[實用新型]一種單片機智能控制的微波熱解微藻制油裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720364378.9
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN206868201U
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳春香;程正;陳峰;盧子廣;龍軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號: B01J19/12
• 分類號: B01J19/12;B01J19/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 楊衛(wèi)華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型為化工技術(shù)和電子電氣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單片機智能控制的微波熱解微藻制油裝置。

背景技術(shù)

微波是頻率在300MHz到300GHz的電磁波。根據(jù)分子的介電結(jié)構(gòu)來分類，分子可以分為極性分子和非極性分子。極性分子會在電磁場的作用下，由散亂的分布狀態(tài)變?yōu)榕c電磁場方向相同的整齊狀態(tài)，極性分子就會隨著電磁場方向的改變而不斷來回變化振動，分子就會產(chǎn)生劇烈的運動，然后極性分子就會互相摩擦碰撞產(chǎn)生大量熱量，這些熱量能夠加熱物料而使物料溫度上升。與常規(guī)加熱相比，微波加熱具有加熱瞬時性、加熱均勻性、加熱節(jié)能性、加熱選擇性、加熱控制性好等優(yōu)點，使之在生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化方面具有很大的發(fā)展前景。由于微藻水分含量高，干燥過程耗時、耗能，利用微波熱解微藻，不但可以節(jié)約時間，最重要的是可以節(jié)約能源消耗，提高微藻能源利用轉(zhuǎn)化效率。微波熱解微藻產(chǎn)油和產(chǎn)氣是一種競爭關(guān)系，在特定的熱解條件下微藻的產(chǎn)油率能達到最大。

目前關(guān)于微波熱解生物質(zhì)還是停留在實驗階段，往往利用傳統(tǒng)的微波爐或者簡單改造之后用以熱解生物質(zhì)，這類裝置無法大規(guī)模熱解生物質(zhì)且不易控制反應(yīng)溫度和監(jiān)控物料熱解進程，而罐內(nèi)的溫度和物料的熱解程度對熱解反應(yīng)產(chǎn)物和微藻的產(chǎn)油率有很大的影響，這就急需一種可以實時監(jiān)測罐內(nèi)溫度和反應(yīng)進行程度，并依此對罐內(nèi)溫度和微波功率進行控制的適合于大規(guī)模熱解微藻的裝置。

實用新型內(nèi)容

為解決上訴存在的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種單片機智能控制的微波熱解微藻制油裝置，利用攪拌裝置攪拌物料，一方面使之與吸收劑/催化劑均勻混合，另一方面使物料均勻熱解。利用內(nèi)置熱電偶和外置壓力傳感器，通過單片機控制微波功率和罐內(nèi)溫度，可以很好的提高微藻產(chǎn)油率，節(jié)省能源。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案：

一種單片機智能控制的微波熱解微藻制油裝置，包括電機、減速器、微波源、波導(dǎo)管、冷凝管、N₂瓶、進料口、單片機控制系統(tǒng)、攪拌軸、攪拌翅片、微波潰口、壓力傳感器、熱電偶、罐體；所述的罐體設(shè)置有進料口；所述的罐體的上部中心位置設(shè)置有減速器，所述的減速器上設(shè)置有電機，減速機的主軸上固定連接有攪拌軸；所述的攪拌軸貫穿整個罐體，所述的攪拌軸上設(shè)置有攪拌翅片，電機型號：BLD09-11-0.37KW，減速器型號：PX57N006S0；所述的罐體上部設(shè)置有微波源，所述的微波源密封連接有波導(dǎo)管，所述的波導(dǎo)管上設(shè)置有微波潰口；所述的微波源包括4個微波發(fā)生系統(tǒng)和1個微波控制系統(tǒng)，微波發(fā)生系統(tǒng)由磁控管、波導(dǎo)管等組成，微波控制系統(tǒng)由微波電源與PLC組成，單片機控制系統(tǒng)與PLC通信通過控制微波電源從而控制微波功率，一套微波控制系統(tǒng)控制4組微波發(fā)生系統(tǒng)，磁控管產(chǎn)生的微波功率為0-3kW，型號為：LG-2M285，微波電源型號：LECL-4*1000B，PLC型號：西門子S7-200CN。所述的波導(dǎo)管設(shè)置在罐體內(nèi)部；所述的罐體左側(cè)通過管道密封連接有冷凝管，右側(cè)通過管道密封連接有N₂瓶；罐體的底部設(shè)置有若干壓力傳感器；所述的罐體內(nèi)部設(shè)置有若干個熱電偶；所述的罐體外壁設(shè)置有單片機控制系統(tǒng)，所述的單片機控制系統(tǒng)包括單片機系統(tǒng)1、單片機系統(tǒng)2、單片機系統(tǒng)3、放大及A/D轉(zhuǎn)換電路和數(shù)據(jù)變送器，所述的熱電偶將檢測到的溫度信號經(jīng)過放大及A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化之后發(fā)送給單片機系統(tǒng)1，單片機系統(tǒng)1將多個熱電偶的檢測到的溫度取平均值后在LCD上顯示罐內(nèi)溫度并把數(shù)據(jù)傳遞給單片機系統(tǒng)3。壓力傳感器檢測的重量信號通過數(shù)據(jù)變送器送到單片機系統(tǒng)2，單片機系統(tǒng)2將多個壓力傳感器檢測到的重量取平均值后在LCD上顯示罐體質(zhì)量并把數(shù)據(jù)傳遞給單片機系統(tǒng)3。單片機系統(tǒng)3通過重量和溫度信號控制微波源的功率大小；該裝置通過壓力傳感器和熱電偶檢測罐內(nèi)的反應(yīng)進度和溫度，利用單片機控制系統(tǒng)通過微波功率和溫度對罐內(nèi)反應(yīng)進行控制。熱電偶測溫范圍為0～1300℃，分辨率為1℃，型號：K型，壓力傳感器型號：JHBM-7，數(shù)據(jù)變送器洋傳感系統(tǒng)型號：DYBSQ-001。

進一步還包括抽氣泵、過濾網(wǎng)和牛角管，所述的冷凝管的上部管道連接有抽氣泵，所述的抽氣泵兩邊設(shè)置有過濾網(wǎng)，防止微藻被吸入冷凝管中；所述的冷凝管的底部連接有牛角管，方便生成的油的收集。

進一步，還包括隔熱層，所述的罐體內(nèi)部設(shè)置有隔熱層，防止罐體內(nèi)部熱量的流失，節(jié)省能源。

進一步，所述波導(dǎo)管的管體上還設(shè)有多個附加微波潰口，方便微波的散發(fā)，所述附加微波潰口上設(shè)有密封結(jié)構(gòu)。