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包括秸秆的生物质的链道式干燥和热解制油装置及系统

阅读:858发布:2023-01-23

专利汇可以提供包括秸秆的生物质的链道式干燥和热解制油装置及系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且包括秸秆的 生物 质 链道式干燥和 热解 制油装置及系统包括热发生系统,恒温空间、生物质油 净化 系统和控制系统的 机电一体化 成套设备;热发生系统包括加热炉、给料系统、至少一组链道换热器、 空气预热器 和尾气处理装置;恒温空间内的 温度 在80~900℃,恒温空间为周围设置耐热保温层的封闭壳体;每组链道换热器包括至少一道链索、驱动装置、 传热 壁、主动 链轮 和从动链轮;每道链索通过上行链道、下行链道、由主动链轮和从动链轮构成的转向链道后封闭;高含 水 率原料通过上行链道、下行链道作为水分 蒸发 段、热解气体蒸发段和高温段连续完成水分蒸发、热解,污 泥炭 的 粉碎 干燥或焚烧过程,可以满足原料干燥,制造可燃气体、 污泥 炭和 液体 燃料 的要求。,下面是包括秸秆的生物质的链道式干燥和热解制油装置及系统专利的具体信息内容。

1.包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置及系统,该系统包括链道式干燥和热解制油装置、空气预热器、废气处理装置、生物质油净化子系统和控制子系统,并综合成为机电一体化成套设备;其特征是,链道式干燥和热解制油装置包括热发生子系统、给料子系统、恒温空间、至少一组链道换热器;恒温空间是由立壁和上下封头构成的封闭壳体,恒温空间内的温度在80~900℃,壳体周围设置耐热保温层,该壳体的立壁的上部联结上封头;每组链道换热器包括至少一道链索、链索驱动装置、链索隔断屏、主动链轮和从动链轮,每道链索的主动链轮穿在同一个旋转轴上,每道链索的从动链轮穿在同一个旋转轴上;主动链轮和从动链轮分别以上下方向设置在恒温空间内,每道链索通过上行链道、下行链道、由主动链轮和从动链轮分别构成的转向链道后封闭;每组链道换热器的每道链索相互移动方向平行通过上行链道、下行链道、由主动链轮和从动链轮构成的转向链道后封闭;链道换热器的上行链道和下行链道的移动轴线可以倾斜,移动轴线与平线构成的倾斜¢1为15°~90°;主动链轮和从动链轮轴两端的轴承座分别固定在恒温空间的壳体上,主动链轮的轴与固定在恒温空间的壳体上的驱动机组的驱动轴联接,链索包裹在壳体的立壁内,在上行链道和下行链道之间设置链索隔断屏,链索隔断屏左右两个立侧的端面与加热立壁紧密联结,加热立壁利用连接件固定在壳体内;通过壳体立壁在下行链道的加热立壁中上部设置给料子系统的进料口;在包裹链道换热器的壳体的高温气流尾部设置废气排放口。
2.根据权利要求1所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置,其特征是,在下行链道两端的加热立壁侧上下方向至少设置一个蒸发气吸入口,在蒸发气吸入口连通气固绞龙分离器,气固绞龙分离器包括驱动装置、螺旋的绞龙和绞龙机筒,在绞龙机筒中设置至少一个无中心轴的绞龙,该绞龙旋转轴线与水平线平行,绞龙的连续螺旋叶轴心线是空腔,在螺旋叶上同一半径的圆周上均布系列通杆,通杆的轴线与绞龙的旋转轴线平行;绞龙机筒与无轴的绞龙啮合的横截面的圆周上设置轴向凹槽,绞龙机筒的横截圆与加热立壁相切部分开设轴向缝,该轴向缝就是蒸发气吸入口,轴向缝的开口设置在绞龙轴心的第三和第四象限和下行链道以内,轴向缝的上下两端与加热立壁上下端联接,轴向缝的开口的轴向至少设置一个绞龙托环,绞龙托环内弧面与绞龙滑动接触,绞龙托环的两端与轴向缝的开口端联结,引出恒温空间的绞龙机筒下部设置星型密封排渣;绞龙的轴与固定在恒温空间的壳体外的驱动装置的驱动轴联接;在绞龙机筒上部设置排气口。
3.根据权利要求2所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油的系统;其特征是,在绞龙机筒上部的排气口设置旋分离箱,旋风分离箱包括箱体、圆锥导流叶轮、进气口、出气口和驱动装置;在旋风分离箱的顶部中心设置轴承座,通过轴承座的圆锥导流叶轮的旋转轴铅直悬置在旋风分离箱的圆形进气口处的中心,圆锥导流叶轮的轴联结旋风分离箱体外的驱动装置的输出轴,旋转轴与旋风分离箱体之间设置密封件,旋风分离箱顶部设置蒸发气排出口,圆锥导流叶轮为公知的离心风机叶轮
4.根据权利要求1所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置,其特征是,本发明装置在恒温空间内设置多组链道换热器,将每两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器,每对相邻的链道换热器的上行链道相邻,该对链索的上行段均在相邻的链道换热器两个链索隔断屏构成的同一个链道中,链索在下行链道包覆在与壳体联接的各自的链索隔断屏和加热立壁中。
5.根据权利要求1所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置;其特征是,在恒温空间内设置的多组链道换热器,其中两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器,该对的链道换热器的下行链道的链索设置在另一组链道换热器的上行链道的——与壳体联接的链索隔断屏和加热立壁中构成的链道中。
6.根据权利要求1或4或5所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置,其特征是,在上行链道、下行链道的下部链索隔断屏和加热立壁的尾端设置开有筛孔或筛缝的蓖板,蓖板前后两端、左右的其中一端和与加热立壁联接,其余一端随下部转向链道延伸到上行链道,并将链索包覆其上。
7.根据权利要求1所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置;其特征是,所述的热发生子系统采用流体燃料燃烧器,燃气燃烧器设置在恒温空间的下部墙壁上,燃烧器的火焰喷射位置在上行链道侧,高温气体通过上行链道上部排出;各自的下行链道分离的部分固相通过链道分别滑落恒温空间下部的集渣锥斗中,在集渣锥斗底部设置螺旋出料器的绞龙,螺旋出料器的排料出口设置排料阀。
