專利名稱：一種用于流化床的生物質精確進料裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于流化床的生物質精確進料裝置，屬于能源化工設備技術領 域。
背景技術：
生物質能是可再生能源的重要組成部分.生物質能的高效開發(fā)利用，對解決能 源、生態(tài)環(huán)境問題將起到十分積極的作用。進入20世紀70年代以來，世界各國尤其是經 濟發(fā)達國家都對此高度重視，積極開展生物質能應用技術的研究。在生物質能源轉化利 用技術中，流化床是非常普遍的一種設備，通常作為整套設備的核心。然而，其問題之 一就是進料問題，進料速率是否穩(wěn)定，進料量是否精確直接影響流化床內的流化狀態(tài)。進料系統(tǒng)的設計是否合理直接影響到進料的穩(wěn)定性與均勻性。目前用于流化床 的生物質進料方式主要螺旋加料技術、重力式加料技術、活塞式加料技術、噴吹式氣力 輸送加料技術等。目前在這些傳統(tǒng)的加料技術中存在很多問題難點。首先，流化床本身的流化狀 態(tài)對進料要求很高，進料速率的穩(wěn)定性以及進料量的準確性直接關系到流化床內的流化 狀態(tài)。其次，流化床內的反應溫度通常比較高(一般在350°C以上)，生物質比較容易析 出揮發(fā)性物質，易造成結焦、粘結等進料不暢問題。另外，由于生物質密度小、休止角 大、流動性能差，在傳統(tǒng)的進料系統(tǒng)的貯料筒中，生物質易形成架橋、搭拱，從而引起 加料不穩(wěn)定或停止供料等問題。以上問題不僅影響到進料的連續(xù)性，而且關系到流化床 內的反應質量，進而影響反應產物的產率。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種用于流化床的生物質精確進料裝置，以有效控制流化 床反應過程中生物質粉末的進料速率和進料量，以提高流化床內的反應質量，進而提高 反應產物的產率。本發(fā)明提出的用于流化床的生物質精確進料裝置，包括傳動機構、料倉、葉 片、進料螺桿和氣動進料管；所述的傳動機構由電機、大飛輪、小飛輪和皮帶組成， 所述的電機置于料倉上部外側，所述的小飛輪與電機的輸出端同軸安裝，小飛輪通過 皮帶與大飛輪聯動；所述的氣動進料管置于料倉底部，氣動進料管的水平傾角α為 40° -60°。所述的進料螺桿置于料倉中心，進料螺桿的上端部與大飛輪同軸安裝，進料 螺桿的下端部通過料倉下端的錐形出口伸入氣動進料管；所述的葉片置于料倉內下部， 與進料螺桿同軸安裝。本發(fā)明提出的用于流化床的生物質精確進料裝置，與傳統(tǒng)的進料系統(tǒng)相比，采 用螺桿進料與氣力輸送相結合，實現了機械進料與流體進料的有機結合。利用本發(fā)明裝 置，可以對生物質進料進行控制精確，并采用氣力輸送原理進料，避免原料搭橋(生物 質顆粒相互纏結形成拱形孔穴)，也避免了物料的提前結焦現象。本發(fā)明裝置中的動力源采用低轉速，大扭矩的無級可調電機提供進料動力，使得進料速率調整得更迅速而準 確，進料過程更加穩(wěn)定，物料能夠更加均勻的進入反應器中，因而能夠提高流化床的反 應工況，進而提高反應產物的產率。本發(fā)明裝置的料倉內的螺桿上裝有葉片，用于攪動 物料，使其松散均勻，流動性增加，便于流出料倉，而且螺桿不直接伸入流化床中，不 會因螺桿過熱造成物料結焦、黏結等現象。


圖1是本發(fā)明提出的用于流化床的生物質精確進料裝置的結構示意圖。圖1中，1是氣動進料管，2是葉片，3是進料螺桿，4是料倉，5是大飛輪，6 是皮帶，7是小飛輪，8是電機，9是螺紋。
