一种生物炭二级循环冷却系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种生物炭二级循环冷却系统，属于可再生能源技术领域，主要由传动装置（1）、密封装置（2）、进料装置（3）、循环水装置（4）、控制系统（5）、温度采集终端总成（6）组成，技术方案包括循环水装置（4）焊接在内筒壁外围，进料装置位于循环水装置（4）一侧，且与内外筒璧焊接，保证进料及水循环的密封性，内外筒壁之间焊接有不同相位的折流板（16），增加循环水与中间换热壁面的接触时间。传动装置（1）、密封装置（2）安装在系统两端，二者之间相隔一定距离，通过自然散热的方式防止传动装置因过热而运行异常，控制系统（5）连接温度采集终端总成（6）及对冷却装置进行调节。生物炭经进料装置（3）落入冷却系统，通过螺旋输送实现边输送边冷却。本实用新型解决了在生物质炭化生产过程中由于生物炭温度高的问题，缩短生产周期，适用于不同的生物质原料。本实用新型为推动我国炭化行业的发展提供了保障。
【专利说明】
一种生物炭二级循环冷却系统
技术领域
[0001]本实用新型属于可再生能源技术领域，具体涉及一种生物炭二级循环冷却系统，尤其是可实现高温生物炭边输送边冷却，同时进行数据采集并调控，适用于包括玉米芯、棉杆、玉米秸杆、花生壳、木质颗粒等各类原料生产的生物炭。
【背景技术】
[0002]开发农林剩余物利用的新途径、新技术、新设备对农林废弃物增值、农民增收、减少因露天焚烧带来的环境污染、发展新农村建设有着十分重要的意义。近几年，出现了生物质热解炭化装置，生物质在少氧或无氧的环境下闷烧，产物生物炭质地软、灰分低、燃烧反应性能好。直接撒到耕地表面或者掺入肥料中可以蓄肥、改良土壤、增加土壤活性等。
[0003]目前，生物质热解炭化装置中，普遍采用的是将高温生物炭直接输送到积炭箱，需要人工不断喷淋冷却来防止遇氧继续燃烧，工人工作环境恶劣，遇水后的生物炭需要自然晾干后才可以收集和打包运输，致使设备整体生产率受到了限制。因此，为了解决此类问题，设计一套适用于生物炭的冷却系统，直接将生产出来的高温炭经冷却后输送到收集地，既有利于工人的工作环境，又可缩短生产周期。
【发明内容】
[0004]为进一步提高生物炭整体生产率，本实用新型公开了一种生物炭二级循环冷却系统，由于采用双层冷却，有效增加了生物炭与循环水的换热时间，有利于设备换热效果的提高，在装置内外筒之间设置折流板，使循环水呈空间螺旋线形式，内、外筒壁均装有温度传感器，通过反馈机制调节控制阀门。操作简单，提高生产效率及能量回收率，适用于多种原料的生物炭冷却。
[0005]本实用新型为达到这一目的所采取的技术方案是:一种生物炭二级循环冷却系统，主要由传动装置、密封装置、进料装置、循环水装置、控制系统、温度采集终端总成组成，其特征在于循环水装置焊接在内筒壁外围，进料装置位于循环水装置一侧，传动装置、密封装置安装在系统两端，控制系统连接温度采集终端总成及对冷却装置进行调节。
[0006]所述的内筒体两端通过法兰连接沿轴向延长260_，传动装置装在延长部分的端部，密封装置设置在内筒体两端，传动装置、密封装置之间有一定间隔，高温炭产生的热量在密封装置作用下防止传动装置因过热损坏。
[0007]所述的传动装置中，电机链轮为主动链轮A，通过链条带动下层螺旋轴上的从动链轮B，主动链轮C与从动链轮B同轴心，与下层螺旋轴通过键连接，带动从动链轮D，进而带动上层螺旋轴与螺旋叶片转动，实现由一台变频电机驱动两层螺旋转动。
[0008]所述的进料装置包含在循环水装置内部，分别与内筒壁、外筒壁焊接，高温生物炭由进料装置进入冷却系统，在传动装置带动下先后在上下两层螺旋中进行输送和冷却。
[0009]所述的折流板呈圆环形，焊接在内筒壁，宽度与内筒壁、外筒壁之间间距相等，间距为100mm，厚度为3mm，折流板切口所在弦长等于外圆半径0.9-1.1倍，切口相位为90°，亦可选择60°、120°或180°，使循环水流动为空间螺旋状。
[0010]所述的四个阀门中，阀门1、阀门2分别安装在一层外筒壁右上方和左下方，阀门
3、阀门4分别安装在二层外筒壁左上方和右下方，四个阀门可以通过不同组合可实现二级顺流、二级逆流、或顺逆流。
[0011]所述的循环水装置中自吸水栗通过钢丝软管将循环水从贮水箱出水口抽出，通过阀门、涡轮流量计进入冷却系统，最终由回水口回到贮水箱，自吸水栗管道与贮水箱水管之间通过三通连接。