8.根据权利要求1所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置;其特征是,将两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器,多对链道换热器设置在壳体中,其中两对链道换热器相邻的下行链道之间设置一个加热通道,该加热通道上部墙壁上设置流体燃料的燃烧器,燃烧器的火焰喷射位置在上行链道侧,高温气体通过上行链道下端的转向链道,再经过下行链道从恒温空间的废气排放口排出。
9.根据权利要求1所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置;其特征是,在上行链道中链索伸出刮板侧至少设置一个拨杆,拨杆轴线与链索垂直,拨杆至少一端固定在加热立壁上,刮板上行时与拨杆相撞发生倾斜。
10.根据权利要求1所述的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油的系统;其特征是,所述的废气处理装置是将从废气排放口(1)排出恒温空间外的废气通过空气预热器加热助燃空气后,再进入气固分离器,气固分离器为旋风分离器或静电分离器或布袋除尘器中任何一种,或是它们的串联,气固分离器的排出口连通压气机的吸入口,压气机的高压排出口连通储气罐,储气罐设置供气阀和疏水阀。

说明书全文

包括秸秆的生物质的链道式干燥和热解制油装置及系统

技术领域

发明涉及一种高度含的粘稠和细粒物质的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置及系统,属于能源化工、再生资源和环保领域;本装置特别适用于污泥处置、河道疏浚泥浆处理、钻井泥浆处理、洗泥处理、生物质液化和畜禽养殖业污染物处置等项目。

背景技术

在现有的生物质热解后获得生物质的液化油的公知技术中一般采用流化床,循环流化床和旋转锥等裂解反应器。例如,生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置(CN1390915),生物质水解残渣制备生物油的方法(CN1385508),其技术均采用流化床作为热解反应器,其虽有优良的传热性能,但是由于使用的载气量大,在一定程度上影响了原料中能量物质的利用;旋转锥生物质热裂解制油反应器(US2002117390)的反应器不使用载气,生物质加热速度快,但是其转化效率受结构和操作方式影响而受限制,工业放大也受制约;汽爆秸秆发酵剩余物热解制备液体燃料的方法及装置(CN1800307A)利用热砂作为热载体,虽然加热速度较快,但是需要加热炉加热砂子,气固分离设备将砂子分离,还需要气固分离能较大的旋分离器和静电分离器进一步处理废气,流化床和砂载热体加热与分离工艺设备较多,废气处理容量较大都将造成投资增加,操作的难度增加。现行的生物质热解反应器还面临的以下难题都没有更好的解决:1、流化床反应器产出的可凝液化油的气体在高温区停留时间较长,二次反应严重,降低了收集率和油品质;2、颗粒停留时间较短,热解不充分,挥发成份转化率低;启动和停止系统困难,需要大量附加条件和辅料;3、工艺参数难以随机调整,运行状态参数波动对产品质量和回收率反应剧烈,不能适应工业规模放大,不能自动适应原料品质和物性参数的改变;4、对于含水率高的原料,在入口需要掺入(反混)已干燥的原料才能进入干化或焚烧或热解反应器,工艺复杂;5、原料在进入干化或热解反应器不能直接利用热发生子系统产生的温度较高的高位能流体,以避免对污泥发生过烧和结垢,甚至存在引起爆燃或爆炸的可能性,严重地影响了热能利用效率。
对于活性污泥的生物质热解制液化油的目的,由于其高度含水需要采用先干化设备脱除一定水分(例如,含水率<10%)后再进入热解装置。污泥中的有机物在50%左右,绝干的混合污泥的热值在24~29MJ/kg,从理论上在含水量低于70%以下才能利用自身持有的热值燃烧,如果脱除水分则是较好的燃料,并能产生富裕的热量;但是回转窑、转盘燃烧炉、流化床等等现有的污泥干化或焚烧设备,由于污泥的含水率高、粘度大和结垢严重的特点,设备的效率低,体积庞大,工艺复杂,投资很高,并需要脱水大量的水分才能作为原料进行处理,而且在干化过程难免产生的污泥粉尘很容易爆炸,我们尚没见到本发明的利用秸秆生物质的热解制液化油的工业规模的技术装备的报道。

发明内容

针对以上种种缺陷,在满足低能耗、低投资、高效率的前提下,本发明提出了解决存在问题的包括活性污泥的生物质链道式干燥和热解制油装置及系统的技术方案。
包括秸秆和活性污泥的生物质链道式干燥和热解制油装置及系统是以如下技术方案实现的:该系统包括链道式干燥和热解制油装置、空气预热器、废气处理装置、生物质油净化子系统和控制子系统,并综合成为机电一体化成套设备;其特征是,链道式干燥和热解制油装置包括热发生子系统、给料子系统、恒温空间、至少一组链道换热器;恒温空间是由立壁和上下封头构成的封闭壳体,恒温空间内的温度在80~900℃,壳体周围设置耐热保温层,该壳体的立壁的上部联结上封头;每组链道换热器包括至少一道链索、链索驱动装置、链索隔断屏、主动链轮和从动链轮,每道链索的主动链轮穿在同一个旋转轴上,每道链索的从动链轮穿在同一个旋转轴上;主动链轮和从动链轮分别以上下方向设置在恒温空间内,每道链索通过上行链道、下行链道、由主动链轮和从动链轮分别构成的转向链道后封闭;每组链道换热器的每道链索相互移动方向平行通过上行链道、下行链道、由主动链轮和从动链轮构成的转向链道后封闭;链道换热器的上行链道和下行链道的移动轴线可以倾斜,移动轴线与水平线构成的倾斜¢1为15°~90°;主动链轮和从动链轮轴两端的轴承座分别固定在恒温空间的壳体上,主动链轮的轴与固定在恒温空间的壳体外的驱动机组的驱动轴联接,链索包裹在壳体的立壁内,在上行链道和下行链道之间设置链索隔断屏,链索隔断屏左右两个立侧的端面与加热立壁紧密联结,加热立壁利用连接件固定在壳体内;通过壳体立壁在下行链道的加热立壁中上部设置给料子系统的进料口;在包裹链道换热器的壳体的高温气流尾部设置废气排放口。
