一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，屬于可再生能源技術領域，主要由傳動裝置（1）、密封裝置（2）、進料裝置（3）、循環(huán)水裝置（4）、控制系統(tǒng)（5）、溫度采集終端總成（6）組成，技術方案包括循環(huán)水裝置（4）焊接在內(nèi)筒壁外圍，進料裝置位于循環(huán)水裝置（4）一側，且與內(nèi)外筒璧焊接，保證進料及水循環(huán)的密封性，內(nèi)外筒壁之間焊接有不同相位的折流板（16），增加循環(huán)水與中間換熱壁面的接觸時間。傳動裝置（1）、密封裝置（2）安裝在系統(tǒng)兩端，二者之間相隔一定距離，通過自然散熱的方式防止傳動裝置因過熱而運行異常，控制系統(tǒng)（5）連接溫度采集終端總成（6）及對冷卻裝置進行調(diào)節(jié)。生物炭經(jīng)進料裝置（3）落入冷卻系統(tǒng)，通過螺旋輸送實現(xiàn)邊輸送邊冷卻。本實用新型解決了在生物質(zhì)炭化生產(chǎn)過程中由于生物炭溫度高的問題，縮短生產(chǎn)周期，適用于不同的生物質(zhì)原料。本實用新型為推動我國炭化行業(yè)的發(fā)展提供了保障。
【專利說明】
一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型屬于可再生能源技術領域，具體涉及一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，尤其是可實現(xiàn)高溫生物炭邊輸送邊冷卻，同時進行數(shù)據(jù)采集并調(diào)控，適用于包括玉米芯、棉桿、玉米秸桿、花生殼、木質(zhì)顆粒等各類原料生產(chǎn)的生物炭。
【背景技術】
[0002]開發(fā)農(nóng)林剩余物利用的新途徑、新技術、新設備對農(nóng)林廢棄物增值、農(nóng)民增收、減少因露天焚燒帶來的環(huán)境污染、發(fā)展新農(nóng)村建設有著十分重要的意義。近幾年，出現(xiàn)了生物質(zhì)熱解炭化裝置，生物質(zhì)在少氧或無氧的環(huán)境下悶燒，產(chǎn)物生物炭質(zhì)地軟、灰分低、燃燒反應性能好。直接撒到耕地表面或者摻入肥料中可以蓄肥、改良土壤、增加土壤活性等。
[0003]目前，生物質(zhì)熱解炭化裝置中，普遍采用的是將高溫生物炭直接輸送到積炭箱，需要人工不斷噴淋冷卻來防止遇氧繼續(xù)燃燒，工人工作環(huán)境惡劣，遇水后的生物炭需要自然晾干后才可以收集和打包運輸，致使設備整體生產(chǎn)率受到了限制。因此，為了解決此類問題，設計一套適用于生物炭的冷卻系統(tǒng)，直接將生產(chǎn)出來的高溫炭經(jīng)冷卻后輸送到收集地，既有利于工人的工作環(huán)境，又可縮短生產(chǎn)周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為進一步提高生物炭整體生產(chǎn)率，本實用新型公開了一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，由于采用雙層冷卻，有效增加了生物炭與循環(huán)水的換熱時間，有利于設備換熱效果的提高，在裝置內(nèi)外筒之間設置折流板，使循環(huán)水呈空間螺旋線形式，內(nèi)、外筒壁均裝有溫度傳感器，通過反饋機制調(diào)節(jié)控制閥門。操作簡單，提高生產(chǎn)效率及能量回收率，適用于多種原料的生物炭冷卻。
[0005]本實用新型為達到這一目的所采取的技術方案是:一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，主要由傳動裝置、密封裝置、進料裝置、循環(huán)水裝置、控制系統(tǒng)、溫度采集終端總成組成，其特征在于循環(huán)水裝置焊接在內(nèi)筒壁外圍，進料裝置位于循環(huán)水裝置一側，傳動裝置、密封裝置安裝在系統(tǒng)兩端，控制系統(tǒng)連接溫度采集終端總成及對冷卻裝置進行調(diào)節(jié)。
