热电联供的可移动式开炼机制造技术

本发明专利技术涉及高分子材料加工技术领域，具体涉及热电联供的可移动式开炼机，其结构包括相对设置的两个辊筒、辊距调节装置、主电机和甲醇水制氢发电系统，该系统包括甲醇水储存容器、输送泵、重整器、分离室、燃料电池和控制装置，每个辊筒设置有用于调节辊筒温度的高温气体回路和制冷回路，高温气体回路中设置有高温气体收集装置，高温气体收集装置中的高温气体来自分离室分离出的高温余气。本发明专利技术充分利用甲醇水重整制氢及发电过程中产生的热能和电能，并将其与传统开炼机相结合，通过开炼机智能化的热电联控以实现能源的高效利用，并改变了传统依靠外接电源供电的供电方式，使开炼机成为便捷可移动式设备。

【技术实现步骤摘要】
热电联供的可移动式开炼机
本专利技术涉及高分子材料加工
，具体涉及一种热电联供的可移动式开炼机。
技术介绍
开炼机即开放式炼塑机的简称，是制备塑炼胶、混炼胶或进行热炼、出型的一种辊筒外露的炼胶机械设备。其工作时，两个相对设置的中空辊筒或钻孔辊筒，各以不同速度相对回转，生胶或胶料随着辊筒的转动被卷入两辊间隙，受强烈剪切作用而达到塑炼或混炼的目的。现有技术中，给辊筒加热的方式主要有两种，一种是采用电加热器（主要是电阻丝加热器）直接对辊筒加热，另一种则是向辊筒内通入导热油或者水蒸气，导热油和水蒸气则通过电加热产生。上述两种加热方式存在的弊端是：（1）直接电加热器加热，其完全依靠外接电源，功率大、电能消耗大，成本高，而且电阻丝加热达到预定温度耗时较长、效率低、辊筒受热不均匀，再者，电阻丝易损坏、使用寿命短；（2）采用导热油或蒸气的加热方式，其一是需要先加热导热油或者加热产生水蒸气，这部分会产生额外的能耗，其二是单纯依靠热能调节辊筒温度难以实现温度的精确控制。此外，按照固有的设计，目前开炼机的传动装置及其他需要用电的装置，只能完全依靠外接电源，这些造成整台设备的电能消耗非常大，并不能实现真正意义上的节能和环保，特别是由于外接电源必须在固定场地使用，因此，现有的开炼机的可移动便捷性大大受限。随着新能源技术的发展，采用甲醇和水重整制氢的技术渐渐得到发展，其能减少化工生产中的能耗和降低成本，并有望替代电能消耗特别在的电解水制氢工艺。中国专利技术专利201310340475.0（申请人：上海合既得动氢机器有限公司）公开了一种甲醇水制氢系统，甲醇与水蒸气在重整器的重整室内，在350-570℃温度下、1-5MPa的压力条件下，在催化剂的作用下，发生甲醇裂解反应和一氧化碳的变换反应，生成氢气和二氧化碳，这是一个多组份、多反应的气固催化反应系统。反应方程如下：(1)CH3OH→CO+2H2；(2)H2O+CO→CO2+H2；(3)CH3OH+H2O→CO2+3H2，重整反应生成的H2和CO2，再经过分离室的钯膜分离器将H2和CO2分离，得到高纯氢气。中国专利技术申请201410622203.4（申请人：上海合既得动氢机器有限公司），公开了一种基于甲醇水制氢系统的发电机及其发电方法，该发电机采用燃料电池作为发电设备，上述甲醇水制氢系统得到的高纯氢气输送至该燃料电池，氢气与空气中的氧气发生电化学反应从而产生电能。在上述甲醇水制氢及发电系统中，甲醇与水蒸气的重整制氢反应的过程中，由于重整器内需要维持350-570℃温度，甲醇水重整反应生成的H2和CO2，经过钯膜分离器分离出氢气后，剩下的CO2以及未反应的水汽从系统中排出，这些排出的余气具有非常高的热量，其温度通常在300-600℃之间，如果直接排放出去，将严重浪费了大量的热能，使甲醇水原料利用率较低。因此，如何利用甲醇水制氢发电技术的特点，并将其应用到传统的开炼机以实现对传统开炼机在高能耗、完全依赖外接电源、使用受场地限制等方面的改进，将是突破固有思维的新的研究方向。
技术实现思路