链道换热器的上行链道和下行链道的移动轴线在热解气体蒸发段适当倾斜或弯曲有利于热解气体从污泥炭中析出。可以利用恒温空间的立壁代替加热立壁,这将使设备结构简化,重量减轻,但是制造工艺复杂,加热立壁的热变形对承压的恒温空间的立壁施加影响。
链道换热器的链索有很多公知技术;作为优选方案,建议采用钩式链节的链索,详见本人另案提出的专利申请《高强度钩式链节的链索及其刮板组件》,现仅在实施例中列举该申请专利装置的其中一个简单的实施例;采用钩式链节很容易拆装,钩式链节的拉杆91、钩头96和尾杆89构成近似拖盘的形状,该拖盘的大面积平面与链索隔断屏8平行,所以钩式链节和刮板组件的结合特别有利于使原料高效移动,可起到搅拌和磨碎,防止结团的作用;刮板设置条缝结构一方面可以减轻链索承载重量,加大与原料接触的传热面积,另外有利于热解气体从污泥炭中析出,还利于污泥炭化后在热发生子系统中燃烧。
仅作为公开的进一步优选方案,在链索隔断屏上与每道连索滑动接触表面的两侧设置导槽的凸条,凸条轴线与移动方向平行,每道连索与导槽底部的表面滑动接触,该接触表面喷涂耐磨合金。该导槽形式使每道连索便于安装和维修,还有利于增加传热效率。每个刮板伸出的舌头端的表面喷涂耐磨合金或采用镶嵌耐磨合金条。
作为推荐方案,在下行链道两端的加热立壁侧上下方向至少设置一个蒸发气吸入口,在蒸发气吸入口连通气固绞龙分离器,气固绞龙分离器包括驱动装置、螺旋的绞龙和绞龙机筒,在绞龙机筒中设置至少一个无中心轴的绞龙,该绞龙旋转轴线与水平线平行,绞龙的连续螺旋叶轴心线是空腔,在螺旋叶上同一半径的圆周上均布系列个通杆,通杆的轴线与绞龙的旋转轴线平行;绞龙机筒与无轴的绞龙啮合的横截面的圆周上设置轴向凹槽,绞龙机筒的横截圆与加热立壁相切部分开设轴向缝,该轴向缝就是蒸发气吸入口,轴向缝的开口设置在绞龙轴心的第三和第四象限和下行链道以内,轴向缝的上下两端与加热立壁上下端联接,轴向缝的开口的轴向至少设置一个绞龙托环,绞龙托环内弧面与绞龙滑动接触,绞龙托环的两端与轴向缝的开口端联结,引出恒温空间的绞龙机筒下部设置星型密封排渣;绞龙的轴与固定在恒温空间的壳体外的驱动装置的驱动轴联接;在绞龙机筒上部设置排气口。
作为进一步推荐的优选方案,在绞龙机筒上部的排气口设置旋风分离箱,旋风分离箱包括箱体、圆锥导流叶轮、进气口、出气口和驱动装置;在旋风分离箱的顶部中心设置轴承座,通过轴承座的圆锥导流叶轮的旋转轴铅直悬置在旋风分离箱的圆形进气口处的中心,圆锥导流叶轮的轴联结旋风分离箱体外的驱动装置的输出轴,旋转轴与旋风分离箱体之间设置密封件,旋风分离箱顶部设置蒸发气排出口,圆锥导流叶轮为公知的离心风机叶轮。蒸气从轴向缝的蒸发气吸入口通过连续螺旋叶径向进入连续螺旋叶形成的螺旋通道,蒸汽密度较小的物质在离心力的作用下向连续螺旋叶轴心线移动,气流通过轴心线空腔、导流板切向进入旋风分离箱、蒸发气排出口排出恒温空间;蒸汽中密度较大的物质在离心力的作用下向连续螺旋叶与绞龙机筒之间的凹槽移动,贴敷在绞龙机筒上的重物质和旋风分离箱中的沉淀物在旋转的绞龙与凹槽相互作用下返回链道中,链索将其带走。
作为上述推荐方案的进一步扩展,在恒温空间内压力不足时,旋风分离箱顶部中心的排气口与引风机的进气口连通。
其中有的蒸发气吸入口作为水蒸气吸入口,有的蒸发气排出口作为生物质油净化系统的热解气体吸入口,热解气体吸入口与下行链道下端口之间为热解气体蒸发段,最上侧的热解气体的气排出口与下行链道上端口之间为水分蒸发段。
在水分蒸发段利用该蒸发气吸入口排除水蒸气时,由于能够单独、快速将水蒸气在低温度状态下引出不仅有利于节约能源,水蒸气或凝结水还可以回收利用;当然如果将水蒸汽在较高温度状态下引出的其回收利用的可能性增加;在热解气体蒸发段利用该蒸发气吸入口排除热解气体时,由于能够单独、快速将水蒸气在低温度状态下引出不仅有利于节约能源,而且使热解气体迅速脱离高温区,防止二次反应,提高生物油的产率。
作为可选方案,本发明装置在恒温空间内设置多组链道换热器,将每两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器,每对相邻的链道换热器的上行链道相邻,该对链索的上行段均在相邻的链道换热器两个链索隔断屏构成的同一个链道中,链索在下行链道包覆在与壳体联接的各自的链索隔断屏和加热立壁中。设置多组链道换热器可以减小单位产量的体积,提高效率,降低运行成本和投资。
作为可选方案,在恒温空间内设置的多组链道换热器,其中两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器,该对的链道换热器的下行链道的链索设置在另一组链道换热器的上行链道的——与壳体联接的链索隔断屏和加热立壁中构成的链道中。
作为优选方案,本发明装置在上行链道、下行链道的下部链索隔断屏和加热立壁的尾端设置开有筛孔或筛缝的蓖板,蓖板前后两端、左右的其中一端和与加热立壁联接,其余一端随下部转向链道延伸到上行链道,并将链索包覆其上。设置开有筛孔或筛缝的蓖板起到对污泥炭破碎达到粒度均化的作用,粒度均化后的污泥炭燃烧更迅速,更稳定,燃烧热能利用效率进一步提高。
仅作为公开的优选方案,热发生子系统采用流化床加热炉,流化介质为空气;流化床加热炉包括炉底板炉膛、配风室和燃料系统;炉膛的空间就是在链道换热器的上行链道作为燃烧室;在炉膛底板下设置配风室,在炉膛底板上设置一系列风帽,风帽连通配风室,配风室连通一次风口;炉膛中上部设置二次风口21;配风室设置的一次风口连通送风机,燃料系统包括进燃料子系统和进备用燃料子系统,进燃料子系统是在下行链道下端尾部的转向链道下面包覆导板,该导板为蓖板,该燃料是下行链道的链索向下移动时刮板带出来的干燥物料,刮板使物料从导板的开口端进入炉膛中;进备用燃料子系统的燃烧器设置在燃烧室的下部。
作为热发生子系统的另一种推荐方案,热发生子系统可以采用流体燃料的燃烧器,燃气燃烧器设置在恒温空间的下部墙壁上,燃烧器的火焰喷射位置在上行链道侧,高温气体通过上行链道上部排出;各自的下行链道分离的部分固相通过链道分别滑落恒温空间下部的集渣锥斗中,在集渣锥斗底部设置螺旋出料器的绞龙,螺旋出料器的排料出口设置排料阀。