[0006]所述的內(nèi)筒體兩端通過法蘭連接沿軸向延長260_，傳動裝置裝在延長部分的端部，密封裝置設置在內(nèi)筒體兩端，傳動裝置、密封裝置之間有一定間隔，高溫炭產(chǎn)生的熱量在密封裝置作用下防止傳動裝置因過熱損壞。
[0007]所述的傳動裝置中，電機鏈輪為主動鏈輪A，通過鏈條帶動下層螺旋軸上的從動鏈輪B，主動鏈輪C與從動鏈輪B同軸心，與下層螺旋軸通過鍵連接，帶動從動鏈輪D，進而帶動上層螺旋軸與螺旋葉片轉動，實現(xiàn)由一臺變頻電機驅(qū)動兩層螺旋轉動。
[0008]所述的進料裝置包含在循環(huán)水裝置內(nèi)部，分別與內(nèi)筒壁、外筒壁焊接，高溫生物炭由進料裝置進入冷卻系統(tǒng)，在傳動裝置帶動下先后在上下兩層螺旋中進行輸送和冷卻。
[0009]所述的折流板呈圓環(huán)形，焊接在內(nèi)筒壁，寬度與內(nèi)筒壁、外筒壁之間間距相等，間距為100mm，厚度為3mm，折流板切口所在弦長等于外圓半徑0.9-1.1倍，切口相位為90°，亦可選擇60°、120°或180°，使循環(huán)水流動為空間螺旋狀。
[0010]所述的四個閥門中，閥門1、閥門2分別安裝在一層外筒壁右上方和左下方，閥門
3、閥門4分別安裝在二層外筒壁左上方和右下方，四個閥門可以通過不同組合可實現(xiàn)二級順流、二級逆流、或順逆流。
[0011]所述的循環(huán)水裝置中自吸水栗通過鋼絲軟管將循環(huán)水從貯水箱出水口抽出，通過閥門、渦輪流量計進入冷卻系統(tǒng)，最終由回水口回到貯水箱，自吸水栗管道與貯水箱水管之間通過三通連接。
[0012]所述的溫度采集終端總成由水溫傳感器、水溫傳感器支座、炭溫傳感器外部支座、炭溫傳感器內(nèi)部支座、炭溫傳感器、組成。其中，外筒壁與水溫傳感器支座外圍焊接，炭溫傳感器外部支座內(nèi)圈、外圍分別與內(nèi)筒壁、外筒壁焊接，炭溫傳感器內(nèi)部支座與內(nèi)筒壁焊接，傳感器通過螺紋配合與支座連接，保證各個通道的密封性。
[0013]所述的控制系統(tǒng)中，溫度巡檢儀連接水溫傳感器、炭溫傳感器，控制中心對溫度巡檢儀、渦輪流量計數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，并通過反饋控制機制調(diào)節(jié)變頻器，進而對自吸水栗進出水流量進行控制。
[0014]具有以上特點的生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)所具有的優(yōu)點如下:
[0015](I).本實用新型解決了冷卻裝置占地面積大的問題。由于從炭化爐出來的生物炭溫度可達500°C-600°C，為了延長換熱時間需要增加換熱面積，導致裝置太長，本實用新型采用兩級冷卻，生物炭由進料裝置落入內(nèi)筒，在螺旋葉片的帶動下邊輸送邊冷卻。整體結構緊湊，拆裝方面。
[0016](2).本實用新型提高了冷卻效率。通過在內(nèi)外筒壁之間設置有不同相位的折流板，使循環(huán)水進行空間式螺旋線流動，增加循環(huán)水與接觸壁面的換熱時間，同時，在上下層分別設置有進出水口，不同的連接方式實現(xiàn)不同的冷卻方式，包括二級順流冷卻、二級逆流冷卻以及順逆流混合冷卻，工作穩(wěn)定可靠。
[0017](3).本實用新型實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的實時監(jiān)測與控制。在內(nèi)、外壁上設計有溫度傳感器，均勻分布，實時探測炭溫及水溫的變化情況，由反饋機制控制流量及轉速。
[0018]【附圖說明】:
[0019]圖1為生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)安裝示意圖。
[0020]圖2為傳動裝置鏈輪位置布局圖。
[0021 ] 圖3為進料裝置示意圖。
[0022]圖4為折流板示意圖。
[0023]圖5為循環(huán)水裝置示意圖。
[0024]圖6為溫度采集終端總成圖。
[0025]圖7為控制系統(tǒng)示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖和實施例對本實用新型的具體結構和工作過程進行描述
