專利名稱：一種重力式生物質進料裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種重力式生物質進料裝置，屬于能源化工設備領域。
背景技術：
生物質能源是一種可再生的綠色能源，具有貯量大、無污染、CO2零排放等優點，開發利用前景廣闊。近年來，很多研究者致力于農林生物質顆粒物的燃燒、液化和氣化等工藝技術的研究和開發。生物質進料技術是各種生物質能源轉化技術的基礎和關鍵工藝之一， 往往決定著生物質轉化的效率和后續工藝的穩定性，通常要求能夠連續穩定的將生物質原料定量送入反應器中并保持良好的系統密封，以保證整個系統的穩定運行。現有的生物質進料器類型較多，如螺旋式進料器、振動式進料器、噴吹式氣力輸送進料器及轉盤刮板式進料器等。由于大多生物質顆粒密度小、結構疏松、流動性差、易團聚等因素，從而引起進料搭橋、斷料、物料結塊和堵塞管道等現象。目前傳統的進料器均在不同程度上存在著進料不穩定、不精確、易反噴等問題，究其原因，主要是由于進料器結構設計不合理，密封性能欠佳，導致反應器內氣體逆進料方向流動、系統壓力波動、原料在高溫反應器進口提前炭化粘結等問題。因此，如何實現生物質顆粒的連續穩定進料，是當前眾多生物質能開發利用研究者面臨的難題。

發明內容
本發明的目的是提出一種重力式生物質進料裝置，以解決現有生物質顆粒在連續穩定進料技術中存在的不足，使進料裝置的物料適應范圍廣、進料連續穩定，而且可以大規模應用。本發明提出的重力式生物質進料裝置，包括料倉、振動器、關風器、減速機、調頻電機、反應器進料管道、進氣管道和冷卻夾套；所述的關風器同軸安裝在料倉的下部，關風器通過所述的減速機由調頻電機驅動；所述的振動器安裝在料倉下部的外壁上，所述的反應器進料管道的上部與關風器下部相連通，反應器進料管道的下部傾斜后與反應器相連通， 反應器進料管道的下部與反應器的夾角為α =60° -75° ；所述的進氣管道與反應器進料管道相連通；所述的冷卻夾套包裹在反應器進料管道下部傾斜處的外壁上；所述的關風器內設有葉片和轉軸，葉片安裝在轉軸上，轉軸通過減速機與調頻電機連動。上述進料裝置中，所述的關風器內的葉片可以為4-8片。本發明提出的重力式生物質進料裝置，與現有的進料裝置相比，密封性能優良，既能夠防止反應器內氣體泄漏到上部料倉，同時又阻止外界空氣進入反應器中，保持反應器內的惰性氛圍，保證反應器內部反應的穩定性。本發明裝置中料倉下端呈圓錐形，便于物料自動沉降，又通過開啟外置振動器，有效解決物料搭橋問題，防止斷料現象的產生，保證物料連續進入反應器中。本發明裝置的物料通道底部配有冷卻夾套，可有效防止物料在進料通道底部由于過熱發生炭化導致結焦、粘結等現象。本發明裝置采用機械進料與氣力輸送相結合的方式，可有效提高反應器進料管道內物料的流動性，避免物料在反應器進料管道內發生團聚堵塞現象。


圖1是本發明提出的重力式生物質進料裝置的結構示意圖。圖2是圖1中A-A面的剖面圖。圖1和圖2中，1是反應器進料管道，2是關風器，3是料倉，4是振動器，5是減速機，6是調頻電機，7是觀察孔，8是進氣管道，9是手動閥，10是冷卻夾套，11是反應器，12是葉片，13是轉軸。
具體實施例方式本發明提出的重力式生物質進料裝置，其結構如圖1所示，包括料倉3、振動器4、 關風器2、減速機5、調頻電機6、反應器進料管道1、進氣管道8和冷卻夾套10。關風器2 同軸安裝在料倉3的下部，關風器2通過減速機5由調頻電機6驅動。振動器4安裝在料倉3下部的外壁上。反應器進料管道1的上部與關風器2的下部相連通，反應器進料管道 1的下部傾斜后與反應器11相連通，反應器進料管道1的下部與反應器11的夾角為α = 60° -75°。進氣管道8與反應器進料管道1相連通。冷卻夾套10包裹在反應器進料管道 1下部傾斜處的外壁上。冷卻夾套內的冷卻介質為水。冷卻夾套可防止物料在反應器進料通道底部由于過熱發生炭化導致結焦、粘結等現象，從而堵塞進料管道。關風器2的結構如圖2所示，關風器2內設有葉片12和轉軸13，葉片12安裝在轉軸13上，轉軸13通過減速機5與調頻電機6連動。關風器2內的葉片12可以為4-8片。