作为推荐方案,将两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器,多对链道换热器设置在壳体中,其中两对链道换热器相邻的下行链道之间设置一个加热通道,该加热通道上部墙壁上设置流体燃料的燃烧器,燃烧器的火焰喷射位置在上行链道侧,高温气体通过上行链道下端的转向链道,再经过下行链道从恒温空间的废气排放口排出。在上述位置设置流体燃料的燃烧器,特别是采用两对以上链道换热器,该燃烧器设置在两个链道换热器的下行链道的下部链索隔断屏之间,燃烧器的热能可以增加对水分蒸发段、热解气体蒸发段热能供给,该燃烧器的排烟通过上行链道排出。
作为优选方案,本发明装置的在上行链道中链索伸出刮板侧至少设置一个拨杆,拨杆轴线与链索垂直,拨杆至少一端固定在加热立壁上,刮板上行时与拨杆相撞发生倾斜。设置拨杆的目的是使链索产生颤动,促进刮板上的污泥炭脱离,跌进入燃烧区或干燥区,当然拨杆的位置可以调整以调节刮板倾斜角度,如果希望刮板仍然保留一部分污泥炭进入湿料密封段,利用污泥炭的吸湿性,热容量增加该段的水分蒸发强度,则可以使刮板仅产生轻微倾斜或碰撞。
仅作为公开的推荐方案,本发明装置的上行链道的顶部设置烟气导向板,烟气导向板两端与加热立壁联结,烟气导向板悬臂端延伸到水分蒸发段上部,在上行链道的顶部与烟气导向板之间设置旁通废气口,旁通废气口连通气固分离器进气口,气固分离器的排气口连通引风机的进气口,引风机的出气口通过管道连通烟气分配管,烟气分配管设置在水分蒸发段中部,烟气分配管的管壁轴向开有一组气流喷孔。热气流在水分蒸发段加热原料后的蒸汽和不凝气体通过废气排放口排出。污泥原料利用烟气加热后达到温度为95~100℃。
本发明装置的废气处理装置是将从废气排放口排出恒温空间外的烟气通过空气预热器加热助燃空气后,再进入气固分离器,气固分离器为旋风分离器或静电分离器或布袋除尘器中任何一种,或是它们的串联,气固分离器的排出口连通压气机的吸入口,压气机的高压排出口连通储气罐,储气罐设置供气阀和疏水阀。由于该烟气为燃烧后产生的高温惰性气体和过热的水蒸气,利用压气机增压后可以进一步回收利用其热能。
本发明装置的运行是这样的:本发明装置采用的链索不仅作为物料移动的元件,把高含水原料从水分蒸发段、热解气体蒸发段最后到干燥分离段或者燃烧段,链索重新回到水分蒸发段,周而复始;而且链索作为传热的载体,使热量迅速传导到原料中;链索还作为防止原料在链索隔断屏和加热立壁上粘结和结垢,减小热阻的元件。以秸秆原料为例说明运行过程,将含水率15%以下的秸秆利用给料子系统的螺旋加料器进入下行链道上中部,该段链道的空间被秸秆充满,链索从主动链轮的转向链道进入下行链道的水分蒸发段,并将链索及刮板的热容量传导到接触原料中,同时,在水分蒸发段,大部分热能从链索隔断屏和加热立壁也传导到原料中,热能从链索隔断屏和加热立壁传导到原料中使水分蒸发,大部分水蒸气在浮力的作用下通过下行链道上升到上端口排出,小部分水蒸气通过下行链道的热解气体的排出口与热解气体混合排出,到达热解气体的排出口的秸秆水分为零,秸秆温度一般在105℃以上;一部分秸秆粘接在链索隔断屏和加热立壁的壁板上,又不断的被链索及刮板刮下,一部分秸秆直接粘接在链索及刮板上,秸秆由粘稠的浆态变成颗粒不定形的固态,体积缩小数倍,链道的空间内出现空隙,从下行链道上中部径直流下的原料早已在半途就变成固态,该段秸秆开始进入热解气体蒸发段,高温热能从链索隔断屏和加热立壁传导到原料中使其温度迅速达到150~650℃,优选450℃,秸秆中的热解气体进入气固绞龙分离器的蒸发气吸入口排走,失去挥发成份的秸秆则迅速转化成秸秆炭,链索从从动链轮的转向链道进入上行链道,大部分秸秆炭随链索在导板口强制排出或在蓖板切割作用下变成粉末排出,其余部分秸秆炭粘附在链索及刮板上进入上行链道上行,在上行链道中部分跌落;该排出或跌落秸秆炭可以通过恒温空间下部的集渣锥斗中(如果这样设计的话),被集渣锥斗底部设置绞龙移出作为干燥成品使用;或者将该上行链道作为热发生子系统的燃烧室(如果这样设计的话),排出或跌落秸秆炭作为燃料以供给秸秆加热的需要,当秸秆炭的热能不足时,从炉外补充燃料(可以利用本系统的热解成流态化的产品)以维持燃烧;链索及刮板经过上行链道后通过主动链轮的转向链道重新进入下行链道的水分蒸发段,此时如果链索及刮板上仍然有少量秸秆炭粘附也无妨,该高温的秸秆炭进入水分蒸发段与原料接触时不仅有传质作用,还利用其吸附原理使原料中的细胞间水键断裂,提高干燥效率。
以上本发明装置的使用方法和工作参数的控制均可以由PLC程序控制器的自动程序控制系统完成。
本发明装置与现有技术相比的有益效果是:1、在本发明装置中,使含水分较大的泥状的固形物在较高温度下干燥或焚烧或裂解的一体化处理机连续完成水分蒸发、有机质的热解,污泥炭的粉碎和焚烧过程,特别是利用生物质自身中含有的可燃组份,将含强结合能的毛细水和细胞水高的生物质的原料通过上述技术进行处置,并作为燃料提供自身热发生子系统使用;工艺紧凑,流程简单,结构简化。
2、彻底解决因对生物质原料急速升温造成换热设备的结垢,热阻大的问题。
3、在热发生子系统采用流化床加热炉时,恒温空间在下部较高温度气体向上产生的浮力将造成燃烧段处于微负压区,也可以利用引风机使燃烧段处于微负压区,彻底解决生物质液化过程易燃,起火和爆炸的可能性;或者是采用脉冲燃烧器,恒温空间的壳体内提升压力,在过热水蒸气的工况下运行,由于该封闭系统的气含量很低,一方面彻底解决生物质液化过程易燃,起火和爆炸的可能性,另一方面还可以对其尾气进行二次利用。
4、水分蒸发充分利用燃气排烟的惰性高差热能,浸入式加热原料,由于产生蒸汽温度较高,使本环节在过热蒸汽工况下运行,,降低了干化能耗,节省了能源。
5、收集的热解气的非可燃气体绝大部分为水蒸气,通过比较简单的设备就可以将水蒸气、可凝结可燃气和不可凝可燃气体三者分离,并将不可凝可燃气体直接用于加热能源。
6、可以根据不同需要控制链索的移动速度、有关阀和设备就可自动适应原料品质和物性参数的改变的要求;满足污泥减量化要求;或者获得较低的含水量的污泥的要求;可以根据需要分别回收利用废弃物制造可燃气体、生物固体(例如污泥炭)和液体燃料的要求,或者同时满足这些要求;或者作为蒸汽锅炉使用。
