生物质原料处理系统及应用技术方案

本发明专利技术公开了一种生物质原料处理系统，包括主室和气流循环子系统，其中，主室包括上主室和下主室；下主室的侧面上设置有进料口，进料口用于接收生物质，下主室的底面上设置有进气孔，下主室中还设置有维修门、研磨元件、刮除元件和空气输入管路；维修门与下主室的底面铰接，用于打开或者关闭主室；研磨元件由驱动转轴驱动，用于研磨生物质；刮除元件设置于研磨元件末端，用于刮除附着于下主室内壁的生物质；空气输入管路输送空气以形成的气流进入进气孔并穿过研磨元件，下主室中产生上升的流化床。本发明专利技术生物质原料处理系统易于操作和维护，对不同生物质原料的适应性强，方便大量得到均质化的生物质。

Biomass Raw Material Processing System and Its Application

【技术实现步骤摘要】
生物质原料处理系统及应用
本专利技术涉及生物质加工处理
，更具体地说，本专利技术涉及一种生物质原料处理系统及其在生物质原料处理中的应用。
技术介绍
生物质材料被越来越多地用来提供热能，加工成生物塑料和其他可再生的生物制品、有机肥料和其它土壤改良剂。原材料可以被用于不同的加工工艺取决于其实际应用以及物理特性。通常来说，在我们能使用其之前，原材料必须被处理使之符合相应的条件。例如，一些住宅，机构和工业建筑已经被设计或改造为使用生物质颗粒代替矿物燃料来加热和/或在加工过程中使用。总体而言，许多设备，如烘干机、锅炉和熔炉，都陆续从使用矿物燃料转化成使用生物质燃料。此外，最新的林木业发展表明，木材的衍生物，如纳米晶体纤维素，可替代塑料，纺织等产品生产中所需的石化原料化学物。在某些情况下，经过处理并且其特性得到增强后的生物质可以被转化为有机肥料或动物饲料或有机燃料或其他我们感兴趣的产品。同样的理念也可以被应用于经过正确的工艺处理后，具有可回收和可使用优点的原材料。上述应用所使用的生物质材料，通常来自于一些行业的废物回收，包括木材、农产品以及海洋有机残留物(例如：藻类和污泥)的提取和转换。原始状态下的生物质原料含有较高的水分和较大的颗粒体积，很难直接使用在现代的生物质应用中。其他可用于这些应用的原材料通常来自塑料工业的残余物，石油化学残留物，住宅废物，油漆残余物和其他材料，通常具有不同形式以及不同比例的液体/固体混合物和/或具有高水分含量。在某些情况下，使用旧式和传统方法，例如大型设备中的移动炉排或流化床技术，可令生物质及其它原料副产品直接用来加热。但这种做法会导致严重的能量损耗，而且，高浓度的烟气排放需要配套更复杂的排气系统。为了解除这些限制，生物质原料和其它原材料处理应运而生。生物质原料被干燥至含水量为10％或更少，并对应不同的应用将其研磨到几微米到几毫米尺寸的颗粒。通常，生物质处理行业依赖研磨机和旋转干燥机组合执行上述处理过程。这种处理方式是有问题的，因为干燥系统是依赖于燃烧一些干燥生物质的燃烧器来给生物质原料加热的，因此，排放控制系统成了一个必要的附加配置。此外，无法避免地产生了安装旋转干燥机和必要的辅助系统，以及兴建大型厂房以容纳整个系统的成本。一般来说，所有类型的干燥机(包括旋转干燥机，闪急管道干燥机等)在加热过程需要：1)利用部分的干燥生物质成品作为燃烧器燃料，对生物质原料加热；2)一个排放控制系统来处理烟道气体；和3)一定的资本投入，这对于中小型工厂而言并不是经济的资本投入。再者，现有的生物质干燥和研磨技术在处理过程中表现不稳定，能源效率低和/或脱水能力有限。特别是，这些技术往往从干燥室排出蒸汽和热空气，热能便以这种形式散失浪费掉。一些技术循环回收干燥室中的饱和空气，实际上限制了他们对生物质原料的脱水能力。当循环回收的空气达到湿度饱和时，便无法吸收更多的水分。这些技术在低温下操作，产生的冷凝水导致粘稠的生物质积聚在干燥室和单体旋风分离器内。所以需要一个有效的方法和系统来处理生物质原料。