[0027]如圖1、如圖2、如圖3、如圖4、如圖5、如圖6、如圖7所示，I為傳動裝置、2為密封裝置、3為進料裝置、4為循環(huán)水裝置、5為控制系統(tǒng)、6為溫度采集終端總成、7為動鏈輪D，8為上層螺旋軸、9為從動鏈輪B，10為下層螺旋軸，11為下層螺旋軸，12為電機鏈輪，13為主動鏈輪C，14為內(nèi)筒壁、15為外筒壁，16為折流板，17為折流板切口，18為閥I門，19為鋼絲軟管，20為三通，21為貯水箱，22為自吸水栗，23為渦輪流量計，24為閥門2，25為閥門3，26為閥門4，27為水溫傳感器，28為水溫傳感器支座，29為炭溫傳感器外部支座，30為炭溫傳感器內(nèi)部支座，31為炭溫傳感器，32為溫度巡檢儀，33為控制中心，34為調(diào)節(jié)變頻器。
[0028]進料裝置3底邊與內(nèi)筒壁14焊接，中間與外筒壁15外圍焊接，包含在循環(huán)水裝置4內(nèi)部，使高溫生物炭由炭化爐落下時及時降溫。同時，內(nèi)筒體兩端沿軸向延長260_，通過法蘭連接傳動裝置，密封裝置2設置在內(nèi)筒體兩端，傳動裝置1、密封裝置2之間有一定間隔，防止傳動裝置I因過熱損壞。
[0029]在內(nèi)、外筒壁之間設計有折流板16，焊接于內(nèi)筒壁14，折流板切口 17相位為90°，間距為100mm，厚度為3mm，折流板切口 17所在弦長等于外圓半徑0.9-1.1倍，使循環(huán)水湍流增強，提高換熱效率。
[0030]循環(huán)水裝置中，閥門1、閥門2分別安裝在一層外筒壁右上方和左下方，閥門3、閥門4分別安裝在二層外筒壁左上方和右下方，四個閥門可以通過不同組合實現(xiàn)二級順流、二級逆流、或順逆流。
[0031 ] 循環(huán)水裝置中自吸水栗通過鋼絲軟管19將循環(huán)水從貯水箱21抽出，通過閥門、渦輪流量計23進入冷卻系統(tǒng)，最終由回水口回到貯水箱，自吸水栗管道與貯水箱水管之間通過三通連接。
[0032]控制控制系統(tǒng)5中，溫度巡檢儀32連接水溫傳感器27和炭溫傳感器31，控制中心33對溫度巡檢儀32、渦輪流量計23數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，通過反饋控制機制調(diào)節(jié)變頻器34，進而對自吸水栗22進出水流量進行控制。
[0033]本實用新型結合圖例說明如下:
[0034]實施例:對生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)的生物炭進行冷卻
[0035]采用本實用新型的生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻成型燃料生物炭，生物炭由內(nèi)加熱連續(xù)式炭化裝置生產(chǎn)。出料之前調(diào)節(jié)變頻器，打開閥門使水通道充滿水，且水處于循環(huán)狀態(tài)。出料時打開出料口連接的出料關風器，生物炭由三通出料口落入冷卻系統(tǒng)，由控裝置中心監(jiān)測面板顯示采集到的水溫、炭溫，觀察分析數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)變頻器及螺旋轉速，達到冷卻效果O
[0036]盡管參照較佳實施案例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，主要由傳動裝置(1)、密封裝置(2)、進料裝置(3)、循環(huán)水裝置(4)、控制系統(tǒng)(5)、溫度采集終端總成(6)組成，其特征在于循環(huán)水裝置(4)焊接在內(nèi)筒壁(14 )外圍，進料裝置(3 )位于循環(huán)水裝置(4 ) 一側，傳動裝置(I)、密封裝置(2 )安裝在系統(tǒng)兩端，控制系統(tǒng)(5)連接溫度采集終端總成(6)及對冷卻裝置(4)進行調(diào)節(jié)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于內(nèi)筒體兩端通過法蘭連接沿軸向延長260_，傳動裝置(I)裝在延長部分的端部，密封裝置(2 )設置在內(nèi)筒體兩端，傳動裝置(1)、密封裝置(2)之間有一定間隔，高溫炭產(chǎn)生的熱量在密封裝置(2)作用下防止傳動裝置(I)因過熱損壞。