7、利用输送粉碎机构避免了污泥炭燃料结团和附壁问题,使燃烧稳定可靠;8、设备与管路中无死角,在设备启动和停止时都不需处置流程中存在各环节遗留的物料,节省了人力,保护了设备,操作简捷。
附图说明
图1是图2的B-B剖面示意图,是对称设置两个链道的包括秸秆的生物质链道式干燥和热解制油装置及系统主示意图。
图2是图1的A-A剖面示意图。
图3是采用流化床加热炉的设置四个链道的本发明装置的主示意图。
图4是图5的E-E,还是图6的F-F,还是图7的G-G的剖面示意图,显示了气固绞龙分离器11的轴向示意图。
图5是采用上一路、下两路热发生器的本发明装置的主示意图。
图6是图4的D-D剖面示意图。
图7是图5的气固绞龙分离器11f采用两个异向旋转的绞龙的放大示意图。
图8是采用上两路、下一路热发生器的本发明装置的主示意图。
图9是采用一路热发生器的设置三个链道的本发明装置的主示意图。
图10是采用上两路热发生器的本发明装置的另一种方案的主示意图。
图11是采用上一路、下一路热发生器的本发明装置的主示意图。
图12是采用上两路、下一路热发生器的本发明装置的主示意图。
图13是图3的C-C剖面示意图。
图14是图9的H-H剖面示意图。
图15是图14的V-V剖面示意图。
图16是本发明装置整体成套的系统原理图。
图17是本发明装置整体成套的另一个实施例的系统原理图。
图18是脉冲燃烧器39a的原理示意图图19是图20的俯视图。
图20是链索6的钩式链节主示意图。
图21是图20的左视图。
其中:图中:1、1a-废气排放口,1b-风阀,2-壳体,3-上转向链道,4-轴,4a-摆线减速机,4b-电机,4c-制动器,4d-支架,5-给料子系统的铰龙,6-链索,7-水分蒸发段,8-链索隔断屏,9-下行链道,10-上行链道,11a、11b、11c-气固绞龙分离器,11′、11″-蒸气吸入口,12-热解气体蒸发段,13-刮板组件,14-轴,15-下转向链道,16-集渣锥斗,17-螺旋排料器的绞龙,18-排料驱动装置,19--排料阀口,20-蓖板,21-二次风口,22-烟气分配管,23A、23B、23C、23D、23E-链道换热器,24-翅板,25-横杆,26-拨杆,27-旁通废气口,28-烟气导向板,29a-轴承座,29b-轴承座,30a-主动链轮,30b-从动链轮,31-风帽,32、32b、32a-一次风口,33、33a、33b-配风室,34-干燥通道,35-炉膛底部,36-炉膛,37-高温气体,38-加热通道,38a-加热立壁,38b-连接件,38c-振动发生器,39-燃烧器,39a-脉冲的燃烧器,39b-外供燃料燃烧器,40-炉膛,41-气固分离器,42-浆叶,43-中心固定环,44-周边固定环,45-引风机,46-旋风分离箱,47-驱动装置,48a、48b、48c-旋风除尘器,49-凹槽,50-绞龙,51-绞龙机筒,52-通杆,53-凸台,54-轴向缝,54a-绞龙托环,55-座,56-轴,57-星型密封排渣阀,58-空腔,59a、59b-风阀,60-风机,61-空气预热器,62-电除尘器,63-引风机,64-储气罐,65-供气阀,66-疏水阀,67-除湿干燥器,68-压气机,69-贮气罐,70-静电捕集器,71-热解液贮存罐,72-油,73-深冷器,74-气体冷却喷淋器,75-鼓风机,76-流量计,77-燃料送入管,78a-二次空气送入管,78b-一次空气送入管,79-进备用燃料子系统的燃烧器,80-空气预热器,81-除臭除尘器,82-压气机,83-点火装置,84-排气管,85-排气管,86-接口处,87-燃烧室,88-夹套,89-尾杆,90-齿廓孔,91-拉杆,92-筋板,93-销轴,94、94a、94b、94c-刮条,96-钩头,79-耐磨合金,凸条-98,99-导槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的装置作进一步的描述。
在图1、2、4、6、7、13、19、20和21中显示了本发明以干燥为主、热解为辅的实施例1;该系统包括链道式干燥和热解制油装置、空气预热器、废气处理装置、生物质油净化子系统和控制子系统,并综合成为机电一体化成套设备;其特征是,链道式干燥和热解制油装置包括热发生子系统、给料子系统、恒温空间、两组链道换热器23A和23B;恒温空间是由立壁和上下封头构成的封闭壳体2,恒温空间内的温度在80~850℃,壳体是周围设置耐热保温层的矩形柱状体,该壳体的立壁的上部联结上封头;每组链道换热器包括七道链索6、驱动装置、链索隔断屏8、主动链轮30a和从动链轮30b,每道链索6的主动链轮30a穿在同一个旋转轴上,每道链索的从动链轮30b穿在同一个旋转轴上;主动链轮30a和从动链轮30b分别以上下方向设置在恒温空间壳体2内,每道链索6通过上行链道10、下行链道9、由主动链轮和从动链轮分别构成的转向链道3、15后封闭;主动链轮30a和从动链轮14的轴4、14的轴承座29a和29b分别固定在恒温空间的壳体外联结的基础上,主动链轮30a的轴与固定在恒温空间的壳体上的驱动机组的驱动轴联结(图中没有画出),链索包裹在壳体2内,在上行链道10和下行链道9之间设置链索隔断屏8,链索隔断屏8左右两个立侧的端面与加热立壁38a紧密联结,加热立壁38a利用连接件38b悬挂固定在壳体内;恒温空间上部设置给料子系统的绞龙5,给料子系统的进料口设置在下行链道壳体2立壁的中上部;在包裹链道换热器的壳体2的上部设置废气排放口1。在本实施例图1和2的左半部分利用恒温空间的立壁2代替加热立壁38a。
链道换热器的上行链道和下行链道的移动轴线可与水平线构成的倾斜角¢1为85°。在链索隔断屏上与每道连索滑动接触表面的两侧设置导槽99的凸条98,凸条轴线与连索的移动方向平行,每道连索与导槽99底部的表面滑动接触。