本發明提出的重力式生物質進料裝置中，反應器進料管道與關風器下部相連通處設置有觀察孔7，觀察孔可以為有機玻璃材質。進氣管道8的下端設有手動閥9，手動閥的作用是需要從進氣管道通入氣體之前起密封作用。以下結合附圖詳細介紹本發明裝置的工作原理。生物質物料由料倉3上方連續加入，冷卻夾套10通入冷卻水，由于裝置剛啟動時， 系統還沒有產生反應尾氣，因此先關閉手動閥9，防止反應器內氣體逆進料方向從進氣管道內流出。然后開啟調頻電機6和減速機5，關風器2的葉片12在轉軸13的帶動下在外殼內旋轉，物料由料倉3落入到關風器2內，充塞在相鄰葉片12之間的空格內，隨著葉片12的旋轉，葉片之間的空格對準關風器2的下部位置時，物料從關風器2下部卸出，落入反應器進料管道1中，物料在反應器進料管道1中的流動情況可從觀察孔7進行觀察，物料在重力作用下最終進入到反應器11中，待裝置工作穩定后，打開手動閥9，同時進氣管道8中通入反應過程中產生的尾氣，用于輔助進料，以提高反應器進料管道內物料的流動性，避免物料在反應器進料管道內發生團聚堵塞現象。以下介紹
具體實施例方式實施例1:生物質原料為落葉松樹種，含水率7. 8%，粒徑0. 6-1. 2mm，進氣管道氣流量30L/ min，電機轉速調整為5r/min。將上述落葉松物料加入料倉3，冷卻夾套10通入冷卻水，關閉手動閥9，然后開啟變頻電機6和減速機5，從上部料倉3落入的物料，充塞在關風器2相鄰葉片12的空格內，隨著葉片12旋轉到下部位置而卸出落入到反應器進料管道1中，由反應器進料管道1進入到反應器中，待裝置工作30min，打開手動閥9，同時進氣管道8中通入反應過程中產生的尾氣輔助進料。經稱量計算得，該組參數下的進料速率為9. 6kg/h0改變電機轉速為lOr/min時，進料速率為17. 2kg/h ；電機轉速為15r/min時，進料速率為26. ^g/h ；電機轉速為20r/min時，進料速率為49. lkg/h。實施例2:生物質原料為玉米秸稈，含水率為8. 3%，粒徑0. 45-0. 9mm,進氣管道氣流量30L/ min,電機轉速為5r/min時，進料速率為9. lkg/h ；電機轉速為lOr/min時，進料速率為 16. ^ig/h ；電機轉速為15r/min時，進料速率為26. 4kg/h ；電機轉速為20r/min時，進料速率為 48. 7kg/h。
權利要求
1.一種重力式生物質進料裝置，其特征在于該進料裝置包括料倉、振動器、關風器、減速機、調頻電機、反應器進料管道、進氣管道和冷卻夾套；所述的關風器同軸安裝在料倉的下部，關風器通過所述的減速機由調頻電機驅動；所述的振動器安裝在料倉下部的外壁上， 所述的反應器進料管道的上部與關風器下部相連通，反應器進料管道的下部傾斜后與反應器相連通，反應器進料管道的下部與反應器的夾角為α =60° -75° ；所述的進氣管道與反應器進料管道相連通；所述的冷卻夾套包裹在反應器進料管道下部傾斜處的外壁上；所述的關風器內設有葉片和轉軸，葉片安裝在轉軸上，轉軸通過減速機與調頻電機連動。
2.如權利要求1所述的進料裝置，其特征在于其中所述的關風器內的葉片為4-8片。
全文摘要
本發明涉及一種重力式生物質進料裝置，屬于能源化工設備領域。進料裝置包括料倉、振動器、關風器等。關風器同軸安裝在料倉的下部，關風器通過減速機由調頻電機驅動。振動器安裝在料倉下部的外壁上。反應器進料管道的上部與關風器下部相連通，反應器進料管道的下部傾斜后與反應器相連通。關風器內設有葉片和轉軸，葉片安裝在轉軸上，轉軸通過減速機與調頻電機連動。本進料裝置，密封性能優良，既防止反應器內氣體泄漏到上部料倉，又阻止外界空氣進入反應器中，保證了反應器內部反應的穩定性。本進料裝置采用機械進料與氣力輸送相結合的方式，可有效提高反應器進料管道內物料的流動性，避免物料在反應器進料管道內發生團聚和堵塞。
文檔編號B01J4/00GK102513030SQ20121000518
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者任學勇, 司慧, 常建民, 張忠濤, 王文亮, 茍進勝, 車顏喆 申請人:北京林業大學