[發(fā)明專利]一種基于太陽能供熱的生物質烘焙耦合造粒裝置

在審

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• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN112999973A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 呂薇;王旭;王乾;陶立;錢德玉;梁禹琪;萬馨瞳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B01J2/00
• 分類號: B01J2/00;B01D53/00;B01D53/26;B01D50/00;F24S10/40;F24S10/70;F24S23/70;F24S23/74;F24S60/10
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1.一種基于太陽能供熱的生物質烘焙耦合造粒裝置，包括生物質進料單元、烘焙預處理單元、產物收集單元和生物質造粒單元，其中，生物質進料單元由原料倉（2）、粉碎機（1）惰性氣體氣罐（3）、載氣原料倉（4）、及電動機（5）和螺旋輸送機（6）組成；烘焙預處理單元由太陽能真空集熱管（7）、太陽能聚光反射板（25）、真空層（8）、相變儲熱層（9）和烘焙室（10）組成；產物收集單元由氣固分離器（11）、揮發(fā)分管道（24）、冷凝器（20）、不可凝氣體管道（23）、干燥過濾器（22）和儲氣罐（21）組成；生物質造粒單元有粉碎機（12）、添加劑料斗（13）、輸料風管（14）、旋風除塵器（15）、輸料皮帶（16）、生物質造粒機（19）和儲料倉（18）組成，其結構特征還在于：原料倉出口連接粉碎機入口，粉碎機出口連接物料及載氣倉進口，惰性氣體氣罐（3）出口連接載氣物料倉（4）進口，載氣物料倉（4）下方設置螺旋輸送機（6），螺旋輸送機（6）連接電動機（5）；太陽能真空集熱管（7）設置在線性太陽能聚光反射板（25）聚焦的軸線上，烘焙室（10）內部設置螺旋輸送機（6）與載氣物料倉(4)相連，相變儲熱層（9）內部填充有相變材料，其外表面涂有太陽能選擇性吸收涂層；氣固分離器（11）進口與烘焙預處理單元管道出口相連，氣體產物通過揮發(fā)分管道（24）與冷凝器（20）進口相連，冷凝器（20）出口通過不可凝氣體管道（23）與干燥過濾器（22）進口相連，干燥過濾器（22）出口與儲氣罐（21）相連，固體產物出口與粉碎機（12）相連，粉碎機（12）出口通過輸料風管（14）與旋風除塵器（15）進口相連，旋風除塵器出口用過輸料皮帶（16）與生物質造粒機（19）進口相連，生物質造粒機（19）的出口與儲料倉（18）相連；從而構成了完整的生產裝置。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于太陽能供熱的生物質烘焙耦合造粒裝置，其工作原理在于：生物質原料經粉碎機（1）初步粉碎后614）轉動，通過調節(jié)電動機（12）的頻率來控制螺旋輸送機（14）的轉速，從而將生物質原料不斷地送入烘焙室（10）進行烘焙預處理，溫度范圍為200-300℃，同時，惰性氣體從惰性氣體氣罐（3）經載氣物料倉（4）送至烘焙室（10）；太陽能真空集熱管（7）接收到來自于太陽能聚光反射板（25）反射的太陽光，太陽光透過真空層（8）在具有太陽能選擇性吸收涂層的相變儲熱層（9）外表面進行光熱能量轉換，并將熱量傳遞至相變儲熱層（9）內部的相變材料，通過相變材料的相變向烘焙室（10）傳遞熱量，完成生物質原料的烘焙預處理；烘焙預處理后的產物進入氣固分離器（11）實現(xiàn)氣固分離；固體產物被氣固分離器（11）收集后進入粉碎機（12）進一步粉碎，粉碎后的烘焙生物質進入到旋風除塵器（15）中分離得到的烘焙生物質原料進入到生物質造粒機（19）中進行致密化處理，氣體產物通過揮發(fā)分管道（24）進入到冷凝器（20）中，可凝性氣體在冷凝器（20）中冷凝為液體產物，不可凝性氣體經過不可凝揮發(fā)分管道（23）進入干燥過濾器（22）處理后進入儲氣罐（21）。

3.根據(jù)權利要求1和2所述的一種基于太陽能供熱的生物質烘焙耦合造粒裝置，其特征在于，所述的生物質進料單元中惰性氣體氣罐（3）中的惰性氣是烘焙預處理載氣和保護氣。

4.根據(jù)權利要求1和2所述的一種基于太陽能供熱的生物質烘焙耦合造粒裝置，其特征在于，所述的烘焙預處理單元中相變儲熱層（9）利用相變材料的相變吸熱和放熱保證烘焙室（10）溫度的相對恒定，減小一天中太陽輻射變化的影響。

5.根據(jù)權利要求1和2所述的一種基于太陽能供熱的生物質烘焙耦合造粒裝置，其特征在于，所述的造粒單元中送入粉碎機(3)的烘焙生物質生物質與煤粉或硅藻土混合比例為：生物質原料占90～97％，煤粉或硅藻土占3～10％；也可以不加添加劑，烘焙生物質直接成型。

6.根據(jù)權利要求1和2所述的一種基于太陽能供熱的生物質烘焙耦合造粒裝置，其特征在于，所述的造粒單元中在粉碎機(12)上端設置添加劑料斗(13)。

7.根據(jù)權利要求1和2所述的一種基于太陽能供熱的生物質烘焙耦合造粒裝置，其特征在于，所述的產物收集單元中所有的管道外表面設置保溫層，防止在反應過程中反應產物的冷凝；產物收集單元中氣固分離器（11）進出口管道外設置保溫層，防止氣體產物冷凝。