热电联供的可移动式挤塑机制造技术

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挤塑机，其结构包括机筒、螺杆、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，挤塑机设置有至少一个用于调节机筒温度的高温气体回路，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，并将其与传统挤塑机相结合，通过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，使挤塑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挤塑机
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挤塑机。
技术介绍
挤塑机是一种重要的塑料成型加工设备，其结构主要包括挤压装置（包括螺杆、机筒、料斗、机头和模具）、传动装置（包括电机）、加热和冷却装置。工作时，加热装置对机筒进行加热，电机提供动力，驱动螺杆在加热的机筒中旋转，将由料斗中送来的塑料母粒向前挤压，使塑料母粒均匀地塑化(即熔融)，通过机头和不同形状的模具，使塑料母料挤压成连续性的所需要各种形状的塑料层或其他形状的产品。上述现有技术的挤塑机，加热装置主要采用两种方式加热：第一种是电阻丝加热器，其缺陷是：1）电阻丝加热完全依靠外接电源，功率大、电能消耗大，成本高；2）电阻丝加热达到预定温度耗时较长，效率较低，且料筒受热不均匀；3）电阻丝加热器使用寿命短，易损坏；第二种是电磁感应加热器，其相比电阻丝加热器，虽然加热效率、使用寿命均得到改善，但是电磁感应加热器仍然是需要外接电源，完全依赖电能。由此，现有挤塑机的加热装置均完全依靠电能实现加热；另一方面，按照固有的思维，现有挤塑机的传动装置及其他需要用电的装置，也完全依靠外接电源，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，传统的挤塑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，并将其应用于传统的挤塑机实现对传统挤塑机在高能耗、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挤塑机，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挤塑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挤塑机，包括料斗、机筒、螺杆和电机，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，一部分电能为挤塑机中的电机和其他用电设备供电；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；所述挤塑机设置有至少一个用于调节机筒温度的高温气体回路，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℃；所述高温气体回路上设置有流量控制阀，所述流量控制阀与所述控制装置电连接。其中，所述挤塑机还设置有制冷回路，所述制冷回路上设置有冷却装置。其中，所述挤塑机还包括至少一个热交换器，所述制冷回路通过所述热交换器将热量传递到至少一个高温气体回路。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，所述制冷回路上设置流量控制阀，所述流量控制阀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，在挤塑机对原料进行加热熔融过程中，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；在挤塑机冷却过程中，分离室分离出的高温余气经换向阀排向外界。其中，所述螺杆的长度方向上开设有流体通道，所述流体通道设置有阀门。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。其中，所述机筒内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。本专利技术的有益效果：与现有技术的挤塑机相比，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挤塑机一方面利用甲醇水重整制氢过程中产生的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，通过至少一个的高温气体回路为机筒内的塑料母粒进行加热至熔融状态，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，从而快速给机筒加热达到熔融状态所需的温度；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挤塑机的所有用电设备供电，由此完全改变了传统挤塑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，使挤塑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，并将其与传统挤塑机相结合，根据不同待加工材料，将挤塑机所需的温度、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、产生的热能和电能进行能量恒算，通过挤塑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高温余气的温度高达300~600℃，这部分的热能完全满足塑料加热至熔融状所需的温度（塑料母粒塑化温度一般为70~250℃），这样不仅充分利用了甲醇水重整制氢过程中产生的余热，而且不再需要传统挤塑机的电加热装置，大大降低了将塑料加热至熔融过程的电能能耗，节能减排效果显著；（3）由于塑料母粒在加热熔融过程中，整个机筒的不同区域对温度的要求也不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热电联供的可移动式挤塑机，包括料斗、机筒、螺杆和电机，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，一部分电能为挤塑机中的电机和其他用电设备供电；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；所述挤塑机设置有至少一个用于调节机筒温度的高温气体回路，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℃；所述高温气体回路上设置有 流量控制阀，所述流量控制阀与所述控制装置电连接。

【技术特征摘要】
1.热电联供的可移动式挤塑机，包括料斗、机筒、螺杆和电机，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，一部分电能为挤塑机中的电机和其他用电设备供电；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；所述挤塑机设置有至少一个用于调节机筒温度的高温气体回路，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℃；所述高温气体回路上设置有流量控制阀，所述流量控制阀与所述控制装置电连接。2.根据权利要求1所述的热电联供的可移动式挤塑机，其特征在于：所述挤塑机还设置有制冷回路，所述制冷回路上设置有冷却装置。3.根据权利要求2所述的热电联供的可移动式挤塑机，其特征在于：所述挤塑...

【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