针对现有技术存在上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种热电联供的可移动式开炼机，其利用甲醇水重整制氢及发电过程中产生的热能和电能实现了开炼机智能化的热电联控，而且节能环保，不依赖传统外接电源，成为便捷可移动式设备。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：提供热电联供的可移动式开炼机，包括机座、固定于所述机座的相对设置的两个辊筒、辊距调节装置、用于驱动两个辊筒的主电机、设置于辊筒上方的用于进料的导料轴、以及设置于辊筒下方的送料轴，还包括甲醇水制氢发电系统，所述甲醇水制氢发电系统包括甲醇水储存容器、输送泵、重整器、燃料电池和控制装置，所述重整器包括重整室、分离室以及为重整室加热的电加热器，甲醇水原料经输送泵输送至重整器，甲醇和水在重整器内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得以二氧化碳和氢气为主的混合气体，该混合气体经分离室分离出氢气和高温余气，该氢气输送至燃料电池产生电能，一部分电能为甲醇水制氢发电系统的输送泵和电加热器供电，一部分电能为开炼机的用电设备供电；所述控制装置包括控制主板、供电装置及电力输出端口，所述控制主板控制甲醇水制氢发电系统工作，所述供电装置为甲醇水重整制氢发电系统启动过程中自身供电，所述电力输出端口用于向外输出电力；所述电力输出端分别与所述主电机、所述辊距调节装置、所述导料轴和所述送料轴电连接；每个所述辊筒设置有用于调节辊筒温度的高温气体回路和制冷回路，其中：所述高温气体回路中设置有高温气体收集装置，所述高温气体收集装置中的高温气体来自所述分离室分离出的高温余气，所述高温余气的温度为300~600℃；所述高温气体回路和所述制冷回路上均设置有流量控制阀，所述流量控制阀与所述控制装置电连接；所述制冷回路上设置有冷却装置。其中，所述开炼机还包括热交换器，所述制冷回路通过所述热交换器将热量传递到所述高温气体回路。其中，所述高温气体回路和所述制冷回路上均设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制装置电连接。其中，所述分离室与所述高温气体收集装置之间的连接管路上设置有换向阀，在开炼机炼胶过程中，分离室分离出的高温余气经换向阀进入高温气体收集装置；在开炼机冷却过程中，分离室分离出的高温余气经换向阀排向外界。其中，所述辊筒设置有电加热装置，所述电加热装置与所述电力输出端电连接。其中，所述电加热装置包括电加热膜，所述电加热膜设置于所述辊筒的内壁。其中，所述辊筒设置有温度检测装置，所述温度检测装置与所述控制装置电连接。其中，所述辊距调节装置包括液压油缸、液压油路、液压马达和压力传感器，所述液压油缸与所述辊筒的轴承端连接，所述液压马达与所述电力输出端电连接，所述液压油路设置有换向电磁阀，所述换向电磁阀和所述压力传感器分别与所述控制装置电连接。其中，所述供电装置为可充电电池。其中，所述甲醇水储存容器和所述重整器之间输送管路上设置有换热器，低温的甲醇和水原料与分离室分离出的高温氢气进行热交换。本专利技术的有益效果：与现有技术的开炼机相比，本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术的热电联供的可移动式开炼机，一方面利用甲醇水重整制氢及发电过程中产生的300~600℃的高温余气经高温气体收集装置收集后作为高温热源，通过高温气体回路为辊筒加热提供炼胶所需的温度，高温余气经高温气体回路的循环而形成热量均匀稳定的热源，从而快速给辊筒加热且受热均匀；另一方面，在甲醇水重整制氢启动过程中，不需要外接电源供电，通过自身的供电装置即可为系统自身供电，等燃料电池工作产生电能后，再为自身系统供电以及为开炼机的所有用电设备供电，由此完全改变了传统开炼机依靠外接电源的供电方式，实现了不受限制的在任何场地使用，使开炼机成为便捷可移动式设备。