一种生物质干燥设备

1.本发明涉及生物质干燥技术领域，尤其涉及一种生物质干燥设备。


背景技术：

2.在21世纪，随着全球经济的快速发展和工业化进程的不断推进，世界能源消耗大幅度增加。生物质能源也随之蓬勃发展，日益成为新能源产业中不可或缺的一部分。我国生物能源发电量和生物燃料产量也在稳步提升。近年来，根据国际能源署的数据表明，生物质能源在世界范围内特别是中国具有极其光明的前景。虽然煤炭仍是主要能源，但是向着减煤去煤发展是主要趋势。
3.生物质能是一种无污染、零排放的可再生清洁能源。我国的生物质资源丰富，应用前景广阔。秸秆是最常用的生物质燃料之一，但其初始含水率便高可达50％以上，不利于其长期储存，也影响其燃烧效率，从而影响生物质利用效率。
4.现在干燥生物质的方法一般是利用专门的加热设备加热生物质，该加热设备需要耗费大量电能或生物质燃料，从而造成一定的能源浪费。再者，现有的电厂循环冷却水具有一定热量，但是都没有被利用，造成一定的能源浪费。
5.有鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种生物质干燥设备，利用了太阳光和电厂余热，提高了能源的综合利用效率。
7.为实现上述目的，本技术提供以下技术方案：
8.一种生物质干燥设备，包括：
9.塔体，所述塔体具有干燥腔；
10.盘管加热器，所述盘管加热器位于所述干燥腔内，所述盘管加热器连接于所述水源式热泵；
11.电厂冷却水循环管道，所述电厂冷却水循环管道连接于所述水源式热泵；
12.阳光导入系统，所述阳光导入系统设置于所述塔体上，所述阳光导入系统用于将照射于塔体表面的光线导入干燥腔内。
13.可选的，所述阳光导入系统包括集光器和漫射器，所述集光器位于所述塔体外部，所述漫射器设置于所述干燥腔内部，所述集光器和漫射器之间设置导光组件；
14.照射于集光器上的光线经所述导光组件传导至所述漫射器。
15.可选的，所述导光组件包括接光部和光纤，所述接光部位于所述集光器的集光端，所述光纤一端连接所述的接光部，另一端连接于所述漫射器；
16.照射于集光器上的光线聚集于所述接光部，经所述光纤传导至所述漫射器。
17.可选的，所述阳光导入系统包括包括多个集光器和多个漫射器，各集光器设置于所述塔体表面不同的位置，各漫射器均朝向所述盘管加热器设置。
18.可选的，生物质干燥设备包括风力发电装置，所述塔体顶部具有出风口，所述出风口连通所述干燥腔，所述风力发电装置设置于所述出风口上。
19.可选的，所述塔体包括主塔体和缩颈塔体，所述干燥腔包括设置于所述主塔体的第一干燥腔和设置于所述缩颈塔体的第二干燥腔，所述盘管加热器设置于所述第一干燥腔，所述缩颈塔体背离所述主塔体的一端设置所述出风口；
20.在由所述主塔体至所述出风口的方向上，所述第二干燥腔的横截面面积逐渐减小。
21.可选的，所述缩颈塔体的纵截面形状为双曲线。
22.可选的，生物质干燥设备还包括布袋除尘器和集尘装置；
23.在由所述主塔体至所述出风口的方向，所述集尘装置和所述布袋除尘器依次设置。
24.可选的，所述集尘装置包括集尘斗和灰尘输送装置；
25.所述集尘斗具有收集口和排放口，所述收集口位于所述布袋除尘器的下方，所述灰尘输送装置一端连接所述排放口，另一端延伸至所述塔体的外部。
26.可选的，生物质干燥设备还包括物料翻动装置，所述物料翻动装置延伸至所述干燥腔内。
27.通过采用上述技术方案，使得本发明具有以下有益效果：
28.本技术的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，充分利用了电厂区域范围内的资源，提高了能源的综合利用效率。
29.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
30.附图作为本技术的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：
31.图1是本技术实施例提供的生物质干燥设备的结构示意图；
32.图2是本技术实施例提供的生物质干燥设备的盘管加热器和水源式热泵配合结构示意图；
33.图3是盘管加热器的一种结构示意图；
34.图4是生物质干燥设备俯视局部示意图；
35.图5是本技术实施例提供的生物质干燥设备的阳光导入系统的结构示意图。
