本發(fā)明涉及生物質(zhì)制粉領(lǐng)域，具體涉及一種生物質(zhì)烘焙制備粉狀提質(zhì)燃料工藝及裝置。

背景技術(shù)：

1、生物質(zhì)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一類難以利用的有機(jī)固廢，包括農(nóng)作物殘留物、玉米秸桿、蘆竹等，常常采用堆積或焚燒的處理方式，不僅占用土地面積，同時(shí)對(duì)大氣、水體和土壤等周圍環(huán)境造成污染。在對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行處理的過(guò)程中，生物質(zhì)表面或堆積內(nèi)部會(huì)存在大量的粉塵，對(duì)后續(xù)烘焙等熱處理過(guò)程產(chǎn)生影響，需要對(duì)其進(jìn)行篩分、烘干，降低生物質(zhì)灰分和水分，并且傳統(tǒng)烘焙裝置能耗高。

2、同時(shí)，生物質(zhì)低溫烘焙反應(yīng)條件比較苛刻，體系中不能通有氧氣，需要?jiǎng)?chuàng)造一種惰性氛圍的方式進(jìn)行，壓力為常壓，其過(guò)程主要的目標(biāo)產(chǎn)物是處于生物半焦?fàn)顟B(tài)，并以相對(duì)較慢的速度熱解，生物質(zhì)中的水分大部分脫離，輕質(zhì)揮發(fā)分同樣也如此，傳統(tǒng)的烘焙過(guò)程需要采用獨(dú)立的惰性氣體保證烘焙過(guò)程，這需要消耗一定量的惰性氣體(如氮?dú)?且惰性氣體的升溫過(guò)程也需要消耗一定的能量，使得能量消耗增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種生物質(zhì)烘焙制備粉狀提質(zhì)燃料工藝及裝置，該工藝和裝置能夠提高生物質(zhì)的燃料性能以及制備過(guò)程中熱量的利用率，在保障烘焙效率的同時(shí)降低了烘焙能耗。

2、本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種生物質(zhì)烘焙制備粉狀提質(zhì)燃料工藝，包括如下步驟：

4、步驟1：烘干工序，將生物質(zhì)進(jìn)行粗破碎形成生物質(zhì)顆粒，隨后將生物質(zhì)顆粒進(jìn)行篩分，并在此過(guò)程中進(jìn)行烘干；

5、步驟2：烘焙工序，對(duì)干燥后的生物質(zhì)顆粒進(jìn)行烘焙，且在此過(guò)程中對(duì)生物質(zhì)顆粒進(jìn)行攪拌研磨；

6、步驟3：制粉工序，將烘焙后的生物質(zhì)顆粒進(jìn)行多級(jí)細(xì)粉碎形成生物質(zhì)粉末。

7、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟1包括：

8、步驟1.1，將篩分處理后待烘干的生物質(zhì)顆粒從高處向低處水平斜向下輸送，同時(shí)沿生物質(zhì)顆粒輸送方向的反方向輸送熱煙氣；

9、步驟1.2，將輸送中的生物質(zhì)顆粒繞其輸送方向由低處向高處螺旋輸送，使得生物質(zhì)顆粒從高處掉落；

10、步驟1.3，在生物質(zhì)顆粒水平斜向下輸送的末端進(jìn)行篩分，粒徑不小于20mm的生物質(zhì)顆粒進(jìn)行破碎后并重復(fù)步驟1.1和步驟1.2。

11、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟2包括：

12、步驟2.1，生物質(zhì)顆粒自上而下逐層掉落，進(jìn)行豎直輸送；

13、步驟2.2，對(duì)各層的生物質(zhì)顆粒進(jìn)行攪拌，并沿平面螺旋軌跡擊打剝離生物質(zhì)顆粒來(lái)剝離其表面烘焙過(guò)程中形成的碳，；