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种生物质原料处理系统，以解决上述存在的生物质原料含有较高的水分和较大的颗粒体积，很难直接使用，处理效率低、能量损耗严重等问题。本专利技术的目的之二在于提供一种生物质原料处理系统在生物质处理上的应用，通过该生物质原料处理系统处理生物质原料，处理后的生物质原料成为干燥、颗粒较小的生物质颗粒，能量消耗小、处理效率高。本专利技术的目的之一采用如下技术方案实现：一种生物质原料处理系统，包括主室和气流循环子系统，其中，所述主室包括上主室和下主室；下主室的侧面上设置有进料口，所述进料口用于接收生物质，下主室的底面上设置有进气孔，所述下主室中还设置有维修门、研磨元件、刮除元件和空气输入管路；所述维修门与下主室的底面铰接，用于打开或者关闭主室；所述研磨元件由驱动转轴驱动，用于研磨生物质；所述刮除元件设置于研磨元件末端，用于刮除附着于下主室内壁的生物质；所述空气输入管路输送空气以形成的气流进入进气孔并穿过研磨元件，所述下主室中产生上升的流化床；上主室包括内腔室和外腔室构成，所述内腔室位于外腔室内且与外腔室同轴，所述外腔室顶部设置有第一出口，所述内腔室顶部设置有第二出口；所述内腔室的顶部套接于外腔室的顶部，所述内腔室的底部设置有尖嘴口，流化床上升过程中，水分子流向外腔室的第一出口，生物质颗粒通过尖嘴口流向内腔室，并且质量小的生物质颗粒从内腔室的第二出口处排出；气流循环子系统包括：空气输入管路，用于输送空气进入进气孔；连接到所述第一出口的第一排气管路，用于排出所述外腔室内的水雾和空气；连接到所述第二出口的第二排气管路，用于排出所述内腔室内的空气和生物质颗粒。进一步地，所述驱动转轴上设置有至少一组研磨元件和刮除元件，所述研磨元件为链条或者旋转杆，所述刮除元件为刮刀、锤头及锤片中的至少一种。进一步地，所述驱动转轴上设置有三组并排的研磨元件，所述研磨元件为链条；由上至下，第一组链条的两端设置有五角形刮刀，第三组链条的两端设置有锤头。进一步地，所述驱动转轴上设置有三组并排的研磨元件，分别为第一研磨元件、第二研磨元件和第三研磨元件；所述第一研磨元件为链条，所述第一研磨元件两端连接有锤头；所述第二研磨元件为旋转杆，所述旋转杆两端连接有锤片，所述旋转杆上设置有刀片；所述第三研磨元件为链条，所述第三研磨元件两端连接有锤头。进一步地，所述研磨元件与驱动转轴可拆卸连接。进一步地，还包括预干燥单元，用于处理进入所述主室前的生物质；所述预干燥单元包括干燥室，所述干燥室内设置有接收生物质的传送带、加热生物质的加热元件、排走干燥室内雾气和/或水蒸汽的排气口和输出预干燥后生物质的出口；所述加热元件为亚微米波辐射装置。进一步地，所述空气输入管路包括至少两条气流回路，所述至少两条气流回路平行穿过进气孔。进一步地，所述气流循环子系统包括两个依次串联的多级旋风分离器，分别为第一多级旋风分离器和第二多级旋风分离器；所述第一多级旋风分离器的进气口与第二排气管路连通，所述第一多级旋风分离器及第二多级旋风分离器的出气口均经热交换器与大气连通，所述第一多级旋风分离器及第二多级旋风分离器的底部出口均用于收集生物质颗粒；所述第二多级旋风分离器的进气口通过所述热交换器与大气连通，空气经热交换器被输送至第二多级旋风分离器。进一步地，所述主室的侧面上设置有切向进气口，大气中的气体经过滤、加热后，通过切向进气口输送至主室中；所述第一多级旋风分离器的出气口同时还与切向进气口连通，用于回收第一多级旋风分离器排出的部分气体；所述第一排气管路经热交换器与大气连通，水分子通过热交换器后被排放到大气。本专利技术的目的之二采用如下技术方案实现：生物质原料处理系统在生物质处理上的应用。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术生物质原料处理系统通过形成流化床，有助于生物质原料的充分分散和生物质原料的固液分离，通过设置维修门也能方便对整体生物质处理系统的维修和替换。