[0012]所述的温度采集终端总成由水温传感器、水温传感器支座、炭温传感器外部支座、炭温传感器内部支座、炭温传感器、组成。其中，外筒壁与水温传感器支座外围焊接，炭温传感器外部支座内圈、外围分别与内筒壁、外筒壁焊接，炭温传感器内部支座与内筒壁焊接，传感器通过螺纹配合与支座连接，保证各个通道的密封性。
[0013]所述的控制系统中，温度巡检仪连接水温传感器、炭温传感器，控制中心对温度巡检仪、涡轮流量计数据进行实时监测，并通过反馈控制机制调节变频器，进而对自吸水栗进出水流量进行控制。
[0014]具有以上特点的生物炭二级循环冷却系统所具有的优点如下:
[0015](I).本实用新型解决了冷却装置占地面积大的问题。由于从炭化炉出来的生物炭温度可达500°C-600°C，为了延长换热时间需要增加换热面积，导致装置太长，本实用新型采用两级冷却，生物炭由进料装置落入内筒，在螺旋叶片的带动下边输送边冷却。整体结构紧凑，拆装方面。
[0016](2).本实用新型提高了冷却效率。通过在内外筒壁之间设置有不同相位的折流板，使循环水进行空间式螺旋线流动，增加循环水与接触壁面的换热时间，同时，在上下层分别设置有进出水口，不同的连接方式实现不同的冷却方式，包括二级顺流冷却、二级逆流冷却以及顺逆流混合冷却，工作稳定可靠。
[0017](3).本实用新型实现了生产过程中的实时监测与控制。在内、外壁上设计有温度传感器，均匀分布，实时探测炭温及水温的变化情况，由反馈机制控制流量及转速。
[0018]【附图说明】:
[0019]图1为生物炭二级循环冷却系统安装示意图。
[0020]图2为传动装置链轮位置布局图。
[0021 ] 图3为进料装置示意图。
[0022]图4为折流板示意图。
[0023]图5为循环水装置示意图。
[0024]图6为温度采集终端总成图。
[0025]图7为控制系统示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图和实施例对本实用新型的具体结构和工作过程进行描述
[0027]如图1、如图2、如图3、如图4、如图5、如图6、如图7所示，I为传动装置、2为密封装置、3为进料装置、4为循环水装置、5为控制系统、6为温度采集终端总成、7为动链轮D，8为上层螺旋轴、9为从动链轮B，10为下层螺旋轴，11为下层螺旋轴，12为电机链轮，13为主动链轮C，14为内筒壁、15为外筒壁，16为折流板，17为折流板切口，18为阀I门，19为钢丝软管，20为三通，21为贮水箱，22为自吸水栗，23为涡轮流量计，24为阀门2，25为阀门3，26为阀门4，27为水温传感器，28为水温传感器支座，29为炭温传感器外部支座，30为炭温传感器内部支座，31为炭温传感器，32为温度巡检仪，33为控制中心，34为调节变频器。
[0028]进料装置3底边与内筒壁14焊接，中间与外筒壁15外围焊接，包含在循环水装置4内部，使高温生物炭由炭化炉落下时及时降温。同时，内筒体两端沿轴向延长260_，通过法兰连接传动装置，密封装置2设置在内筒体两端，传动装置1、密封装置2之间有一定间隔，防止传动装置I因过热损坏。
[0029]在内、外筒壁之间设计有折流板16，焊接于内筒壁14，折流板切口 17相位为90°，间距为100mm，厚度为3mm，折流板切口 17所在弦长等于外圆半径0.9-1.1倍，使循环水湍流增强，提高换热效率。
[0030]循环水装置中，阀门1、阀门2分别安装在一层外筒壁右上方和左下方，阀门3、阀门4分别安装在二层外筒壁左上方和右下方，四个阀门可以通过不同组合实现二级顺流、二级逆流、或顺逆流。
[0031 ] 循环水装置中自吸水栗通过钢丝软管19将循环水从贮水箱21抽出，通过阀门、涡轮流量计23进入冷却系统，最终由回水口回到贮水箱，自吸水栗管道与贮水箱水管之间通过三通连接。
[0032]控制控制系统5中，温度巡检仪32连接水温传感器27和炭温传感器31，控制中心33对温度巡检仪32、涡轮流量计23数据进行实时监测，通过反馈控制机制调节变频器34，进而对自吸水栗22进出水流量进行控制。
[0033]本实用新型结合图例说明如下:
[0034]实施例:对生物质成型燃料生产的生物炭进行冷却
