一种塔式生物质微波干燥和裂解设备的制作方法

1.本实用新型涉及微波干燥设备技术领域，尤其涉及一种塔式生物质微波干燥和裂解设备。


背景技术：

2.微波加热是一种内部加热的方法，它是使被加热物体置于高频电磁场中，吸收微波能量，并将其转化为热能的过程。相比于传统方法有直接与被加热物料作用的“体加热”特点，具有高效性、节能性、易控性等优势，省去了传统加热方式由于热传导带来的时间消耗，也省去了传导介质中的能量消耗，随着科学技术的不断发展，微波能作为一种高效的清洁能源被广泛应用到了化学工程与食品工程等领域。
3.相关技术中，隧道式微波加热装置是工业生成中最常用的在线微波加热装置，该装置一般由进料系统，传输系统，微波加热系统，出料系统以及排湿排气系统组成，可用于对物料进行干燥或加热。然而，由于加热装置内电磁场强度分布不均匀且待加热物料只往单一方向运动，这将会导致加热物料温度分布不均匀(严重时甚至会出现局部温度过高，烧毁反应物和微波反应器，引起爆炸，造成重大安全事故的情况，严重影响微波加热在工业上的应用)。此外，隧道式加热装置有大量微波能量分布于腔内非加热处，并未集中于待加热物料之上，加热效率不高，能量利用率偏低。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例提供一种塔式生物质微波干燥和裂解设备，旨在通过塔式生物质微波干燥和裂解设备在提高能量利用率的同时极大改善物料加热均匀性。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：
6.第一方面，本实用新型实施例提供了一种塔式生物质微波干燥和裂解设备，包括：
7.塔式微波加热单体，所述塔式微波加热单体包括塔体、搅拌装置和微波发射装置；
8.所述微波发射装置设置在所述塔体的顶部，所述搅拌装置设置在所述塔体的内部；
9.所述塔体的顶部还连接有进料管，所述塔体的底部连接有出料管；
10.排气系统，所述排气系统与所述塔式微波加热单体连接，用于排出塔体内的废气。
11.可选地，所述塔式微波加热单体至少有两个，所述塔式微波加热单体在竖直方向上排列，相邻两个塔式微波加热单体之间的进料管和出料管连通。
12.可选地，所述微波发射装置包括微波发生器和波导；
13.所述波导的顶部连接所述微波发生器，所述波导的底部与所述塔体的顶部连通。
14.可选地，所述波导的底部设置有波导口；
15.所述波导口与所述塔体的顶部连通，所述波导口由上到下逐渐增大；
16.所述波导口的底部设置有石英窗。
17.可选地，所述微波发射装置有多个，所述进料管和多个所述微波发射装置在所述
塔体的顶部均匀设置。
18.可选地，所述搅拌装置包括搅拌叶片和搅拌轴；
19.所述搅拌叶片设置在所述塔体的内部，所述搅拌轴与所述搅拌叶片连接，且所述搅拌轴伸出所述塔体并与传动装置连接。
20.可选地，所述搅拌叶片有多个，多个所述搅拌叶片在所述塔体的内部空间均匀分布。
21.可选地，同一个所述塔式微波加热单体上，沿所述搅拌叶片的搅拌方向，所述进料管与所述出料管相邻，且所述进料管位于所述出料管的前方。
22.可选地，所述排气系统包括排气主管和排气支管；
23.所述塔体内部通过所述排气支管与所述排气主管连通。
24.可选地，所述排气支管连接在所述塔体的顶部。
25.采用本技术提供的塔式生物质微波干燥和裂解设备，包括：塔式微波加热单体和排气系统，其中，塔式微波加热单体包括塔体、搅拌装置和微波发射装置，微波发射装置设置在塔体的顶部，搅拌装置设置在塔体的内部，塔体的顶部还连接有进料管，塔体的底部连接有出料管，排气系统与塔式微波加热单体连接，用于排出塔体内的废气。通过将加热单体设置为塔式微波加热单体包括塔体，且塔体的顶部还连接有进料管，塔体的底部连接有出料管，从而使需要被加热干燥的物料沿竖直方向从塔体的顶部进入，从塔体的底部输出，以便能够使需要被加热干燥的物料能够得到全方位的加热，从而得到较好的加热效果，微波发射装置设置在塔体的顶部，能够使整个塔体内得到更加均匀的微波分布，搅拌装置设置在塔体的内部，能够对进入塔体内的物料进行搅拌，使物料不仅有竖直方向上的运动，还有水平方向上的运动，从而得到更加均匀的加热效果，以便在提高能量利用率的同时极大改善物料加热均匀性。排气系统能够排出塔体内的废气，从而排出塔体内的水汽。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
27.图1是本实用新型实施例中一种塔式生物质微波干燥和裂解设备的正视结构示意图；
28.图2是本实用新型实施例中一种塔式生物质微波干燥和裂解设备的俯视结构示意图；
29.图3是本实用新型实施例中一种搅拌装置的俯视结构示意图。