36.图中，1、塔体；11、主塔体；12、缩颈塔体；2、盘管加热器；3、水源式热泵；5、阳光导入系统；51、集光器；52、漫射器；53、接光部；54、光纤；6、风力发电装置；7、布袋除器；8、集尘装置；81、集尘斗；82、灰尘输送装置；9、物料翻动装置。
37.需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.参见图1至图5所示，本技术实施例提供一种生物质干燥设备，包括：塔体1、盘管加热器2、电厂冷却水循环管道(未图示)和阳光导入系统5。塔体1具有干燥腔。盘管加热器2位于所述干燥腔内，所述盘管加热器2连接于所述水源式热泵3。电厂冷却水循环管道连接于所述水源式热泵3。阳光导入系统5设置于所述塔体1上，所述阳光导入系统5用于将照射于塔体1表面的光线导入干燥腔内。
42.本技术的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，充分利用了电厂区域范围内的资源，提高了能源的综合利用效率。
43.该实施方案中，将生物质电厂循环冷却水作为热源，采用水源式热泵3产生稳定的60℃热水，供入盘管加热器2，将热量从生物质底部传递给生物质料层，生物质受热升温水分散发至周围空气当中。
44.盘管加热器2内部盘管可以通过盘型轨道的布置方式铺设，有助于生物质物料均匀受热。且在实际生产中盘管加热器2的管路排布方式可根据实际需要进行改动。实际管路连接并不仅限于附图所示，连接方式还可以做出不同的形式，均应包含在本发明的保护范围之内。
45.在一种可能的实施方案中，参见图5所示，阳光导入系统包括集光器51和漫射器52，所述集光器51位于所述塔体1外部，所述漫射器52设置于所述干燥腔内部，所述集光器51和漫射器52之间设置导光组件。照射于集光器51上的光线经所述导光组件传导至所述漫射器52，再由漫射器52照射于生物质上。生物质可以堆放于盘管加热器2上方，本发明利用生物质发电厂系统循环冷却水热量作为燃料底部干燥热源，利用太阳能作为生物质顶部干燥热源，显著提高了干燥效率。本技术的阳光导入系统5可以设置大量的集光器51，各集光器51均匀分布在塔体1的整个外壁上，以获取到更多的太阳能。且本技术仅将太阳光导入干燥腔内，并不转化太阳光为其他形式能源，避免了能源转化造成能量损失。
46.参见图5所示，在一种可能的实施方案中，所述导光组件包括接光部53和光纤54，所述接光部53位于所述集光器51的集光端，所述光纤54一端连接所述的接光部53，另一端连接于所述漫射器52。照射于集光器51上的光线聚集于所述接光部53，经所述光纤54传导至所述漫射器52。
47.集光器51利用透射和折射的原理将太阳光收集并会聚在一个较小的范围内，提高
太阳光功率密度，收集满足照度需求的阳光。收集到的阳光通过光纤54传光方式传输光能，根据需求将光能传输到漫射器52，再由漫射器52将传输至光纤54末端的阳光均匀高效地洒向室内的生物质物料表面。其中，集光器51可以为透明结构，具有聚光的作用，例如可以为凸透镜结构，将大面的太阳光集中在面积较小的接光部53上，接光部53可以为导光性能好的材料，接光部53具有接光面，太阳光照射于该接光面上，并进一步传导至光纤54。漫射器52具有将高密度太阳光分散的作用，例如，漫射器52可以为凹透镜，将高密度太阳光分散至生物质物料表面，达到均匀烘干的效果。
48.在一种可能的实施方案中，所述阳光导入系统包括包括多个集光器51和多个漫射器52，各集光器51设置于所述塔体1表面不同的位置，增大吸收太阳光的有效面积，例如各集光器51沿塔体1的圆周方向依次设置，各漫射器52均朝向所述盘管加热器2设置，且可以分别朝向盘管加热器2的不同位置上。通过合理布置各漫射器52的朝向，可以实现将阳光均匀高效地洒向室内的生物质物料表面上，达到全覆盖，均匀干燥的效果。
49.在一种可能的实施方案中，参见图1所示，生物质干燥设备包括风力发电装置6，所述塔体1顶部具有出风口，所述出风口连通所述干燥腔，所述风力发电装置6设置于所述出风口上。该实施方案中，盘管加热器2和阳光导入系统5加热生物质物料，在干燥腔内温度升高时，干燥腔内形成了上升的气流，并由出风口排出，风力发电装置6则利用该气流发电。生物质干燥设备可以包括多个风力发电装置6，从而组成了风力发电机集群。