[0035]采用本实用新型的生物炭二级循环冷却系统冷却成型燃料生物炭，生物炭由内加热连续式炭化装置生产。出料之前调节变频器，打开阀门使水通道充满水，且水处于循环状态。出料时打开出料口连接的出料关风器，生物炭由三通出料口落入冷却系统，由控装置中心监测面板显示采集到的水温、炭温，观察分析数据调节变频器及螺旋转速，达到冷却效果O
[0036]尽管参照较佳实施案例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种生物炭二级循环冷却系统，主要由传动装置(1)、密封装置(2)、进料装置(3)、循环水装置(4)、控制系统(5)、温度采集终端总成(6)组成，其特征在于循环水装置(4)焊接在内筒壁(14 )外围，进料装置(3 )位于循环水装置(4 ) 一侧，传动装置(I)、密封装置(2 )安装在系统两端，控制系统(5)连接温度采集终端总成(6)及对冷却装置(4)进行调节。2.根据权利要求1所述的一种生物炭二级循环冷却系统，其特征在于内筒体两端通过法兰连接沿轴向延长260_，传动装置(I)装在延长部分的端部，密封装置(2 )设置在内筒体两端，传动装置(1)、密封装置(2)之间有一定间隔，高温炭产生的热量在密封装置(2)作用下防止传动装置(I)因过热损坏。3.根据权利要求1或2所述的一种生物炭二级循环冷却系统，其特征在于传动装置(I)中，电机链轮(12)为主动链轮A，通过链条带动下层螺旋轴(11)上的从动链轮B (9)，主动链轮C (13)与从动链轮B (9)同轴心，与下层螺旋轴(10)通过键连接，带动从动链轮D (7)，进而带动上层螺旋轴(8)与螺旋叶片转动。4.根据权利要求1所述的一种生物炭二级循环冷却系统，其特征在于进料装置(3)包含在循环水装置(4)内部，分别与内筒壁(14)、外筒壁(15)焊接，入料口通过螺栓螺母与炭化装置的出料三通连接，高温生物炭由进料装置(3)进入冷却系统，在传动装置(I)带动下先后在上下两层螺旋中进行输送和冷却。5.根据权利要求1所述的一种生物炭二级循环冷却系统，其特征在于折流板(16)呈圆环形，焊接在内筒壁(14)，间距为100mm，厚度为3mm，宽度与内筒壁(14)、外筒壁(15)之间间距相等，折流板切口(17)所在弦长等于外圆半径0.9-1.1倍，切口相位为90°，亦可选择60°、120°或180°，使循环水流动为空间螺旋状。6.根据权利要求1或5所述的一种生物炭二级循环冷却系统，其特征在于阀门1(18)、阀门2 (26)分别安装在一层外筒壁(15-1)右上方和左下方，阀门3 (25)、阀门4 (24)分别安装在二层外筒壁(15-2)左上方和右下方，四个阀门通过不同组合可实现二级顺流、二级逆流或顺逆流。7.根据权利要求1或5所述的一种生物炭二级循环冷却系统，其特征在于循环水装置(4)中自吸水栗(22 )通过钢丝软管(19 )将循环水从贮水箱(21)抽出，通过阀门(18 )(或阀门(24)、阀门(25)、阀门(26))、涡轮流量计(23)进入冷却系统，自吸水栗(22)管道与贮水箱(21)水管之间通过三通(20 )连接。8.根据权利要求1所述的一种生物炭二级循环冷却系统，其特征在于温度采集终端总成(6 )由水温传感器(27 )、水温传感器支座(28 )、炭温传感器外部支座(29 )、炭温传感器内部支座(30 )、炭温传感器(31)组成，其中，外筒壁(15 )与水温传感器支座(28 )外围焊接，炭温传感器外部支座(29)内圈、外围分别与内筒壁(14)、外筒壁(15)焊接，炭温传感器内部支座(30)与内筒壁(14)焊接，传感器通过螺纹配合与支座连接。9.根据权利要求1或5所述的一种生物炭二级循环冷却系统，其特征在于控制系统(5 )中，温度巡检仪(32 )连接水温传感器(27 )、炭温传感器(31)，控制中心(33 )对温度巡检仪(32)、涡轮流量计(23)数据进行实时监测，并通过反馈控制机制调节变频器(34)，进而对自吸水栗(22 )进出水流量进行控制。
【文档编号】C10B39/02GK205420272SQ201520441908
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年6月25日
【发明人】姚宗路, 赵立欣, 丛宏斌, 孟海波, 霍丽丽, 李敏
【申请人】农业部规划设计研究院