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)的烘焙過程需要采用獨(dú)立的惰性氣體保證烘焙過程，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)顆粒來剝離其表面烘焙過程中形成的碳，；

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?，處理后剩余的烘焙氣與高溫?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，烘干倉傾斜設(shè)置并固定于機(jī)體上，烘干倉的空腔內(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)，烘干倉的空腔通過第一轉(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，烘干倉上轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸與烘干倉的中軸線相平行，傳動(dòng)軸的兩端均通過齒輪傳動(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)料倉內(nèi)開設(shè)有存料腔，儲(chǔ)料倉通過第二帶式輸送機(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)料倉上，儲(chǔ)料倉上安裝有用于驅(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)包括烘焙倉和轉(zhuǎn)動(dòng)軸，烘焙倉的空腔通過連通口實(shí)現(xiàn)與存料腔的連通，烘焙倉的空腔通過若干第二過濾網(wǎng)分隔形成若干從上到下依次排布的攪拌腔且各第二過濾網(wǎng)的孔徑從上到下依次減小，烘焙倉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)軸沿烘焙倉的中軸線轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于烘焙倉上，烘焙倉上安裝有用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸相對(duì)烘焙倉進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的第二電機(jī)，第二電機(jī)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)連接，第二過濾網(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依次之間以及氣固分離器和烘焙倉之間均通過管道實(shí)現(xiàn)連接，燃燒裝置和烘干倉之間管道內(nèi)的高溫?zé)煔馀c氣固分離器和烘焙倉之間管道內(nèi)的烘焙氣通過換熱器實(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)?；?。

31、(2)本發(fā)明通過對(duì)烘焙氣的循環(huán)利用，在低溫烘焙過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。