一种生物质的旋转式连续增压进料装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于生物质的旋转式连续增压进料装置及方法，其中所述进料装置包括：具有由顶部、底部和侧部形成的内腔体的进料器外壳；设置在内腔体中的旋转式进料器，其中所述旋转式进料器的外表面与内腔体的内壁贴合并且具有一个或多个进料仓；用于将生物质进料到进料仓中的进料口；用于对进料仓进行增压的进气口；用于将进料仓中的生物质排出的出料口；用于对进料仓进行泄压的排气口；和用于驱动旋转式进料器旋转的驱动装置。利用上述进料装置，本发明专利技术能够在进料装置运行过程中同步完成内外压力平衡而实现生物质连续加压给料，并且提高给料效率、进料均匀度及工艺可重复性，具有极大的工业化前景。

A Rotary Continuous Pressurized Feeding Device for Biomass and Its Method

The invention relates to a rotating continuous pressurized feeding device and method for biomass, wherein the feeding device comprises a feeder shell with an inner cavity formed by the top, bottom and side, a rotating feeder arranged in the inner cavity, wherein the outer surface of the rotating feeder is combined with the inner wall of the inner cavity and has one or more feeding silos; Material feeding into the feed bin of the feed port; used for pressurizing the feed bin of the intake port; used for discharging biomass from the feed bin of the feed port; used for pressure relief of the feed bin of the exhaust port; and used to drive the rotation of rotary feeder drive device. By using the aforementioned feeding device, the present invention can simultaneously complete the internal and external pressure balance during the operation of the feeding device and realize the continuous pressurized feeding of biomass, and improve the feeding efficiency, feeding uniformity and process repeatability, thus having great industrial prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质的旋转式连续增压进料装置及方法
本专利技术属于生物质的化学工业技术设备和能源
，具体涉及一种生物质的旋转式连续增压进料装置及方法。
技术介绍
生物质是目前被认为唯一能够转化为液体燃料和生物基新材料的可再生资源，农作物秸秆则是最为重要的生物质资源，每年我国农业产生的秸秆超过10亿吨。当前，我国的秸秆转化利用技术水平较低，大量秸秆直接在田间被焚烧，不仅带来了严重的环境污染问题，更是一种生物质资源的浪费。因此，秸秆的高效解聚分离和转化利用对于解决环境污染和优化能源结构具有非常重要的意义。近几年来，研究开发生物质秸秆的高效转化利用技术和设备已成为国内外研究的热点方向。秸秆水相解聚具有效率高、适应性强、产物附加值高、易与现有化工技术衔接等优势。目前，基于水相连续酸解的反应器是研究最为广泛且产业成熟度最高的一类设备。CN101130558B公开了一种串联的连续水解制取戊糖的系统和方法，其中的进料装置和反应装置采用开放式的串联设计，每一个单元均包含常压进料装置。