本实施例的链索为钩式链节相互铰接构成,采用铸造钩式链节,钩式链节只有整体链节一种零件,钩式链节包括拉杆91、钩头96和尾杆89,左、右两侧的拉杆91左端分别固定在钩头96两侧,左、右两侧的拉杆91右端分别固定在尾杆89两侧,拉杆91、钩头96和尾杆89围成中空的齿廓孔90,齿廓孔90与链轮齿廓(图中没有画出)啮合,钩头96中心线的第二象限内设置轴向开缝的轴孔,钩头96的轴向开缝为t2,尾杆89为直径为¢4轴杆,拉杆91与尾杆89的联结处的厚度为t1,拉杆91的厚度t1≤钩头96的开缝t2,尾杆89的直径¢4>钩头96的开缝t2,轴孔¢6≥尾杆89的直径¢4,钩式链节利用钩头96和相邻钩式链节的尾杆铰接组成链条,钩式链节与刮板组件13联结,刮板组件13包括筋板92和刮条94,每一侧的拉杆91固定一个筋板92,筋板92的中心线与尾杆89的轴线的夹角¢3为60°~120°;刮条94两端固定在筋板92上,刮条94c为直杆,直杆两端设置直径比较小的细轴杆,有两个刮条94c的细轴杆分别插在筋板92的圆孔中;其中有一个刮条94a作为刮板伸出的舌头,刮条94a采用耐磨合金条,刮条94a两端设置凸出的细轴杆93,该细轴杆93的轴线与尾杆89的轴线平行,两侧的细轴杆的悬臂端分别镶嵌在筋板92的圆孔中;其中有一个刮条94b利用其细轴杆上的固件固定在筋板92内侧;一系列刮条94向链索封闭环外依次伸出,刮条94之间间隔为条缝;每个钩式链节的钩头的一部分圆弧面通过在下行链道时与链索隔断屏8上表面99滑动接触,其滑动接触的表面97喷覆耐磨合金。
在下行链道两端的加热立壁侧上下方向对称设置两个蒸发气吸入口11′,在蒸发气吸入口11′连通气固绞龙分离器11,气固绞龙分离器11包括驱动装置47、螺旋的绞龙50和绞龙机筒51,在绞龙机筒中设置一个无中心轴的绞龙50,该绞龙50旋转轴线与水平线平行,绞龙50的连续螺旋叶轴心线是空腔58,在螺旋叶上同一半径的圆周上均布系列个通杆52,通杆52的轴线与绞龙50的旋转轴线平行;绞龙机筒51与无轴的绞龙50啮合的横截面的圆周上设置轴向凹槽49,绞龙机筒51的横截圆与加热立壁相切部分开设轴向缝54,该轴向缝54就是蒸发气吸入口,轴向缝54的开口设置在绞龙50轴心的第三和第四象限和下行链道以内,轴向缝54的上下两端与加热立壁8上下端联接,轴向缝的开口的轴向设置两个绞龙托环54a,绞龙托环54a内弧面与绞龙50滑动接触,绞龙托环54a的两端与轴向缝54的开口端联结;引出恒温空间的绞龙机筒51下部设置星型密封排渣阀57;绞龙50的轴56与固定在恒温空间的壳体2外的驱动机装置47的驱动轴联接;在绞龙机筒上部设置排气口。
在绞龙机筒51上部的排气口设置旋风分离箱48c,旋风分离箱48c包括箱体46a、圆锥导流叶轮46b、进气口、出气口和驱动装置46d;在旋风分离箱的顶部中心设置轴承座46c,通过轴承座46c的圆锥导流叶轮46b的旋转轴铅直悬置在旋风分离箱的圆形进气口处的中心,圆锥导流叶轮的轴联结旋风分离箱体46a外的驱动装置46d的输出轴,旋转轴与旋风分离箱体之间设置密封件,旋风分离箱顶部设置蒸发气排出口。
作为上述推荐方案的进一步扩展,在恒温空间内压力不足时,旋风分离箱48c顶部中心的排气口与引风机45的进气口连通。
本实施例在下行链道的加热立壁上设置的气固绞龙分离器11的蒸发气吸入口11″作为热解气体的吸入口,分离后的气体在生物质油净化系统进一步净化。
本实施例在恒温空间内设置两组链道换热器,每对相邻的链道换热器的上行链道10相邻,两个链索6均在两个相邻的链道换热器各自的链索隔断屏8构成的同一个链道10中,链索在下行链道9包覆在与壳体联结的链索隔断屏8和加热立壁中;每组链道换热器的每道链索6相互移动方向平行通过上行链道10、下行链道9、由主动链轮和从动链轮构成的转向链道3和15后封闭。
本实施例的上行链道10、下行链道9下部链索隔断屏8和加热立壁38a的尾端设置开有筛孔的蓖板20,蓖板20前后两端、左右的其中一端和与加热立壁38a联接,其余一端随下部转向链道15延伸到上行链道10,并将链索6包覆其上。设置开有筛孔或筛缝的蓖板起到对污泥炭块破碎达到粒度均化的作用,粒度均化后的污泥炭燃烧更迅速,更稳定,燃烧热能利用效率进一步提高。
本实施例的热发生子系统采用流体燃料的燃烧器21,燃气燃烧器设置在恒温空间的下部壳体2立壁上,燃烧器21的火焰喷射位置在上行链道10侧,高温气体37通过上行链道顶部旁通废气口27排出;各自的下行链道分离的部分固相通过蓖板20切割或粉碎后,分别滑落恒温空间下部的集渣锥斗16中,在集渣锥斗16底部设置螺旋出料器的绞龙17,螺旋出料器的绞龙17通过驱动装置18带动,干化后的物料从排料阀19排出。
本实施例在上行链道中链索伸出刮板13侧设置一个拨杆26,拨杆26轴线与水平线平行,拨杆26两端固定在加热立壁上,刮板13上行时悬凸端与拨杆26相撞。设置拨杆的目的是使刮板上的污泥炭脱离,进入燃烧区,当然拨杆的位置可以调整以调节刮板倾斜角度,如果希望刮板仍然保留一部分污泥炭进入湿料密封段,利用污泥炭的吸湿性,热容量增加该段的水分蒸发强度,则可以使刮板仅产生轻微倾斜或碰撞。
本实施例的上行链道的顶部设置烟气导向板28,烟气导向板28两端与加热立壁联结,烟气导向板28悬臂端延伸到水分蒸发段7上部,在上行链道的顶部与烟气导向板之间设置旁通废气口27,旁通废气口27连通气固分离器48a进气口(参见图16),气固分离器48a的排气口连通风机60的进气口,风机60的出气口通过管道连通烟气分配管22,烟气分配管22设置在水分蒸发段中部,烟气分配管22时在管壁轴向开有一组热气流喷孔,热气流在水分蒸发段7加热原料后的蒸汽和不凝气体通过废气排放口1排出。
在不与链索接触的链索隔断屏8下表面设置垂直水平线的一系列翅板24,每个翅板24与链索隔断屏联结固定的夹角为90°,每个翅板翅板24的悬臂端固定一个水平的横杆25,横杆25两端固定在恒温空间的壳体2的立壁上。也可以将横杆两端固定在加热立壁的端面上,例如,横杆25a。设置翅板可以提高传热效率,增加了链索隔断屏的强度,防止其受热变形。
本实施例在链索驱动装置与主动链轮的旋转轴4之间设置一个制动器4c,制动器4c利用支架4d固定在恒温空间的壳体2外侧,制动器的制动轮4c的轴线与主动链轮的旋转轴线重合,制动器的制动轮固定在链索驱动装置的电机4b左侧伸出输出轴上,电机右侧的输出轴通过摆线减速机4a与主动链轮的旋转轴的连轴器(图中没有画出)联结,制动器本身为公知技术。由于在链道换热器的下行链道的上端口添加原料,原料的重量使该段链索受到向下移动作用力,当下行链道足够长时,该作用力本身就可以使封闭的链索循环向下移动,虽然通过调整原料的流量可以改变链索向下移动速度,但是设置制动器可以迅速控制移动速度,这对于控制换热器的加热速度等相关参数非常重要。