因此，本专利技术突破了固有思维，充分利用甲醇水重整制氢及发电过程中产生的热能和电能，并将其与传统开炼机相结合，根据不同待加工材料的工艺，将炼胶时每个辊筒所需加热的温度、主电机等用电设备的功率以及甲醇水重整制氢发电系统中所需的甲醇用量、产生的热能和电能经能量恒算，从而通过开炼机的全智能化的热电联控以实现能源的高效利用，从而提供了一种全新的节能、可移动式的创新思路，其具有广阔的产业化应用前景；（2）由于甲醇水重装制氢过程中产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热电联供的可移动式开炼机，包括机座、固定于所述机座的相对设置的两个辊筒、辊距调节装置、用于驱动两个辊筒的主电机、设置于辊筒上方的用于进料的导料轴、以及设置于辊筒下方的送料轴，其特征在于：还包括甲醇水制氢发电系统，所述甲醇水制氢发电系统包括甲醇水储存容器、输送泵、重整器、燃料电池和控制装置，所述重整器包括重整室、分离室以及为重整室加热的电加热器，甲醇水原料经输送泵输送至重整器，甲醇和水在重整器内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得以二氧化碳和氢气为主的混合气体，该混合气体经分离室分离出氢气和高温余气，该氢气输送至燃料电池产生电能，一部分电能为甲醇水制氢发电系统的输送泵和电加热器供电，一部分电能为开炼机的用电设备供电；所述控制装置包括控制主板、供电装置及电力输出端口，所述控制主板控制甲醇水制氢发电系统工作，所述供电装置为甲醇水重整制氢发电系统启动过程中自身供电，所述电力输出端口用于向外输出电力；所述电力输出端分别与所述主电机、所述辊距调节装置、所述导料轴和所述送料轴电连接；每个所述辊筒设置有用于调节辊筒温度的高温气体回路和制冷回路，其中：所述高温气体回路中设置有高温气体收集装置，所述高温气体收集装置中的高温气体来自所述分离室分离出的高温余气，所述高温余气的温度为300~600℃；所述高温气体回路和所述制冷回路上均设置有流量控制阀，所述流量控制阀与所述控制装置电连接；所述制冷回路上设置有冷却装置。...

【技术特征摘要】
1.热电联供的可移动式开炼机，包括机座、固定于所述机座的相对设置的两个辊筒、辊距调节装置、用于驱动两个辊筒的主电机、设置于辊筒上方的用于进料的导料轴、以及设置于辊筒下方的送料轴，其特征在于：还包括甲醇水制氢发电系统，所述甲醇水制氢发电系统包括甲醇水储存容器、输送泵、重整器、燃料电池和控制装置，所述重整器包括重整室、分离室以及为重整室加热的电加热器，甲醇水原料经输送泵输送至重整器，甲醇和水在重整器内发生甲醇和水的重整制氢反应，制得以二氧化碳和氢气为主的混合气体，该混合气体经分离室分离出氢气和高温余气，该氢气输送至燃料电池产生电能，一部分电能为甲醇水制氢发电系统的输送泵和电加热器供电，一部分电能为开炼机的用电设备供电；所述控制装置包括控制主板、供电装置及电力输出端口，所述控制主板控制甲醇水制氢发电系统工作，所述供电装置为甲醇水重整制氢发电系统启动过程中自身供电，所述电力输出端口用于向外输出电力；所述电力输出端分别与所述主电机、所述辊距调节装置、所述导料轴和所述送料轴电连接；每个所述辊筒设置有用于调节辊筒温度的高温气体回路和制冷回路，其中：所述高温气体回路中设置有高温气体收集装置，所述高温气体收集装置中的高温气体来自所述分离室分离出的高温余气，所述高温余气的温度为300~600℃；所述高温气体回路和所述制冷回路上均设置有流量控制阀，所述流量控制阀与所述控制装置电连接；所述制冷回路上设置有冷却装置。2.根据权利要求1所述的热电联供的可移动式开炼机，其特征在于：所述开炼机还包括热交换器，所述制冷回路通过所述热交换器将热量传递到所述高...

【专利技术属性】
技术研发人员：向华，
申请(专利权)人：广东合即得能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44