30.附图标记说明：
31.1-塔式微波加热单体、2-排气系统、11-塔体、12-搅拌装置、13-微波发射装置、14-进料管、15-出料管、21-排气主管、22-排气支管、121-搅拌叶片、122-搅拌轴。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.相关技术中，隧道式微波加热装置是工业生成中最常用的在线微波加热装置，该装置一般由进料系统，传输系统，微波加热系统，出料系统以及排湿排气系统组成，可用于对物料进行干燥或加热。然而，由于加热装置内电磁场强度分布不均匀且待加热物料只往单一方向运动，这将会导致加热物料温度分布不均匀(严重时甚至会出现局部温度过高，烧毁反应物和微波反应器，引起爆炸，造成重大安全事故的情况，严重影响微波加热在工业上的应用)。此外，隧道式加热装置有大量微波能量分布于腔内非加热处，并未集中于待加热物料之上，加热效率不高，能量利用率偏低。
34.为克服上述问题，本技术提出一种塔式生物质微波干燥和裂解设备，旨在通过塔式生物质微波干燥和裂解设备在提高能量利用率的同时极大改善物料加热均匀性。
35.参考图1和图2，图1是本实用新型实施例中一种塔式生物质微波干燥和裂解设备的结构示意图，图2是本实用新型实施例中一种塔式生物质微波干燥和裂解设备的俯视结构示意图，如图1和图2所示，所述塔式生物质微波干燥和裂解设备，包括：
36.塔式微波加热单体1，所述塔式微波加热单体1包括塔体11、搅拌装置 12和微波发射装置13；
37.所述微波发射装置13设置在所述塔体11的顶部，所述搅拌装置12设置在所述塔体11的内部；
38.所述塔体11的顶部还连接有进料管14，所述塔体11的底部连接有出料管15；
39.排气系统2，所述排气系统2与所述塔式微波加热单体1连接，用于排出塔体11内的废气。
40.在本实施方式中，通过将加热单体设置为塔式微波加热单体1包括塔体 11，且塔体11的顶部还连接有进料管14，塔体11的底部连接有出料管15，从而使需要被加热干燥的物料沿竖直方向从塔体11的顶部进入，从塔体11 的底部输出，以便能够使需要被加热干燥的物料能够得到全方位的加热，从而得到较好的加热效果，微波发射装置13设置在塔体11的顶部，能够使整个塔体11内得到更加均匀的微波分布，搅拌装置12设置在塔体11的内部，能够对进入塔体11内的物料进行搅拌，使物料不仅有竖直方向上的运动，还有水平方向上的运动，从而得到更加均匀的加热效果，以便在提高能量利用率的同时极大改善物料加热均匀性。排气系统2能够排出塔体11内的废气，从而排出塔体11内的水汽，以得到较好的加热干燥效果。
41.基于上述塔式生物质微波干燥和裂解设备，本技术提供以下一些具体可实施方式的示例，在互不抵触的前提下，各个示例之间可任意组合，以形成一种新的塔式生物质微波干燥和裂解设备。应当理解的，对于由任意示例所组合形成的一种新的塔式生物质微波干燥和裂解设备，均应落入本技术的保护范围。
42.继续参考图1和图2，在一种可行的实施方式中，所述塔式微波加热单体1至少有两个，所述塔式微波加热单体1在竖直方向上排列，相邻两个塔式微波加热单体1之间的进料管14和出料管15连通。
43.在本实施方式中，塔式微波加热单体1至少有两个，塔式微波加热单体1在竖直方
向上排列，相邻两个塔式微波加热单体1之间的进料管14和出料管15连通，以便使物料能够通过多层塔式微波加热单体1的加热后在输出，从而得到更好的加热干燥效果。
44.在一种可行的实施方式中，所述微波发射装置13包括微波发生器和波导；
45.所述波导的顶部连接所述微波发生器，所述波导的底部与所述塔体11 的顶部连通。
46.在本实施方式中，微波发射装置13包括微波发生器和波导，其中，波导的顶部连接微波发生器，波导的底部与塔体11的顶部连通，微波发生器发出的微波通过波导传输至塔体11的内部，从而对物料进行微波加热干燥。
47.在一种可行的实施方式中，
48.所述波导的底部设置有波导口；
49.所述波导口与所述塔体11的顶部连通，所述波导口由上到下逐渐增大；
50.所述波导口的底部设置有石英窗。
51.在本实施方式中，波导的底部设置有波导口，波导口由上到下逐渐增大，具体地，波导口可为上小下大的喇叭口状，以便能够使微波扩散更加广泛，波导口的底部设置石英窗，石英窗能够透过微波，且石英窗能够避免废气进入波导口，避免水汽、腐蚀性物质、粉尘杂质等向上扩散腐蚀微波发射装置 13。
52.在一种可行的实施方式中，所述微波发射装置13有多个，所述进料管 14和多个所述微波发射装置13在所述塔体11的顶部均匀设置。
