一种水热炭化一体化工艺设备制造技术

本发明专利技术涉及一种水热炭化一体化工艺设备，属于水热炭化技术领域，解决了现有设备占用空间大、结构复杂、产生的水热炭质量差的问题。水热炭化一体化工艺设备包括位于同一安装平面上的破碎机、发酵罐和高压反应釜；破碎机的出料口通过第一输送通道与发酵罐的第一进料口连接；发酵罐的出料口通过第二输送通道与高压反应釜的进料口连接；第一输送通道设有至少1个物料举升机构；第二输送通道设有流体泵。本发明专利技术适用多种形式的生物质，节省了整个设备占用的高度空间，提高了水热炭化的反应率，增加了水热炭的能量密度。

An integrated process equipment of hydrothermal carbonization

【技术实现步骤摘要】
一种水热炭化一体化工艺设备
本专利技术涉及水热炭化
，尤其涉及一种水热炭化一体化工艺设备。
技术介绍
生物质广义为一切有机的可以生长的物质，针对生物质废弃物可以进行水热炭化来进行回收利用，制备成能量密度较高的水热炭，来作为燃料使用。但是生物质废气物的种类较多，不同种类之间的生物质的物理特性也相差较多。例如，农业植物类生物质通常包括秸秆和畜牧粪便，含碳量较高、水份较少，呈现固体的状态；生活、餐余垃圾，含水量较高，呈现液体或固液混合的状态；污泥类垃圾，通常含有一定量的微生物，粘稠性较高，呈现固液混合的状态。由于生物质废弃物物理性质的差异，回收再利用时需要进行相应的分类以进行水热炭化，极大地增加了生物质再利用的成本和难度。现有的处理方式包括两种：其一，将破碎机设置在高处，发酵罐设置在低处，使得破碎后的生物质能够直接通过管道输送至发酵罐内，但是会占用较多的高度空间，要么需要设置专门的高台来安装破碎机，要么需要设置专门的深坑来安装发酵罐，结构复杂不利于整个系统的设置；其二，由于无法同时实现固液混合生物质的举升，只能先将生物质固液分离，再单独使用相应的破碎机和发酵罐在同一水平面的设备，分别进行固态生物质的水热炭化和液态生物质的水热炭化，但是因为需要两套设备来分别进行水热炭化，需要的空间和资源更多。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种水热炭化一体化工艺设备，用以解决现有设备占用空间大、结构复杂、产生的水热炭质量差的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：本专利技术技术方案中，一种水热炭化一体化工艺设备，水热炭化一体化工艺设备包括位于同一安装平面上的破碎机、发酵罐和高压反应釜；破碎机用于对生物质进行破碎，破碎机的出料口通过第一输送通道与发酵罐的第一进料口连接；发酵罐的出料口通过第二输送通道与高压反应釜的进料口连接；第一输送通道设有至少1个物料举升机构；第二输送通道设有流体泵。本专利技术技术方案中，物料举升机构包括：方管框架及2个半方管机构；半方管机构包括：半方管、可转挡板、电机；方管框架能够将2个半方管机构的半方管拼合成方管，电机用于驱动半方管沿方管轴线方向滑动；半方管包括整侧壁和2个半侧壁，半侧壁的边缘设有密封滑槽，整侧壁与可转挡板铰接，且可转挡板能够向流体流动方向转动使物料能够在方管中流动；可转挡板为长方形板，且可转挡板的短边长度与方管的内壁宽度相等，可转挡板的四周边缘均设有密封条。本专利技术技术方案中，第一输送通道还设有多个套管，套管的两端均为刚性的方形连接头，方形连接头能够套设在方管的外侧，并与方管框架固定连接。本专利技术技术方案中，破碎机的出料口和发酵罐的第一进料口均设有能够与方形连接头固定连接的接口。本专利技术技术方案中，发酵罐设有搅拌装置；搅拌装置包括转轴、旋转电机、叶片和升降电机；旋转电机用于控制转轴周向旋转，升降电机用于控制转轴轴向移动；叶片设有多个，且均布固定设置在转轴上。本专利技术技术方案中，第二输送通道设有四通结构，四通结构包括1个输入端和3个输出端，且1个输入端和3个形成正三棱锥；高压反应釜的进料口设有3个且沿高压反应釜的周向均布；每个四通结构的输出端各与1个高压反应釜的进料口连接。本专利技术技术方案中，高压反应釜的罐体为轴线垂直与安装平面的回转体，且罐体的下部为上粗下细的圆台状结构。本专利技术技术方案中，高压反应釜的出料口设置在罐体的底端，高压反应釜的出料口与固液分离装置装置连接。本专利技术技术方案中，破碎机的出料口设置在破碎机的底部；高压反应釜的出料口与固液分离装置装置连接；发酵罐的第一进料口和第二进料口设置在发酵罐的顶部，发酵罐的出料口设置在发酵罐的底部。本专利技术技术方案中，发酵罐的第一进料口、第二进料口和出料口均设置有密封阀门。本专利技术技术方案至少能够实现以下效果之一：1、本专利技术能够将破碎机、发酵罐和高压反应釜安装在同一水平面上，通过物料举升机构可以将破碎后的固液混合物料采用封闭式的方式从低处输送至高处，同时通过流体泵将搅拌后和发酵后的液态物料从低处输送至高处，节省了整个设备占用的高度空间，并使得破碎机、发酵罐和高压反应釜这样的大型设备可以简单地设置在水平面上即可，无需设置两套单独的设备来分别进行固态物料和液态物料的处理；2、本专利技术通过发酵罐可以将破碎后的生物质与水和接种物混合成混合物料，再根据实际需要，将混合物料直接输送至高压反应釜进行水热炭化或先在发酵罐内发酵再输送至高压反应釜进行水热炭化，可以使最终得到的水热炭具有良好的孔径、大量的酸性表面官能团、有机质，不仅可以用于中和处理常见的碱性污染物并使其无害化，还能提高水热炭本申请的能量密度和能量利用效率，提高对生物质原料的适应性；3、本专利技术将四通结构和高压反应釜进料口均设置为周向均布，使得高压反应釜内的水热炭化过程更加均匀充分，提高了水热炭化的反应率。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例的整体结构示意图；图2为本专利技术实施例中物料举升机构的局部剖视图；图3为本专利技术实施例中物料举升机构的横截面示意图；图4为本专利技术实施例中物料举升机构的纵截面示意图；图5为本专利技术实施例中物料举升机构的原理图一；图6为本专利技术实施例中物料举升机构的原理图二。附图标记：1-破碎机；2-发酵罐；3-高压反应釜；4-物料举升机构；5-套管；6-四通结构；7-半方管；8-可转挡板；9-方管框架。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本专利技术一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。在本专利技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。在进行水热炭化时，通常需要进行生物质的破碎和发酵，破碎采用破碎机1，发酵采用发酵罐。但是为了保证破碎后的物料能够充分地进行水热炭化反应，通常发酵罐的进料口设置在顶部，而出料口设置在底部，以充分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水热炭化一体化工艺设备，其特征在于，所述水热炭化一体化工艺设备包括位于同一安装平面上的破碎机(1)、发酵罐(2)和高压反应釜(3)；/n所述破碎机(1)用于对生物质进行破碎，所述破碎机(1)的出料口通过第一输送通道与所述发酵罐(2)的第一进料口连接；所述发酵罐(2)的出料口通过第二输送通道与所述高压反应釜(3)的进料口连接；/n所述第一输送通道设有至少1个物料举升机构(4)；所述第二输送通道设有流体泵。/n