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于傳動裝置(I)中，電機鏈輪(12)為主動鏈輪A，通過鏈條帶動下層螺旋軸(11)上的從動鏈輪B (9)，主動鏈輪C (13)與從動鏈輪B (9)同軸心，與下層螺旋軸(10)通過鍵連接，帶動從動鏈輪D (7)，進而帶動上層螺旋軸(8)與螺旋葉片轉動。4.根據(jù)權利要求1所述的一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于進料裝置(3)包含在循環(huán)水裝置(4)內(nèi)部，分別與內(nèi)筒壁(14)、外筒壁(15)焊接，入料口通過螺栓螺母與炭化裝置的出料三通連接，高溫生物炭由進料裝置(3)進入冷卻系統(tǒng)，在傳動裝置(I)帶動下先后在上下兩層螺旋中進行輸送和冷卻。5.根據(jù)權利要求1所述的一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于折流板(16)呈圓環(huán)形，焊接在內(nèi)筒壁(14)，間距為100mm，厚度為3mm，寬度與內(nèi)筒壁(14)、外筒壁(15)之間間距相等，折流板切口(17)所在弦長等于外圓半徑0.9-1.1倍，切口相位為90°，亦可選擇60°、120°或180°，使循環(huán)水流動為空間螺旋狀。6.根據(jù)權利要求1或5所述的一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于閥門1(18)、閥門2 (26)分別安裝在一層外筒壁(15-1)右上方和左下方，閥門3 (25)、閥門4 (24)分別安裝在二層外筒壁(15-2)左上方和右下方，四個閥門通過不同組合可實現(xiàn)二級順流、二級逆流或順逆流。7.根據(jù)權利要求1或5所述的一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于循環(huán)水裝置(4)中自吸水栗(22 )通過鋼絲軟管(19 )將循環(huán)水從貯水箱(21)抽出，通過閥門(18 )(或閥門(24)、閥門(25)、閥門(26))、渦輪流量計(23)進入冷卻系統(tǒng)，自吸水栗(22)管道與貯水箱(21)水管之間通過三通(20 )連接。8.根據(jù)權利要求1所述的一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于溫度采集終端總成(6 )由水溫傳感器(27 )、水溫傳感器支座(28 )、炭溫傳感器外部支座(29 )、炭溫傳感器內(nèi)部支座(30 )、炭溫傳感器(31)組成，其中，外筒壁(15 )與水溫傳感器支座(28 )外圍焊接，炭溫傳感器外部支座(29)內(nèi)圈、外圍分別與內(nèi)筒壁(14)、外筒壁(15)焊接，炭溫傳感器內(nèi)部支座(30)與內(nèi)筒壁(14)焊接，傳感器通過螺紋配合與支座連接。9.根據(jù)權利要求1或5所述的一種生物炭二級循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)(5 )中，溫度巡檢儀(32 )連接水溫傳感器(27 )、炭溫傳感器(31)，控制中心(33 )對溫度巡檢儀(32)、渦輪流量計(23)數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，并通過反饋控制機制調(diào)節(jié)變頻器(34)，進而對自吸水栗(22 )進出水流量進行控制。
【文檔編號】C10B39/02GK205420272SQ201520441908
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年6月25日
【發(fā)明人】姚宗路, 趙立欣, 叢宏斌, 孟海波, 霍麗麗, 李敏
【申請人】農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設計研究院