具體實施例方式本發(fā)明提出的用于流化床的生物質精確進料裝置，其結構如圖1所示，包括傳 動機構、料倉4、葉片2、進料螺桿3和氣動進料管1。傳動機構由電機8、大飛輪5、 小飛輪7和皮帶6組成，電機8置于料倉4的上部外側，小飛輪7與電機8的輸出端同軸 安裝，小飛輪7通過皮帶6與大飛輪5聯動。氣動進料管1置于料倉4的底部。氣動進 料管的水平傾角α為40° -60°。進料螺桿3置于料倉4的中心，進料螺桿3的上端部 與大飛輪5同軸安裝，進料螺桿3的下端部通過料倉4下端的錐形出口伸入氣動進料管1 中，進料螺桿3的下半部外壁上使用進料螺紋。葉片2置于料倉4內的下部，與進料螺 桿3同軸安裝。以下結合附圖詳細介紹本發(fā)明進料裝置的工作原理首先，料倉4內的進料螺桿3在轉動過程中，夾雜在進料螺紋間的物料在推動 力下流出料倉4底部，進入氣動進料管1，然后在風力吹動下，迅速流入到流化床反應器 中。動力進料管1內的載氣選擇為氮氣，因此不會影響流化床內的反應。本發(fā)明進料裝置中，進料螺桿3的螺紋9螺距為10mm，進料螺桿3下端螺紋9 與料倉4底部的間隙很小，因此可以避免因物料粒徑過小造成物料泄漏，保證加料的精 確性。本發(fā)明裝置中帶動進料螺桿3轉動的電機為無級可調電動機，可以通過控制器， 隨時對電機轉速進行調節(jié)，調節(jié)幅度可精確到lr/min，因此能夠達到在線的精確地控制 進料速率。此外，動力進料管的風力能夠吹動由料倉流進的生物質原料，使其快速的流 出，大大降低了物料搭橋現象的出現。同時，動力進料管內風速也可以通過控制閥來調 節(jié)，通過變換風速，調節(jié)物料進入流化床反應器時的速度，從而找到一個對應流化狀態(tài) 最佳時的風速。另外，螺桿上的葉片對料倉內物料起到攪動作用，使其松散均勻，流動 性增加，便于物料順暢地流出料倉。本發(fā)明的第一個實施例中，生物質原料為落葉松樹種，含水率15%，粒徑 0.3-0.45mm,氣力進料管內氣流量2.5L/min，電機轉速調整為50r/min。將上述落葉松物料加入料倉4，然后向氣力進料管1中通風。啟動電動機8，由 皮帶6帶動螺桿3轉動，在料倉4內葉片2對物料進行攪動。螺桿3轉動的同時夾在螺 紋間的物料受推力作用流出料倉4底部，物料進入氣力進料管1后被風力送入流化床反應 器中。經稱量計算得，該組參數下的進料速率為1.38kg/h。
改變電機轉速為70r/min時，進料速率為1.72kg/h ；電機轉速為90r/min時，進 料速率為2.0kg/h ；電機轉速為120r/min時，進料速率為2.58kg/h。本發(fā)明的第二個實施例中，生物質原料為花梨木樹種，含水率13%，粒徑 0.45-0.9mm，氣力進料管內氣流量2.0L/min，電機轉速為50r/min時，進料速率為1.0kg/ h ；電機轉速為70r/min時，進料速率為1.32kg/h ；電機轉速為100r/min時，進料速率為 1.74kg/h ；電機轉速為120r/min時，進料速率為2.02kg/h。
權利要求
1. 一種用于流化床的生物質精確進料裝置，其特征在于該裝置包括傳動機構、料 倉、葉片、進料螺桿和氣動進料管；所述的傳動機構由電機、大飛輪、小飛輪和皮帶組 成，所述的電機置于料倉上部外側，所述的小飛輪與電機的輸出端同軸安裝，小飛輪通 過皮帶與大飛輪聯動；所述的氣動進料管置于料倉底部，氣動進料管的水平傾角α為 40° -60° ；所述的進料螺桿置于料倉中心，進料螺桿的上端部與大飛輪同軸安裝，進料 螺桿的下端部通過料倉下端的錐形出口伸入氣動進料管；所述的葉片置于料倉內下部， 與進料螺桿同軸安裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于流化床的生物質精確進料裝置，屬于能源化工設備技術領域。本進料系統(tǒng)中，傳動機構由電機、大飛輪、小飛輪和皮帶組成。電機置于料倉上部外側，小飛輪與電機的輸出端同軸安裝，小飛輪通過皮帶與大飛輪聯動。氣動進料管置于料倉底部，進料螺桿置于料倉中心，進料螺桿的上端部與大飛輪同軸安裝，進料螺桿的下端部通過料倉下端的錐形出口伸入氣動進料管。葉片置于料倉內下部，與進料螺桿同軸安裝。本發(fā)明的進料裝置，可以對生物質進料進行控制精確，進料過程更加穩(wěn)定，并采用氣力輸送原理進料，避免物料的提前結焦現象，提高流化床的反應工況，進而提高反應產物的產率。
文檔編號B01J4/00GK102008921SQ20101057748
公開日2011年4月13日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權日2010年12月3日
發(fā)明者任學勇, 冶敏, 司慧, 常建民, 張翰文, 王文亮, 茍進勝, 車顏喆 申請人:北京林業(yè)大學