【技术特征摘要】
1.一种水热炭化一体化工艺设备，其特征在于，所述水热炭化一体化工艺设备包括位于同一安装平面上的破碎机(1)、发酵罐(2)和高压反应釜(3)；
所述破碎机(1)用于对生物质进行破碎，所述破碎机(1)的出料口通过第一输送通道与所述发酵罐(2)的第一进料口连接；所述发酵罐(2)的出料口通过第二输送通道与所述高压反应釜(3)的进料口连接；
所述第一输送通道设有至少1个物料举升机构(4)；所述第二输送通道设有流体泵。


2.根据权利要求1所述的水热炭化一体化工艺设备，其特征在于，所述物料举升机构(4)包括：方管框架(9)及2个半方管机构。


3.根据权利要求2所述的水热炭化一体化工艺设备，其特征在于，所述第一输送通道还设有多个套管(5)，所述套管(5)的两端均为刚性的方形连接头，所述方形连接头能够套设在所述方管的外侧，并与方管框架(9)固定连接。


4.根据权利要求3所述的水热炭化一体化工艺设备，其特征在于，所述破碎机(1)的出料口和发酵罐(2)的第一进料口均设有能够与所述方形连接头固定连接的接口。


5.根据权利要求4所述的水热炭化一体化工艺设备，其特征在于，所述发酵罐(2)设有搅拌装置；所述搅拌装置包括转轴、旋转电机、叶片和升降电机；
所述旋转电机用于控制所述转轴周向旋转，所述升降电机用于控制所述转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹亦俊，王重庆，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41