设置内圆桶及其尖嘴口，实现快速、有效地分离生物质与水分，结合主室的低压、较高气温，能够进一步实现生物质脱水。主室内的气体排出后经过有效的热交换，回收利用余热，降低能耗，减少过程中的排放量。另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质原料处理系统，其特征在于，包括主室和气流循环子系统，其中，所述主室包括上主室和下主室；下主室的侧面上设置有进料口，所述进料口用于接收生物质，下主室的底面上设置有进气孔，所述下主室中还设置有维修门、研磨元件、刮除元件和空气输入管路；所述维修门与下主室的底面铰接，用于打开或者关闭主室；所述研磨元件由驱动转轴驱动，用于研磨生物质；所述刮除元件设置于研磨元件末端，用于刮除附着于下主室内壁的生物质；所述空气输入管路输送空气以形成的气流进入进气孔并穿过研磨元件，所述下主室中产生上升的流化床；上主室包括内腔室和外腔室构成，所述内腔室位于外腔室内且与外腔室同轴，所述外腔室顶部设置有第一出口，所述内腔室顶部设置有第二出口；所述内腔室的顶部套接于外腔室的顶部，所述内腔室的底部设置有尖嘴口，流化床上升过程中，水分子流向外腔室的第一出口，生物质颗粒通过尖嘴口流向内腔室，并且质量小的生物质颗粒从内腔室的第二出口处排出；气流循环子系统包括：空气输入管路，用于输送空气进入进气孔；连接到所述第一出口的第一排气管路，用于排出所述外腔室内的水雾和空气；连接到所述第二出口的第二排气管路，用于排出所述内腔室内的空气和生物质颗粒。...

【技术特征摘要】
1.一种生物质原料处理系统，其特征在于，包括主室和气流循环子系统，其中，所述主室包括上主室和下主室；下主室的侧面上设置有进料口，所述进料口用于接收生物质，下主室的底面上设置有进气孔，所述下主室中还设置有维修门、研磨元件、刮除元件和空气输入管路；所述维修门与下主室的底面铰接，用于打开或者关闭主室；所述研磨元件由驱动转轴驱动，用于研磨生物质；所述刮除元件设置于研磨元件末端，用于刮除附着于下主室内壁的生物质；所述空气输入管路输送空气以形成的气流进入进气孔并穿过研磨元件，所述下主室中产生上升的流化床；上主室包括内腔室和外腔室构成，所述内腔室位于外腔室内且与外腔室同轴，所述外腔室顶部设置有第一出口，所述内腔室顶部设置有第二出口；所述内腔室的顶部套接于外腔室的顶部，所述内腔室的底部设置有尖嘴口，流化床上升过程中，水分子流向外腔室的第一出口，生物质颗粒通过尖嘴口流向内腔室，并且质量小的生物质颗粒从内腔室的第二出口处排出；气流循环子系统包括：空气输入管路，用于输送空气进入进气孔；连接到所述第一出口的第一排气管路，用于排出所述外腔室内的水雾和空气；连接到所述第二出口的第二排气管路，用于排出所述内腔室内的空气和生物质颗粒。2.根据权利要求1所述的生物质原料处理系统，其特征在于，所述驱动转轴上设置有至少一组研磨元件和刮除元件，所述研磨元件为链条或者旋转杆，所述刮除元件为刮刀、锤头及锤片中的至少一种。3.根据权利要求2所述的生物质原料处理系统，其特征在于，所述驱动转轴上设置有三组并排的研磨元件，所述研磨元件为链条；由上至下，第一组链条的两端设置有五角形刮刀，第三组链条的两端设置有锤头。4.根据权利要求2所述的生物质原料处理系统，其特征在于，所述驱动转轴上设置有三组并排的研磨元件，分别为第一研磨元件、第二研磨元件和第三研磨元件；...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆罕默德·拉克米尔，
申请(专利权)人：拉克逊国际发展有限公司，穆罕默德·拉克米尔，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA