[發明專利]一種水熱炭化裝置

在審

• 申請號: 202010059592.X
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111057566A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 楊生茂;劉玉學;呂豪豪;鐘哲科;王國東;汪玉瑛;何莉莉
• 申請（專利權）人: 浙江省農業科學院
• 主分類號: C10B53/00
• 分類號: C10B53/00
• 代理公司: 杭州知見專利代理有限公司 33295
• 代理人: 張華

本發明涉及一種水熱炭化裝置，解決現有水熱炭化裝置攪拌軸密封要求高，攪拌軸的軸桿和葉片積聚的炭不易清理，嚴重影響最終產品成分檢測的問題。本裝置包括機架，機架上架設有向上開口的水熱炭化罐，所述水熱炭化罐的上方扣設有蓋體，所述蓋體的中心設置有磁力傳動聯軸器，蓋體上方設有與磁力傳動聯軸器輸入端相連的電機，蓋體下方設有與磁力傳動聯軸器輸出端相連的攪拌器，所述攪拌器為無中軸的螺旋形葉片，機架頂部還設有吊裝裝置，蓋體上方的環周設有環形繞線的通交變電流的線圈，所述線圈軸線與磁力傳動聯軸器軸線重合，線圈內徑大于蓋體外徑。本發明可以對水熱炭化罐的攪拌器粘附物進行充分清理，保證試驗制備水熱炭使用時試驗結果的準確。

技術領域

本發明屬于生物炭領域，涉及一種水熱炭化裝置。

背景技術

水熱炭化是一種以生物質或其組分為原料，以水為溶劑和反應介質，在150℃-375℃和不同壓力下，經水熱反應得到生物炭的過程。水熱炭化裝置通常是一個可以密封的炭化罐，炭化罐關閉時可以通過加熱、增壓，達到生物質炭化的目的。反應時炭化罐內的溫度可以達到150度以上，壓力可以在10個大氣壓以上。由于炭化罐內的高壓環境，罐體上的開孔越少，可以保持更好的密封性。炭化罐內的懸濁液長時間靜置容易產生沉淀，導致固形物團聚，不利于生物質的充分炭化及炭產物形成，然而由于炭化罐內的高壓條件，設置轉動軸穿過罐體或者蓋體在炭化罐進行攪拌時，轉軸穿透處的密封要求高，轉動阻力大，且存在滲漏溢出的風險。而且常用的罐體轉軸通常為一根軸桿，軸桿下部設置一組葉片或者在不同高度設置多組葉片進行攪拌。水熱炭化產生的炭化物基團容易粘附到軸桿、葉片以及軸桿和葉片的交界線處，長期使用時積炭增厚不易清理，作為試驗裝置使用時，嚴重影響最終產品的成分檢測。

發明內容

本發明的目的在于解決現有水熱炭化裝置攪拌軸密封要求高，攪拌軸的軸桿和葉片積炭不易清理，嚴重影響最終產品成分檢測的問題，提供一種水熱炭化裝置，實現隔斷式磁力傳動，改善轉軸轉動的密封效果，且減少積炭，并可以對積炭進行清理。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種水熱炭化裝置，包括機架，機架上設有向上開口的水熱炭化罐，水熱炭化罐包括內罐體和外罐體，內罐體和外罐體之間夾設有隔熱層，其特征在于：所述水熱炭化罐的上方扣設有蓋體，所述蓋體的中心設置有磁力傳動聯軸器，蓋體上方設有與磁力傳動聯軸器輸入端相連的電機，蓋體下方設有與磁力傳動聯軸器輸出端相連的攪拌器，所述攪拌器為無中軸的螺旋形葉片，機架頂部還設有帶動蓋體升降的吊裝裝置，蓋體上方的環周設有環形繞線的連通交變電流的線圈，所述線圈軸線與磁力傳動聯軸器軸線重合，線圈內徑大于蓋體外徑。水熱炭化罐內部工作溫度可以達到150攝氏度以上，內壓可能達到10-100倍大氣壓以上，因此，罐體密封要求非常高。本裝置采用磁力傳動聯軸器，將外部動力采用磁力傳動帶動內部攪拌器轉動，磁力傳動聯軸器內部設有隔板，可以對內外進行阻斷，保證密封性。水熱炭化罐炭化時間長，因此要定時攪拌，避免物料團聚沉淀，攪拌器伸入罐體內的液位以下，炭化產物容易粘附到攪拌器上。對于傳統的軸桿攪拌器，軸桿上設置葉片，軸桿和葉片的交界處最容易積聚炭化物，而且由于夾角的存在，極難清理，但如果不做清理，在下一次炭化時候積聚的炭化物容易溶出，上述現象對于同一物料的多次水熱炭化無影響，但是對于試驗階段需要對不同原料、不同溫度以及壓力條件進行試驗，上次未被清理的炭化物溶出會影響后續炭化產物，導致試驗偏差。本裝置采用無中軸的螺旋形葉片，不存在軸桿和葉片的交角，因此炭化產物即使粘附也不存在死角，容易清理，而且本裝置在蓋體上方環周設置線圈，當蓋體升起時，線圈與螺旋形葉片平齊，線圈通高頻交變電流形成震蕩磁場，螺旋形葉片為薄片狀，由于無中軸支撐，在震蕩磁場中產生高頻變化的感應電流，促使螺旋形葉片升溫且小幅度高頻振動，根據需要進行30秒至5分鐘后，能降低炭化產物粘附力，后續用水槍沖洗能將粘附的炭化產物清理。

作為優選，所述線圈的上方和/或下方的機架上設有朝向線圈中心點的定向超聲波發生器。超聲波發生器的定向性能好，能沖擊螺旋形葉片表面的炭化產物進行振動松解。超聲波產生的振動效應和磁場震蕩的振動效應頻率不同，使炭化產物與螺旋形葉片處于不同的振動狀態，更容易分離。