在图3、14和15中,显示了本发明作为热解和焚烧使用的实施例2;本实施例的特点是将两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器23C和23D,两对链道换热器23C和23D设置在加热立壁中,两对链道换热器23C和23D相邻的下行链道9的链索6放在一起,该下行链道共用一个给料口5b,结构简化,但是换热面积减少。在本实施例图3的中利用恒温空间的立壁2代替加热立壁38a。
本发明装置的热发生子系统采用流化床加热炉,流化介质为空气;流化床加热炉包括炉底板35、炉膛36、配风室33和燃料系统;炉膛36的空间就是在链道换热器23C和23D的上行链道10作为燃烧室;在炉膛底板35下设置配风室33,在炉膛底板上设置一系列风帽31,风帽31连通配风室33,配风室33b连通一次风口32b;炉膛36中上部设置二次风口21;配风室设置的一次风口连通送风机(参见图13),燃料系统包括进燃料子系统和进备用燃料子系统,进燃料子系统是在下行链道下端尾部的转向链道15下面包覆导板,该导板为蓖板20,该燃料是下行链道的链索向下移动时刮板带出来的干燥物料,刮板使物料从导板(兼蓖板)20的开口端进入炉膛中;进备用燃料子系统的燃烧器设置在燃烧室的下部,该燃烧器采用流体燃料。
在图5和7中,显示了本发明作为干燥器使用的实施例3;本实施例的特点是将两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器23A和23B,两对链道换热器23C、23D和23E设置在壳体2中,其中两对链道换热器相邻的下行链道之间均设置一个加热通道38,该加热通道38顶部墙壁上设置流体燃料的燃烧器39,燃烧器39的火焰喷射位置在下行链道侧加热壁板38a,高温气体37通过上行链道下端的转向链道15,再经过下行链道从恒温空间顶部转向进入加热壁板38a和壳体的立壁之间的夹道,从该夹道底部的废气排放口1a排出;两侧的夹道中的细灰定期分别从风阀59a、59b排到绞龙17中;中间的一对对称倾斜的链道换热器产生的热气流直接从废气排放口1排出。各自的下行链道分离的部分固相通过蓖板20切割或粉碎后,分别滑落恒温空间下部的集渣锥斗16中,在集渣锥斗16底部设置螺旋出料器的绞龙17,螺旋出料器的绞龙17通过驱动装置带动,干化后的物料从阀口19排出。在本实施例图4的中利用恒温空间的立壁2代替左右两侧的加热立壁38a。在气固绞龙分离器11f的绞龙机筒中设置两个无中心轴的绞龙50。
在壳体外部设置振动发生器38c,振动发生器38c的振动头穿过壳体与加热立壁联结,振动头与壳体之间采用密封件。
在图8中,显示了本发明作为热解和焚烧使用的实施例4;本实施例的特点是将每两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器23A和23B,共有三对链道换热器设置在壳体2中,其中两对链道换热器相邻的下行链道之间均设置一个加热通道38,该加热通道顶部墙壁上设置流体燃料的燃烧器39,燃烧器39的火焰喷射位置在上行链道侧加热壁板38a,在上行链道的顶部与烟气导向板之间设置旁通废气口27,旁通废气口27连通气固分离器48a进气口(参见图16),气固分离器48a的排气口连通引风机60的进气口,引风机60的出气口通过管道连通烟气分配管22,烟气分配管22设置在水分蒸发段中部,烟气分配管22时在管壁轴向开有一组热气流喷孔,热气流在水分蒸发段7加热原料后的蒸汽和不凝气体通过废气排放口1排出;两侧的每对对称倾斜的链道换热器产生的热气流在水分蒸发段7加热原料后的蒸汽和不凝气体通过加热壁板38a和壳体的立壁之间的夹道,从该夹道底部的废气排放口1a排出。本实施例还采用流化床热加热炉同时供热能(参见实施例3)。
在图9、14和15中,显示了本发明作为以干燥为主、热解为辅的实施例5;在在恒温空间内设置的三组链道换热器,其中两组链道换热器23A、23B组成一对对称倾斜的链道换热器,该对的链道换热器23B的下行链道的链索与另一组链道换热器23E的上行链道相邻,链道换热器23E的链索设置在的由自身的链索隔断屏8和加热立壁38a中构成的链道40中;每组链道换热器的每道链索相互移动方向平行通过上行链道、下行链道、由主动链轮和从动链轮构成的转向链道后封闭。该加热通道顶部墙壁上设置流体燃料的燃烧器39,燃烧器39的火焰喷射位置在上行链道侧,高温气体通过链道换热器23E的上行链道下端的转向链道15,再经过链道换热器23B和23A的上行链道从恒温空间顶部排出到气固分离器41,废气从恒温空间顶部废气排放口1排出,气固分离器41分离的大部分固体颗粒靠离心力顺壳体的立壁跌落到链道换热器23A、23B的下行链道的进原料口,与原料混合重新进入循环;各自的下行链道分离的部分固相通过蓖板20切割或粉碎后,分别滑落恒温空间下部的集渣锥斗16中,在集渣锥斗16底部设置螺旋出料器的绞龙17,螺旋出料器的绞龙17通过驱动装置带动,干化后的物料从阀口19排出。
本发明在链道换热器上部的恒温空间的壳体内上部排废气口前设置内循环式气固分离器,该装置包括锥形旋流离心浆叶、支承拱脚41b和两个支承拱脚41a对称均布设置在恒温空间壳体2的立壁上,支承拱脚41b设置在恒温空间壁中间和锥形旋流离心浆叶的中心固定环下,分离后的固相经过恒温空间壳体2的立壁和两个支承拱脚41a之间的弧线段的通道,分别跌落到链道换热器23A和23B的下行链道上部的进原料口的绞龙5处;锥形旋流离心浆叶包括中心固定环43、至少三个浆叶42、周边固定环44;浆叶42上端与中心固定环43固定,下端与周边固定环44固定,浆叶长轴线与水平面的夹角¢2为30~60°,浆叶的仰角α为15~30°(参见图14和15)。
在链道换热器23A、23B的下行链道的加热立壁侧上下方向分别设置气固绞龙分离器11a和11b,在链道换热器23E下行链道上端设置一个蒸发气吸入口11c,蒸发气排出口连通柱状腔室,柱状腔室的轴向中心线与水平线平行,气固绞龙分离器11a用于抽吸水蒸汽和热解气的混合气体,气固绞龙分离器11b用于抽吸纯度较高的热解气混合气体,蒸发气排出口11c用于抽吸纯度较高水蒸气。
