1-1内的压力状况，保证其压力值可以满足整个装备的正常使用。出料口的温度传感器3-4控制干燥物料出料温度为65-85°C，以确保进入净化机构的物料温度不高于85°C，避免对净化机构造成损坏，其温度调节主要是通过调节送料机的送料速度对干燥物料出口的出料温度进行控制，当出料温度较高，便可加快进料速度，增加干燥流化腔1-1内湿料，从而可以降低出料的温度，当温度较低，便可降低进料速度，减少湿料的输送，再加上干燥机I内的温度较高，便会快速的增加出料温度，一般控制在65-85 °C。
[0029]实施例:是在实际应用过程中，其具体步骤如下:
[0030](I)将破碎后粒径为l_5mm生物质物料通过螺旋输送送料机4在密封隔绝空气的条件下送入干燥机的干燥流化腔1-1内，同时通过热风输送装置向干燥流化腔1-1内输送螺旋温度为300±50°c的热风，并开启搅拌装置7，热风风机10将热风通过热风输送管9送入布风器8内，热风风机10的风速控制在18m/s以上，热风在布风器8中形成旋转风场，力口快了风速，使风速达到30-60m/s后进入干燥流化腔1-1内，在干燥流化腔1_1内形成高速气流；
[0031](2)湿润的物料在进入干燥流化腔1-1后由于自身的重力直接下落，在搅拌装置7的搅拌和热风形成高速气流作用下，湿润结块后的物料迅速被分散，以最大限度地增加物料单位体积内湿物料的表面积；同时进入干燥流化腔1-1内的热风也处于高湍动状态，很快达到气固混合，并形成绕中心轴线旋转的物料流化旋转流；在加上底部的倒锥结构，大大增加了气流速度，能保障块物料处于良好的流化状态而被热风包围；在此过程中，湿润的物料与热风之间也进行了传质传热的干燥过程，大部分水分被蒸发掉；
[0032](3)干燥流化腔1-1内的物料破碎后被来自底部高速旋转的热风流吹起，在干燥机I内形成一个相对稳定、旋转的流化层，含水率高，表面积小的物料密度大，在干燥流化腔1-1内会向下坠落，由于底部的气速高，下落到一定距离后下落速度为零，此时重力与浮力平衡，当物料受到进一步破碎和水分蒸发后浮力大于重力，物料便在气体的夹带下做螺旋上升运动，由于旋转半径和压力之间的关系是旋转半径越小，压力越低，所以在干燥流化腔1-1中心处，压力也最低，在搅拌臂7-3附近压力最大，对于小直径颗粒，由于压力随半径的增大而增大，径向压力分配不均，物料上升过程中粒径较小含水率低于8-12%的物料向中心运动，较大较湿的物料产生的离心力大而在外层靠近机壁，同时直立式热风管11向上吹出热风，便会将中央部位的物料从环形出料挡板12中央处的出料口吹入出料腔1-2内，然后在气流的带动下进入物料输出管5 ;靠近机壁的较大较湿的物料上升到环形出料挡板12的位置，便会直接被环形挡板12挡回干燥流化腔1-1内，继续干燥流化，直至满足要求后才能从中央位置进入出料腔1-2排除干燥机；
[0033](4)步骤(3)中干燥后物料和热风可一起通过物料输出管5进入固气分离和脱水处理，将净化后的干燥物料供下道工序使用。
[0034]上述干燥方法中热风风机10的风速通过第一气体流量传感器3-1控制，确保风量的充足，满足干燥机I内风速要求；引风机6的风速通过第二气体流量传感器3-2控制风速，再加上干燥流化腔1-1内压力传感器3-3同时控制引风机6的电机转速，确保整个系统处于微负压状态；在出料腔1-2的出料口设有温度传感器3-4，用来检测出料口物料的温度，并将信号传递给控制器，通过控制其对螺旋输送送料机转速的控制，来调节进料量，保障出口温度。
【权利要求】
1.一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，包括热风干燥机主体(I)、设置在干燥机主体(I)进料口的送料机(4)、设置在干燥机主体的热风进口的热风机(10)和设置在出风口的引风机￠)，其特征在于:所述干燥机主体(I)为底部呈倒锥形的竖向圆筒状，所述干燥机主体(I)内由环形出料挡板(12)分隔成下部的干燥流化腔(1-1)和上部的出料腔(1-2)，所述进料口设置在干燥流化腔(1-1)上，在干燥流化腔(1-1)内设有搅拌装置(7)，在出料腔(1-2)上设有出料口(5)，所述搅拌装置(7)中央部位设有直立式热风管(11)，直立式热风管(11)的出风口正对环形出料挡板(12)的中央出料口 ；在干燥机主体(I)的下部设有布风器(8)，所述布风器(8)的内腔与干燥流化腔(1-1)连通，布风器(8)的进风口通过热风输送管(9)与热风风机(10)连通，出风口通向干燥流化腔(1-1)，在布风器(8)的底部设有也与干燥流化腔(1-1)连通的除杂室(13)，在除杂室(13)的底部设有除杂口，并在除杂口通过法兰密封连接有底盖。
