专利名称：一种重力式生物质进料装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种重力式生物质进料装置，属于能源化工设备领域。
背景技术：
生物质能源是一种可再生的绿色能源，具有贮量大、无污染、CO2零排放等优点，开发利用前景广阔。近年来，很多研究者致力于农林生物质颗粒物的燃烧、液化和气化等工艺技术的研究和开发。生物质进料技术是各种生物质能源转化技术的基础和关键工艺之一， 往往决定着生物质转化的效率和后续工艺的稳定性，通常要求能够连续稳定的将生物质原料定量送入反应器中并保持良好的系统密封，以保证整个系统的稳定运行。现有的生物质进料器类型较多，如螺旋式进料器、振动式进料器、喷吹式气力输送进料器及转盘刮板式进料器等。由于大多生物质颗粒密度小、结构疏松、流动性差、易团聚等因素，从而引起进料搭桥、断料、物料结块和堵塞管道等现象。目前传统的进料器均在不同程度上存在着进料不稳定、不精确、易反喷等问题，究其原因，主要是由于进料器结构设计不合理，密封性能欠佳，导致反应器内气体逆进料方向流动、系统压力波动、原料在高温反应器进口提前炭化粘结等问题。因此，如何实现生物质颗粒的连续稳定进料，是当前众多生物质能开发利用研究者面临的难题。
发明内容
本发明的目的是提出一种重力式生物质进料装置，以解决现有生物质颗粒在连续稳定进料技术中存在的不足，使进料装置的物料适应范围广、进料连续稳定，而且可以大规模应用。本发明提出的重力式生物质进料装置，包括料仓、振动器、关风器、减速机、调频电机、反应器进料管道、进气管道和冷却夹套；所述的关风器同轴安装在料仓的下部，关风器通过所述的减速机由调频电机驱动；所述的振动器安装在料仓下部的外壁上，所述的反应器进料管道的上部与关风器下部相连通，反应器进料管道的下部倾斜后与反应器相连通， 反应器进料管道的下部与反应器的夹角为α =60° -75° ；所述的进气管道与反应器进料管道相连通；所述的冷却夹套包裹在反应器进料管道下部倾斜处的外壁上；所述的关风器内设有叶片和转轴，叶片安装在转轴上，转轴通过减速机与调频电机连动。上述进料装置中，所述的关风器内的叶片可以为4-8片。本发明提出的重力式生物质进料装置，与现有的进料装置相比，密封性能优良，既能够防止反应器内气体泄漏到上部料仓，同时又阻止外界空气进入反应器中，保持反应器内的惰性氛围，保证反应器内部反应的稳定性。本发明装置中料仓下端呈圆锥形，便于物料自动沉降，又通过开启外置振动器，有效解决物料搭桥问题，防止断料现象的产生，保证物料连续进入反应器中。本发明装置的物料通道底部配有冷却夹套，可有效防止物料在进料通道底部由于过热发生炭化导致结焦、粘结等现象。本发明装置采用机械进料与气力输送相结合的方式，可有效提高反应器进料管道内物料的流动性，避免物料在反应器进料管道内发生团聚堵塞现象。
图1是本发明提出的重力式生物质进料装置的结构示意图。图2是图1中A-A面的剖面图。图1和图2中，1是反应器进料管道，2是关风器，3是料仓，4是振动器，5是减速机，6是调频电机，7是观察孔，8是进气管道，9是手动阀，10是冷却夹套，11是反应器，12是叶片，13是转轴。
具体实施例方式本发明提出的重力式生物质进料装置，其结构如图1所示，包括料仓3、振动器4、 关风器2、减速机5、调频电机6、反应器进料管道1、进气管道8和冷却夹套10。关风器2 同轴安装在料仓3的下部，关风器2通过减速机5由调频电机6驱动。振动器4安装在料仓3下部的外壁上。反应器进料管道1的上部与关风器2的下部相连通，反应器进料管道 1的下部倾斜后与反应器11相连通，反应器进料管道1的下部与反应器11的夹角为α = 60° -75°。进气管道8与反应器进料管道1相连通。冷却夹套10包裹在反应器进料管道 1下部倾斜处的外壁上。冷却夹套内的冷却介质为水。冷却夹套可防止物料在反应器进料通道底部由于过热发生炭化导致结焦、粘结等现象，从而堵塞进料管道。关风器2的结构如图2所示，关风器2内设有叶片12和转轴13，叶片12安装在转轴13上，转轴13通过减速机5与调频电机6连动。关风器2内的叶片12可以为4-8片。