50.在一种可能的实施方案中，所述塔体1包括主塔体11和缩颈塔体12，所述干燥腔包括设置于所述主塔体11的第一干燥腔和设置于所述缩颈塔体12的第二干燥腔，所述盘管加热器2设置于所述第一干燥腔，所述缩颈塔体12背离所述主塔体11的一端设置所述出风口。在由所述主塔体11至所述出风口的方向上，所述第二干燥腔的横截面面积逐渐减小。
51.在该实施方案中，第一干燥腔内用于放置生物质，而第二干燥腔则用于引导气体排出。本技术实施例中，生物质被加热后，空气受热膨胀密度降低，与塔外冷空气产生密度差，产生烟窗效应，使干燥腔内部空气自然向塔顶部流动，同时第二干燥腔的横截面面积逐渐减小形成了文丘里效应，使塔内气体流速提高，提供气固分离和风力发电所需能量。
52.在一种可能的实施方案中，缩颈塔体12的纵截面形状为双曲线。
53.该实施方案中，缩颈塔体12设计为双曲线塔式结构是因为双曲线型的自然通风效果最好。在阳光照射下，使得第一干燥腔内温度升高压强降低，空气由于高度产生的气压差自下而上流动。生物质物料表面的灰尘和水分随着这种向上气流流向设备上方，文丘里效应表现在受限流动在通过缩小的过流断面时，流体出现流速增大的现象，其流速与过流断面成反比。塔体中间的窄口可以增加气流流速，从而让生物质物料表面的灰尘和水分更快向上运输，从容提高其干燥效率。同时由于气流变大，风力变强，可以提高风力机的发电效率。
54.曲面的塔型中，旋转曲面是形状最简单的，为了便于施工，塔型选择横截面为圆的旋转曲面。中间收窄底部拓宽的设计使得在同样的面积下，进风口面积可以更大，有助于增加风量。最常用的建筑材料混凝土抗压强度高而抗拉性不足，本技术塔体顶部设计为双曲线结构有助于增加整体强度。因此，选用双曲线塔形是材料特性、优化设计和工程实践相互影响的最佳选择结果。
55.在一种可能的实施方案中，参见图1所示，生物质干燥设备还包括布袋除尘器7和
集尘装置8。在由所述主塔体11至所述出风口的方向，所述集尘装置8和所述布袋除尘器7依次设置。灰尘随着气流向上运动的路程中遇到布袋除尘器7，灰尘会附着在布袋除尘器7上，而清洁的空气会继续向上流动。
56.在一种可能的实施方案中，所述集尘装置8包括集尘斗81和灰尘输送装置82。所述集尘斗81具有收集口和排放口，所述收集口位于所述布袋除尘器7的下方，所述灰尘输送装置82一端连接所述排放口，另一端延伸至所述塔体1的外部。灰尘和干燥产生的水分由于受热升温而与空气一起向上流动，气流通过导流装置进入布袋除尘装置，进行气固分离，分离下的粉尘落入集尘斗81，由灰尘输送装置82运输出装置，干净的气流穿过布袋流入风力发电机集群装置。风力发电机集群利用布袋除尘器7出口流出的空气，推动风力发电机发电，并将电力供给设备自身使用，随后空气向上流出出风口。
57.在一种可能的实施方案中，生物质干燥设备还包括物料翻动装置9，所述物料翻动装置9延伸至所述干燥腔内。
58.在有太阳光的环境下，干燥腔内空气升温，空气受热膨胀密度降低，与塔外冷空气产生密度差，使空气自然向塔顶部流动，同时双曲线结构产生烟窗效应和文丘里效应，使塔内气体流速提高，提供气固分离和风力发电所需能量。生物质物料干燥时，生物质物料翻动装置9定时工作，犁动平铺在盘管加热器2上的生物质物料，便于其均匀受热。生物质料层翻动产生的粉尘和干燥产生的水分由于受热升温而与空气一起向上流动，气流通过上升进入布袋除尘装置，进行气固分离，分离下的粉尘落入集尘斗81，由灰尘输送装置82运输出设备，干净的气流穿过布袋流入风力发电机集群。利用布袋除尘器7出口流出的空气，推动风力发电装置，并将电力供给设备自身使用。例如可以提供物料翻动装置9旋转动力，随后空气向上流出塔体1顶部出风口。
59.而在针对无太阳光的环境，如夜晚或阴天情况，没有阳光照射至塔体1时，塔体1内部向上空气流是由双曲线结构产生的烟窗效应和文丘里效应产生，空气流速较低。由此上升气流带动的粉尘和水分较少，从而导致干燥效率较低。由于空气流速较低，风力发电机集群运转功率也会有所下降。在此条件下，本设备主要通过由生物质电厂循环冷却水作为热源，水源式热泵3产生稳定的60℃热水注入盘管加热器2对生物质物料进行干燥。
60.以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。