14、步驟2.3，烘焙后的生物質(zhì)顆粒與其烘焙過(guò)程中產(chǎn)生的烘焙氣一同排出并進(jìn)行制粉工序。

15、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟3包括：

16、步驟3.1，將制成的生物質(zhì)粉末連同烘焙氣一同排出并進(jìn)行氣固分離；

17、步驟3.2，將分離的烘焙氣進(jìn)行脫水和加壓；

18、步驟3.3，將處理后的10％-50％的烘焙氣、可燃?xì)庖约翱諝馊紵纬筛邷責(zé)煔猓幚砗笫Ｓ嗟暮姹簹馀c高溫?zé)煔膺M(jìn)行換熱后作為高溫惰性氣體用于生物質(zhì)顆粒的烘焙。

19、本發(fā)明還提供了一種基于上述技術(shù)方案中任一項(xiàng)所述生物質(zhì)烘焙制備粉狀提質(zhì)燃料工藝的裝置，包括：

20、烘干工位，其通過(guò)送料機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)生物質(zhì)顆粒的傾斜向下輸送，并通過(guò)送風(fēng)裝置將熱煙氣沿生物質(zhì)顆粒的輸送方向的同方向或反方向輸送；

21、烘焙工位，其通過(guò)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)將生物質(zhì)顆粒由烘干工位轉(zhuǎn)運(yùn)至烘焙工位，并通過(guò)攪拌機(jī)構(gòu)將生物質(zhì)顆粒進(jìn)行攪拌并研磨；

22、制粉工位，其通過(guò)螺旋輸送機(jī)將生物質(zhì)顆粒由烘焙工位轉(zhuǎn)運(yùn)至制粉工位，并通過(guò)若干制粉機(jī)將生物質(zhì)顆粒制成生物質(zhì)粉末；

23、其中，所述烘焙工位和制粉工位之間設(shè)有用于烘焙氣在兩者之間循環(huán)輸送的送氣機(jī)構(gòu)。

24、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述送料機(jī)構(gòu)包括烘干倉(cāng)，烘干倉(cāng)傾斜設(shè)置并固定于機(jī)體上，烘干倉(cāng)的空腔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)位于第二轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)的斜上方，烘干倉(cāng)上安裝有用于驅(qū)動(dòng)第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)同步轉(zhuǎn)動(dòng)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，烘干倉(cāng)的空腔通過(guò)第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)分隔形成沿其軸向斜向下依次相連通設(shè)置的進(jìn)料腔、烘干腔以及進(jìn)氣腔，進(jìn)料腔的頂面上開設(shè)有進(jìn)料口，第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上沿其軸向貫穿開設(shè)有出氣通道，出氣通道與烘干腔相連通并穿設(shè)于進(jìn)料腔上，進(jìn)料腔內(nèi)設(shè)有螺旋葉片，螺旋葉片固定于第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)上，第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)和第二轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)之間通過(guò)輸送片實(shí)現(xiàn)連接，輸送片位于烘干腔內(nèi)且其呈螺旋狀，輸送片上沿其螺旋軌跡設(shè)有若干等間距排布的取料架，取料機(jī)的進(jìn)口位于生物質(zhì)顆粒的輸送軌跡上，烘干腔底面的底端上開設(shè)有第一出料口，第一出料口上設(shè)有第一過(guò)濾網(wǎng)，進(jìn)氣腔上沿其軸向開設(shè)有進(jìn)氣口且其的底端上開設(shè)有第二出料口。

25、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)或第二轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)之間的傳動(dòng)連接，烘干倉(cāng)上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸與烘干倉(cāng)的中軸線相平行，傳動(dòng)軸的兩端均通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分別與第一轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、第二轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)傳動(dòng)連接。

26、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)包括儲(chǔ)料倉(cāng)以及用于生物質(zhì)顆粒斜向上輸送的第一帶式輸送機(jī)，第一帶式輸送機(jī)的上料口位于第一出料口的正下方且其的下料口位于儲(chǔ)料倉(cāng)進(jìn)口的正上方，第一帶式輸送機(jī)的皮帶上設(shè)有若干等間距排布的第一擋板，第一擋板與皮帶呈垂直設(shè)置，儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)開設(shè)有存料腔，儲(chǔ)料倉(cāng)通過(guò)第二帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)將其內(nèi)的生物質(zhì)顆粒輸送至存料腔內(nèi)，第二帶式輸送機(jī)的的皮帶上設(shè)有若干等間距排布的第二擋板，第二擋板與皮帶呈傾斜設(shè)置，以使得第二擋板和皮帶之間形成用于容納生物質(zhì)顆粒的容納腔，存料腔頂端的開口轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有第一封閉板并安裝有用于驅(qū)動(dòng)第一封閉板轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)，存料腔的底面上開設(shè)有連通口，連通口上設(shè)有第二封閉板，第二封閉板滑動(dòng)設(shè)置于儲(chǔ)料倉(cāng)上，儲(chǔ)料倉(cāng)上安裝有用于驅(qū)動(dòng)第二封閉板水平滑動(dòng)的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