本发明提出的重力式生物质进料装置中，反应器进料管道与关风器下部相连通处设置有观察孔7，观察孔可以为有机玻璃材质。进气管道8的下端设有手动阀9，手动阀的作用是需要从进气管道通入气体之前起密封作用。以下结合附图详细介绍本发明装置的工作原理。生物质物料由料仓3上方连续加入，冷却夹套10通入冷却水，由于装置刚启动时， 系统还没有产生反应尾气，因此先关闭手动阀9，防止反应器内气体逆进料方向从进气管道内流出。然后开启调频电机6和减速机5，关风器2的叶片12在转轴13的带动下在外壳内旋转，物料由料仓3落入到关风器2内，充塞在相邻叶片12之间的空格内，随着叶片12的旋转，叶片之间的空格对准关风器2的下部位置时，物料从关风器2下部卸出，落入反应器进料管道1中，物料在反应器进料管道1中的流动情况可从观察孔7进行观察，物料在重力作用下最终进入到反应器11中，待装置工作稳定后，打开手动阀9，同时进气管道8中通入反应过程中产生的尾气，用于辅助进料，以提高反应器进料管道内物料的流动性，避免物料在反应器进料管道内发生团聚堵塞现象。以下介绍
具体实施例方式实施例1:生物质原料为落叶松树种，含水率7. 8%，粒径0. 6-1. 2mm，进气管道气流量30L/ min，电机转速调整为5r/min。将上述落叶松物料加入料仓3，冷却夹套10通入冷却水，关闭手动阀9，然后开启变频电机6和减速机5，从上部料仓3落入的物料，充塞在关风器2相邻叶片12的空格内，随着叶片12旋转到下部位置而卸出落入到反应器进料管道1中，由反应器进料管道1进入到反应器中，待装置工作30min，打开手动阀9，同时进气管道8中通入反应过程中产生的尾气辅助进料。经称量计算得，该组参数下的进料速率为9. 6kg/h0改变电机转速为lOr/min时，进料速率为17. 2kg/h ；电机转速为15r/min时，进料速率为26. ^g/h ；电机转速为20r/min时，进料速率为49. lkg/h。实施例2:生物质原料为玉米秸秆，含水率为8. 3%，粒径0. 45-0. 9mm,进气管道气流量30L/ min,电机转速为5r/min时，进料速率为9. lkg/h ；电机转速为lOr/min时，进料速率为 16. ^ig/h ；电机转速为15r/min时，进料速率为26. 4kg/h ；电机转速为20r/min时，进料速率为 48. 7kg/h。
权利要求
1.一种重力式生物质进料装置，其特征在于该进料装置包括料仓、振动器、关风器、减速机、调频电机、反应器进料管道、进气管道和冷却夹套；所述的关风器同轴安装在料仓的下部，关风器通过所述的减速机由调频电机驱动；所述的振动器安装在料仓下部的外壁上， 所述的反应器进料管道的上部与关风器下部相连通，反应器进料管道的下部倾斜后与反应器相连通，反应器进料管道的下部与反应器的夹角为α =60° -75° ；所述的进气管道与反应器进料管道相连通；所述的冷却夹套包裹在反应器进料管道下部倾斜处的外壁上；所述的关风器内设有叶片和转轴，叶片安装在转轴上，转轴通过减速机与调频电机连动。
2.如权利要求1所述的进料装置，其特征在于其中所述的关风器内的叶片为4-8片。
全文摘要
本发明涉及一种重力式生物质进料装置，属于能源化工设备领域。进料装置包括料仓、振动器、关风器等。关风器同轴安装在料仓的下部，关风器通过减速机由调频电机驱动。振动器安装在料仓下部的外壁上。反应器进料管道的上部与关风器下部相连通，反应器进料管道的下部倾斜后与反应器相连通。关风器内设有叶片和转轴，叶片安装在转轴上，转轴通过减速机与调频电机连动。本进料装置，密封性能优良，既防止反应器内气体泄漏到上部料仓，又阻止外界空气进入反应器中，保证了反应器内部反应的稳定性。本进料装置采用机械进料与气力输送相结合的方式，可有效提高反应器进料管道内物料的流动性，避免物料在反应器进料管道内发生团聚和堵塞。
文档编号B01J4/00GK102513030SQ20121000518
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者任学勇, 司慧, 常建民, 张忠涛, 王文亮, 苟进胜, 车颜喆 申请人:北京林业大学