53.在本实施方式中，微波发射装置13有多个，进料管14和多个微波发射装置13在所述塔体11的顶部均匀设置，具体地，微波发射装置13可为一个、两个或两个以上，例如，若微波发射装置13为3个，则将塔体11的顶部平均分为4份大小相同的扇形，3个微波发射装置13和一个进料管14分别设置在一份扇形的顶部，从而能够使塔体11内的微波更加均匀，提高干燥效果。
54.参考图3，图3是本实用新型实施例中一种搅拌装置12的俯视结构示意图，在一种可行的实施方式中，所述搅拌装置12包括搅拌叶片121和搅拌轴122；
55.所述搅拌叶片121设置在所述塔体11的内部，所述搅拌轴122与所述搅拌叶片121连接，且所述搅拌轴122伸出所述塔体11并与传动装置连接。
56.在本实施方式中，搅拌装置12包括搅拌叶片121和搅拌轴122，搅拌叶片121设置在塔体11的内部，以便能够通过搅拌叶片121的转动而对物料进行搅拌，以提高物料的干燥效果。搅拌轴122与搅拌叶片121连接，且搅拌轴122伸出塔体11并与传动装置连接，传动装置带动搅拌轴122转动，进而通过搅拌轴122带动搅拌叶片121转动。当塔式微波加热单体1有多个时，多个塔式微波加热单体1的搅拌轴122可通过联轴器连接。
57.在一种可行的实施方式中，所述搅拌叶片121有多个，多个所述搅拌叶片121在所述塔体11的内部空间均匀分布。
58.在本实施方式中，搅拌叶片121有多个，多个搅拌叶片121在塔体11 的内部空间均匀分布，具体地，搅拌叶片121的数量可等于微波发射装置13 和进料管14的数量之和，也可不相等，多个搅拌叶片121能够使物料搅拌更加均匀。
59.在一种可行的实施方式中，同一个塔式微波加热单体1上，沿搅拌叶片 121的搅拌方向(即搅拌叶片121的旋转方向)，进料管14与出料管15相邻，由于进料管14和出料管15在
不同的水平面上，此处的相邻为进料管14 所在的轴线与出料管15所在的轴线相邻，且进料管14位于出料管15的前方(搅拌叶片121的旋转方向的前方)，从而能够使物料在从进料管14进入塔体11后，能够在搅拌叶片121的驱动下在塔体11内部运动足够长的时间(此种情况下，可运动接近一圈)，以便得到更好的干燥效果。
60.在一种可行的实施方式中，所述排气系统2包括排气主管21和排气支管22；
61.所述塔体11内部通过所述排气支管22与所述排气主管21连通。
62.在本实施方式中，排气系统2包括排气主管21和排气支管22，塔体11 内部通过排气支管22与排气主管21连通，以便塔体11内的废气等物质通过排气支管22进入排气主管21，进而排出，当塔式微波加热单体1有多个时，排气支管22有多根，每一个塔式微波加热单体1的塔体11通过一根排气支管22与排气主管21连通。
63.在一种可行的实施方式中，排气支管22连接在塔体11的顶部，以避免物料进入排气支管22而造成排气支管22堵塞。
64.基于上述实施例，参考图1至图3，以3层塔式微波加热单体 1为例，一种具体的塔式生物质微波干燥和裂解设备可为：塔式生物质微波干燥和裂解设备由进料口、出料口、微波发射装置13、搅拌叶片121和排气系统2组成。其中，微波发射装置13采用磁控管进行馈波，bj26波导进行传输，单塔体11的圆柱腔直径600mm，高度100mm；每层间距300mm；进料口、出料口内直径均为100mm。此外，为避免水汽、腐蚀性物质、粉尘杂质等向上扩散腐蚀设备、损坏装置系统，可在微波发射装置13底部添加一层石英窗。
65.在实际使用过程中，待加热物料从进料管14喂入塔体11，进入塔体11 的物料在微波发射装置13和搅拌叶片121的作用下一边加热一边搅拌，当物料被搅拌到出料管15后便落入下一层，重复之前的加热和搅拌过程，最后通过最底层的出料管15产出。
66.由于该塔式生物质微波干燥和裂解设备为周期结构(即各层结构相同)，为说明加热效果，我们可取一层进行仿真分析。其中，石英窗厚度12mm，待加热物料介电常数4-j*0.3，三个微波发射装置13发射功率各为1000w，加热时长60s。结果显示，各个端口微波反射系数s11小于-12db(即反射功率约为6％),物料温升明显，且加热较为均匀。
67.应当理解地，本技术说明书尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
68.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
69.以上对本技术所提供的一种塔式生物质微波干燥和裂解设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的
思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。