然而，该系统采用了开放式常压进料设计，装置无法在较高压力下运行，导致所需要的反应时间长，易产生过度水解的副产物，不利于工业化应用。CN1927874A公开了一种从生物质秸秆原料制取单糖的方法和装置，其中在反应器中具有较高的温度和压力，混合物料在行进的过程中发生水解反应形成单糖溶液。然而，该装置没有设置具备压力补偿能力的连续进料系统，因而为了保持高压体系的密封性，需要分批次进料，无法真正的实现连续进料、连续反应，致使工艺的整体效率降低，不利于工业化实施。CN107447057A公开了一种生物质连续水解及压缩成型的装置，其中该装置处理生物质可以通过旋转进料阀实现连续进料。然而，进料阀内部在运行过程中均处于常压环境，当物料旋转至进料口位置时会被反应器内的高压顶出，易造成堵塞、沟流等问题，不利于物料的连续均匀给料，易影响水解效果，造成工艺重复难度大，难以工业化实施。CN106395410B公开了一种生物质加压进料装置，其中该装置的进料仓与出料口之间设置了一个加压锁斗。当进料仓中的物料经由出料口前，会先在加压锁斗中进行加压，以实现带压进料。然而，该装置的加压能力较低，并且进料过程的连续性差，实质上仍然是间歇式进料，无法实现连续进料，进料效率低，不利于工业推广利用。因此，本领域仍然需要用于生物质的连续增压进料的新型装置和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够实现生物质连续增压给料的装置及方法，以提高给料效率、进料均匀度及工艺可重复性，使得例如可以提高生物质的水解效果，并推进其工业自动化进程。为此，一方面，本专利技术提供了一种用于生物质的旋转式连续增压进料装置，所述连续增压进料装置包括：进料器外壳，所述进料器外壳具有由顶部、底部以及在所述顶部和底部之间的侧部形成的内腔体；设置在所述内腔体中且能够旋转的旋转式进料器，其中所述旋转式进料器的外表面与所述内腔体的内壁贴合并且所述旋转式进料器的外表面上形成有一个或多个进料仓；设置在所述进料器外壳的顶部上并且用于将生物质进料到所述进料仓中的进料口；设置在所述进料器外壳的侧部上并且用于对所述进料仓进行增压的进气口；设置在所述进料器外壳的底部上并且用于将所述进料仓中的生物质排出的出料口；设置在所述进料器外壳的侧部上并且用于对所述进料仓进行泄压的排气口；和用于驱动所述旋转式进料器旋转的驱动装置。在优选实施方案中，所述进料仓的数量为1-8个，优选2-4个。在优选实施方案中，所述进料口、进气口、出料口和排气口按顺时针或按逆时针顺序设置。在优选实施方案中，所述旋转式连续增压进料装置还包括与所述出料口连通的反应器。在优选实施方案中，所述旋转式连续增压进料装置还包括与所述进气口连通的增压气源装置和/或将所述进气口与所述出料口连通的气压平衡回路；优选地，所述气压平衡回路通过三通阀与所述进气口和所述增压气源装置连通。在优选实施方案中，所述旋转式连续增压进料装置还包括设置在所述进气口和所述增压气源之间或者设置在所述气压平衡回路上的压力传感器。在优选实施方案中，所述进料器外壳为四方体形状，并且所述旋转式进料器为球体形状；优选地，所述驱动装置是电机；更优选地，所述电机是变频控制电机。在另一方面，本专利技术提供了一种利用上述旋转式连续增压进料装置用于生物质的旋转式连续增压进料的方法，所述方法包括：从进料口将生物质物料投入到进料仓中；启动驱动装置以将旋转式进料器旋转至进气口位置，以通过增压气源装置或通过反应器内压经由气压平衡回路对装有所述生物质物料的所述进料仓进行增压；在达到所需压力后进一步将所述旋转式进料器旋转至出料口位置，以将所述进料仓中的生物质物料从所述出料口排出到反应器中；在排出所述生物质物料后进一步将所述旋转式进料器旋转至排气口位置，以将所述进料仓通过排气口泄压；和在泄压后进一步将所述旋转式进料器旋转至进料口位置，以再次从所述进料口接收生物质物料，从而完成一次进料循环。在优选实施方案中，所述生物质物料是选自麦秸、稻秸、玉米芯、玉米秸秆、甘蔗渣、葵花籽壳、棉柴、棉籽壳、麦秆、稻壳、林木颗粒和草料中的一种或多种。在优选实施方案中，所述增压气源装置中的气体是氮气、氧气、空气、氩气、二氧化碳、水蒸气、携酸水蒸气或携碱水蒸气；优选地，将所述进料仓增压至0.1-15MPa的压力；优选地，旋转所述旋转式进料器的速度为1rpm-100rpm，其进料速度调节范围是0.1kg/min-10kg/min。