27、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述攪拌機(jī)構(gòu)包括烘焙倉(cāng)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸，烘焙倉(cāng)的空腔通過(guò)連通口實(shí)現(xiàn)與存料腔的連通，烘焙倉(cāng)的空腔通過(guò)若干第二過(guò)濾網(wǎng)分隔形成若干從上到下依次排布的攪拌腔且各第二過(guò)濾網(wǎng)的孔徑從上到下依次減小，烘焙倉(cāng)的頂面和底面分別開設(shè)有用于供烘焙氣輸入的通氣口以及用于生物質(zhì)顆粒和烘焙氣一同排出的排料口，螺旋輸送機(jī)的入料口與排料口相連通，轉(zhuǎn)動(dòng)軸沿烘焙倉(cāng)的中軸線轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于烘焙倉(cāng)上，烘焙倉(cāng)上安裝有用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對(duì)烘焙倉(cāng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)，第二電機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)連接，第二過(guò)濾網(wǎng)套設(shè)于轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)有若干與第二過(guò)濾網(wǎng)一一對(duì)應(yīng)的攪拌片且攪拌片位于相對(duì)應(yīng)的第二過(guò)濾網(wǎng)的上方，相鄰兩個(gè)攪拌腔內(nèi)的攪拌片相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸呈左右設(shè)置，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上與攪拌片相對(duì)的位置設(shè)有金屬鏈條，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上沿其軸向滑動(dòng)設(shè)置有滑動(dòng)桿，金屬鏈條的一端固定于滑動(dòng)桿上且其的另一端穿過(guò)傳動(dòng)軸并外露于傳動(dòng)軸上，金屬鏈條的另一端上固定有擊打球，烘焙倉(cāng)上豎直滑動(dòng)設(shè)置有升降板并安裝有用于驅(qū)動(dòng)升降板直線滑動(dòng)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，滑動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接于升降板上。

28、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述送氣機(jī)構(gòu)包括用于將制粉機(jī)排出的生物質(zhì)粉末和烘焙氣進(jìn)行分離的氣固分離器以及用于烘焙氣和氧氣進(jìn)行燃燒形成高溫?zé)煔獾娜紵b置，制粉機(jī)、氣固分離器、燃燒裝置以及烘干倉(cāng)依次之間以及氣固分離器和烘焙倉(cāng)之間均通過(guò)管道實(shí)現(xiàn)連接，燃燒裝置和烘干倉(cāng)之間管道內(nèi)的高溫?zé)煔馀c氣固分離器和烘焙倉(cāng)之間管道內(nèi)的烘焙氣通過(guò)換熱器實(shí)現(xiàn)熱交換。

29、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果：

30、(1)本發(fā)明能夠?qū)⑸镔|(zhì)原料轉(zhuǎn)化為粉狀提質(zhì)燃料，在降低生物質(zhì)水分含量的同時(shí)也提高了生物質(zhì)產(chǎn)物的熱值和能量密度，提高了生物質(zhì)的燃料性能，且方便了長(zhǎng)期貯存和長(zhǎng)距離運(yùn)輸，使生物質(zhì)實(shí)現(xiàn)資源化，利于實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的規(guī)模化利用。

31、(2)本發(fā)明通過(guò)對(duì)烘焙氣的循環(huán)利用，在低溫烘焙過(guò)程中起到隔絕氧氣的作用的同時(shí)也能夠利于其熱量為生物質(zhì)的烘焙提供熱量，實(shí)現(xiàn)了熱量的多級(jí)利用，提高了熱量的利用率，從而保障了烘焙效率并降低了烘焙能耗。