2.根据权利要求1所述的一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，其特征在于:所述干燥机还包括控制器(3)、设置在热风风机(10)出风口的第一气体流量传感器(3-1)、设置在引风机(6)进风口的第二气体流量传感器(3-2)、设置在干燥流化腔(1-1)内的压力传感器(3-3)和设置在出料腔(1-2)出料口的温度传感器(3-4)，第一、第二气体流量传感器(3-1、3-2)、压力传感器(3-3)和温度传感器(3-4)的信号输出端均与控制器(3)的信号出入端能连接，控制器⑶的信号输出端分别与热风风机(10)、引风机(6)、送料机(4)的信号控制端连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，其特征在于:所述布风器(8)为环绕在干燥流化腔(1-1)外壁的270度圆环状腔体，该圆环形腔体无内表面，直接与干燥流化腔(1-1)连为一体；所述布风器的进风端与热风输送管(9)的出口成切线状连通，布风器(8)的直径从进风口向出风口逐渐变小，高温热风在布风器(8)内分布呈螺旋状进入干燥流化腔(1-1)内。
4.根据权利要求1或2所述的一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，其特征在于:所述搅拌装置(7)由设置在干燥机主体(I)底部的搅拌电机(7-1)和设置在干燥流化腔(1-1)内的搅拌器组成，所述直立式热风管(11)设置在搅拌器的中央搅拌轴(7-2)内，在中央搅拌轴(7-2)下部设有与直立式热风管(11)的连通进风管(7-5)，所述进风管(7-5)的进风口与布风器(8)的出风口连通，在中央搅拌轴(7-2)上分布有多个搅拌臂(7-3)，每个搅拌臂(7-3)的顶端安装有物料刮板(7-4)，物料刮板(7-4)与干燥流化腔(1-1)的内壁之间的间距小于5_，并在搅拌过程中将粘覆在干燥流化腔(1-1)内壁的生物质原料刮离；当干燥机还包括控制器(3)时，所述控制器(3)的信号输出端与搅拌电机(7-1)的控制端连接。
5.根据权利要求1或2所述的一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，其特征在于:所述送料机⑷由进料室(4-1)、进料输送绞龙(4-2)和进料绞龙控制电机(4-3)组成；当干燥机还包括控制器(3)时，所述控制器(3)的信号输出端与进料绞龙控制电机(4-3)的控制端连接。
6.根据权利要求1或2所述的一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，其特征在于:所述直立式热风管(11)的进风口设置在下端，与布风器的出风口连通。
7.根据权利要求1或2所述的一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，其特征在于:所述环形出料挡板(12)为锥形挡板，其锥形口与干燥机(I)的内壁焊接。
8.根据权利要求1或2所述的一种旋转闪蒸式生物质粉体原料干燥机，其特征在于:所述干燥机的出风口与出料口(5)设置在同一位置。
【文档编号】F26B25/00GK203940692SQ201420402570
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】李学平, 黄传武, 李加文, 任龙 申请人:武汉海德新能源投资有限公司