本专利技术的有益效果包括但不限于以下方面：(1)与现有的分批次给料技术相比，本专利技术能够实现固体生物质的连续给料，提高了涉及生物质的处理工艺如水解工艺的自动化程度、实现连续增压进料操作。(2)采用旋转式连续增压给料设计，不易串料、堵塞，其结构优于现有的旋转进料阀和加压锁斗式进料装置。(3)物料在旋转式连续增压进料器中进行增压后可利于物料进入反应器，避免了给料不连续，提高了涉及生物质的处理工艺如水解的效果。(4)根据具体应用，利用本专利技术旋转式连续增压进料装置，可以通过补充气体或液体来对生物质物料的温度及压力进行调节；而且，而且本专利技术的旋转式连续增压进料装置本身可以起到预混合的作用，有利于提高生物质物料的后续处理如水解的效果。附图说明图1示出了根据本专利技术一个实施方案的旋转式连续增压进料装置的结构示意图。图2示出了根据本专利技术一个实施方案的连接了外部驱动装置的旋转式连续增压进料装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以使本领域技术人员能够实现本专利技术。在本专利技术的描述中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“侧”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术范围的限制。根据一个实施方案，本专利技术提供的旋转式连续增压进料装置的结构示意图在图1和图2中显示。如图1所示，本专利技术的旋转式连续增压进料装置包括进料器外壳1、设置在该进料器外壳顶部或顶表面上的进料口2、容纳在该进料器外壳的内腔体(由顶部、底部以及在顶部和底部之间的侧部形成)内的旋转式进料器3(该进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生物质的旋转式连续增压进料装置，所述旋转式连续增压进料装置包括：进料器外壳，所述进料器外壳具有由顶部、底部以及在所述顶部和底部之间的侧部形成的内腔体；设置在所述内腔体中且能够旋转的旋转式进料器，其中所述旋转式进料器的外表面与所述内腔体的内壁贴合并且所述旋转式进料器的外表面上形成有一个或多个进料仓；设置在所述进料器外壳的顶部上并且用于将生物质进料到所述进料仓中的进料口；设置在所述进料器外壳的侧部上并且用于对所述进料仓进行增压的进气口；设置在所述进料器外壳的底部上并且用于将所述进料仓中的生物质排出的出料口；设置在所述进料器外壳的侧部上并且用于对所述进料仓进行泄压的排气口；和用于驱动所述旋转式进料器旋转的驱动装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于生物质的旋转式连续增压进料装置，所述旋转式连续增压进料装置包括：进料器外壳，所述进料器外壳具有由顶部、底部以及在所述顶部和底部之间的侧部形成的内腔体；设置在所述内腔体中且能够旋转的旋转式进料器，其中所述旋转式进料器的外表面与所述内腔体的内壁贴合并且所述旋转式进料器的外表面上形成有一个或多个进料仓；设置在所述进料器外壳的顶部上并且用于将生物质进料到所述进料仓中的进料口；设置在所述进料器外壳的侧部上并且用于对所述进料仓进行增压的进气口；设置在所述进料器外壳的底部上并且用于将所述进料仓中的生物质排出的出料口；设置在所述进料器外壳的侧部上并且用于对所述进料仓进行泄压的排气口；和用于驱动所述旋转式进料器旋转的驱动装置。2.根据权利要求1所述的旋转式连续增压进料装置，其特征在于，所述进料仓的数量为1-8个，优选2-4个。3.根据权利要求1所述的旋转式连续增压进料装置，其特征在于，所述进料口、进气口、出料口和排气口按顺时针或按逆时针顺序设置。4.根据权利要求1所述的旋转式连续增压进料装置，其特征在于，所述旋转式连续增压进料装置还包括与所述出料口连通的反应器。5.根据权利要求1所述的旋转式连续增压进料装置，其特征在于，所述旋转式连续增压进料装置还包括与所述进气口连通的增压气源装置和/或将所述进气口与所述出料口连通的气压平衡回路；优选地，所述气压平衡回路通过三通阀与所述进气口和所述增压气源装置连通。6.根据权利要求5所述的旋转式连续增压进料装置，其特征在于，所述旋转式连续增压进料装置还包括设置在所述进...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅尧，徐清，许杨，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34