在图10中,显示了本发明作为以干燥为主、热解为辅的实施例6;本实施例的特点是将两组链道换热器组成一对对称倾斜的链道换热器23A和23B,三对链道换热器23A、23B和23E设置在壳体2中,其中两组链道换热器23B和23E相邻的下行链道之间均设置一个加热通道38,该加热通道38顶部墙壁上设置流体燃料的燃烧器39,燃烧器39的火焰喷射位置在下行链道侧加热所谓的加热壁板38a,高温气体37通过链道换热器23E的上行链道、下端的转向链道15,再经过链道换热器23B和23A的上行链道从旁通废气口27连通引风机60(参见图16)的进气口,引风机60的出气口通过管道连通烟气分配管22,烟气分配管22设置在水分蒸发段中部,烟气分配管22时在管壁轴向开有一组热气流喷孔,热气流在水分蒸发段7加热原料后的蒸汽和不凝气体通过废气排放口1排出;在左侧的加热通道38中的燃烧器39a的喷射火焰柱的轴线与水平线平行,其余与实施例3相同。
在图11中,显示了本发明作为以干燥为辅、热解为主的实施例7;本实施例的是在实施例5的基础上将热发生子系统采用流化床热加热炉(参见实施例3),其余与实施例5相同。
在图12中,显示了本发明作为以干燥为辅、热解为主的实施例8;本实施例的采用四组链道换热器,本实施例的是在实施例7的基础上将其中两组链道换热器23A、23B组成一对对称倾斜的链道换热器,该对的链道换热器23A、23B的每个下行链道的链索与另一组链道换热器23E的上行链道相邻,每个链道换热器23E的链索均设置在的由自身的链索隔断屏8和加热立壁38a中构成的链道40中;其余与实施例7相同。
在图16中,显示了本发明作为原料脱水干燥成品、兼产高温气外供、辅助制取液化油的系统实施例9:
在本发明所列举设备的实施例1或4或6或7组合成利用活性污泥原料生物质获得干燥产品的同时,制造裂解原料气或制取高温气流外供的系统;将温度为15~25℃,粒经≤3mm,含水量60~80%的污泥加入利用给料子系统的绞龙加入到链道换热器的下行链道的水分蒸发段入口5,加热器采用流体燃料的脉冲的燃烧器39a,加热器热气流的温度为400~500℃;燃烧器39的高温气体通过干燥通道34的链索隔断屏8和立壁加热下行链道中的污泥,并使上行链道刮板携带的污泥干燥或焚烧,尾气从恒温空间的废气排放口1排出到旋风除尘器48b、空气预热器61、静电除尘器62、压气机63和储气罐64,储气罐64设置供气阀65和疏水阀66;其中实施例1的尾气通过旁通废气口27、旋风除尘器48a、压气机60进入水分蒸发段7下部的管口22、再浸入污泥原料蒸发出的水分再随烟气按照上述流程进行。
原料的热解气从气固绞龙分离器11排出,进入旋风除尘器48c,再进引风机45吸入口,引风机45排出口连通气体冷却喷淋器74顶部管口,气体冷却喷淋器74下管口连通深冷器73下管口,深冷器73顶部管口连通静电捕集器70下管口,静电捕集器70顶部管口连通除湿干燥器67进口,除湿干燥器67出口的不凝热解气通过压气机68压缩贮存于贮气罐69中;贮气罐69通过流量计76连通燃烧器;气体冷却喷淋器74、深冷器73和静电捕集器70下部均连通热解液贮存罐71,热解液贮存罐71中的上清液再用油泵72泵送到气体冷却喷淋器74的顶部喷淋管,作为均匀喷洒的喷淋液。
本系统中的不凝热解气作为燃烧器39a的燃料使用;凝结的生物液化油也可作为脉冲燃烧器39a的燃料使用;二次空气49a通过鼓风机56、空气预热器49供给脉冲燃烧器39a使用。
脉冲燃烧器39a的有很多公知产品,现以图15为例进行说明,脉冲燃烧室具有装备一次空气送入管78b,燃料送入管77及至少一种点火装置83的燃烧室87,和其沿轴线Z-Z顺序安装的、直径渐变粗大的燃烧器排气管85,并且,燃烧室87与排气管85接口处86的直径有回缩形特征。点火装置83采用电气点火栓,其本体外装有夹套88,向夹套吹入二次空气78a后,燃烧室87本体得到冷却,二次空气再一次预热。通过空气输送管向燃烧室送入空气,沼气、柴油等燃料由燃料输送管呈雾状喷出,当燃烧室充满空气及燃料时,电气电火器点燃产生火花,发生爆发性燃烧,燃烧产生的热气携带二次空气78a分别从排气管85、84排出。由于燃烧时燃烧室内瞬间高压,空气及燃料的供给被暂时阻断,但当燃烧气经排气管排出后,燃烧室内呈低压状态,空气与燃料的供给重新恢复,然后经过再次点火,爆发性的燃烧后转变为热气,如此周而复始。间歇性的爆发燃烧,不仅产生脉动热气,也产生了声波。所以装入的含水燃料除接受热气干燥外,还受到快速脉动热气流产生的物理冲击作用(声波和压力波),湿润的材料被瞬间脱水,特别是细胞壁内的水。当照上述启动的脉冲燃烧器工作一段时间后,燃烧室的内壁即呈灼热状态,输入的空气及燃料即使不经电气电火产生火花,也可通过灼热内壁相接触自动点火,重复间断的爆发性的燃烧。
在图17中,显示了本发明作为干燥、热解制油的系统实施例10:在本发明所列举设备的实施例3或5或8或9组合成利用活性污泥原料生物质获得液化生物油的系统;将温度为15~25℃,粒经≤3mm,含水量50~65%的污泥加入利用给料子系统的绞龙加入到链道换热器的下行链道的水分蒸发段入口5,热发生子系统采用流化床热加热炉,热发生子系统热气流的温度为400~500℃,裂解反应压力(表压)0.02Mpa;燃烧的高温气体通过干燥通道34的链索隔断屏8和加热立壁加热下行链道中的污泥,并使上行链道刮板携带的污泥干燥或焚烧,其中实施例8和9的尾气从恒温空间的废气排放口1排出到旋风除尘器48b、空气预热器61、空气预热器80、引风机63和除臭除尘器(兼烟筒)81排放;实施例3和5的尾气通过旁通废气口27、压气机60进入水分蒸发段7下部的管口22、再浸入污泥原料蒸发出的水分再随烟气进入废气排放口1,其余按照实施例8和9的流程进行。
原料的热解气制取液化生物油的工艺流程与实施例9相同;其不凝可燃气体供给辅助的燃烧器39使用,流化床热加热炉的一次空气通过空气预热器80获得,二次空气通过空气预热器61获得。
在流化床热加热炉底部的风罩的配风室根据物料所处位置采用不同的风量,在炉膛下部的配风室33b的风压,风量大于其它部位。
以上通过具体的实施例对本发明作进一步阐明,但在不偏离权利要求限定的本发明范围和精神条件下,可以做出不同的修改、增加和组合。
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