一种连续式生物质干化系统的制作方法

本实用新型属于生物质处理领域，具体涉及一种连续式生物质干化系统。

背景技术：

随着近年来国家不断加大环境保护力度，水环境治理得到显著成绩，水处理率和达标率不断提升，但水处理过程产生的各类生物质却形成了新的环境问题。生物质是污水处理过程中产生的固体沉淀物质，此外还包括工业生产过程中产生的物理性质较为接近的沉淀物质，生物质处理所指的生物质主要是污水处理过程产生的生化生物质，如畜禽粪便、污泥等，畜禽粪便处理方法主要有：焚烧法、干燥法、除臭法、资源化法焚烧法，因畜禽粪便中含有机物质，采用类似垃圾焚烧处理技术，使其灰化，达到减量和杀灭有害病原体的目的，但处理过程中会产生有害气体,同时使许多营养物质流失，且耗能多，投资大，因此不易推广；干燥法是利用热能、太阳能、风能等能量，对畜禽粪便进行处理，使畜禽粪便在一定时间内除去大部分水分，达到干燥的目的，不仅在于减少粪便中的水分，而且还要达到除臭和灭菌的效果，因此，干燥后的畜禽粪便大大降低了对环境的污染，且干燥后的畜禽粪便可加工成颗粒肥料，或作为畜禽的饲料，具有多种用途。

现有技术中采用过热蒸汽对畜禽粪便、污泥等生物质进行干燥的，干燥过程中，过热蒸汽与畜禽粪便、污泥等生物质进行热交换，温度降低会产生冷凝水，冷凝水顺着筒壁向下流动，会影响设备使用，并且使用的蒸汽冷凝后直接排放，没有被利用，造成资源的浪费，有待进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，提供一种连续式生物质干化系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种连续式生物质干化系统，包括加热装置、干化筒、汽水分离装置和循环风机，

加热装置用于将水或蒸汽加热成过热蒸汽，包括进气口和出气口；

干化筒对进入的物料进行干化处理，包括筒体、过热蒸汽喷射管和多个干化单元，筒体的顶部设置有进料口和排气口；过热蒸汽喷射管设置在筒体内，一端与加热装置出气口连接；多个干化单元间隔设置在筒体内，包括底部设置有透气孔的干化盘、可转动设置在干化盘上拨动物料的拨料件和设置在筒体内壁收集并排出冷凝水的排水装置，排水装置包括环绕筒体内壁设置的接水槽和与接水槽连接延伸至筒体外的引水管，物料从进料口进入，经多个干化单元逐级下落与向上流动的过热蒸汽逆向接触；

汽水分离装置与排气口连接，对从排气口出来的含有雾滴的蒸汽进行气液分离；

循环风机连接在加热装置与汽水分离装置之间，将汽水分离装置分离后的蒸汽送至加热装置中再次加热成过热蒸汽。

进一步的，所述干化盘包括第一干化盘和第二干化盘，第二干化盘的直径大于第一干化盘的直径，所述接水槽设置在第二干化盘上。

进一步的，所述第二干化盘包括与筒体内壁连接的第二底盘和设置第二底盘上的第二盘体，第二盘体外周沿与第二底盘之间形成有用于安装接水槽的安装槽，所述接水槽包括设置在安装槽中与筒体内壁连接的底板、设置在底板上方引导物料进入第二盘体的倾斜板和连接在底板与倾斜板之间的连接板，倾斜板向靠近筒体内壁的一侧倾斜，其上端与筒体内壁之间形成有供冷凝水进入的进水孔。

进一步的，所述第一干化盘包括与筒体内壁连接的第一底盘和设置在第一底盘上的第一盘体，第一盘体的外周沿与第一底盘之间形成有第一排料口，所述第二盘体的直径大于第一盘体的直径，拨料件使第一盘体上的物料向外流动通过第一排料口进入第二盘体的顶面，使第二盘体上的物料向内流动通过第二排料口掉落至下一第一盘体的中部。

进一步的，所述排水装置还包括设置在筒体外侧与引水管连接的排水管和设置筒体底部与排水管下端连接的环形出水管。

进一步的，所述透气孔为上小下大的锥形孔。

进一步的，还包括物料分散装置，物料分散装置包括与筒体进料口连接的进料斗、可转动设置在进料斗中的搅拌叶片和驱动搅拌叶片转动驱动件，搅拌叶片包括可转动设置在进料斗中的搅拌轴和设置在搅拌轴下端的螺旋叶片。

进一步的，所述汽水分离装置包括壳体和设置在壳体中的分离器，壳体的底部设置有出液口，分离器包括支撑在壳体中的支架、设置在支架中的安装座和连接在支架与安装座之间的多个叶片。

进一步的，所述加热装置包括箱体和设置在箱体内的多个翅片加热管。

进一步的，还包括螺旋输送机，所述筒体底部设置有出料口，出料口处连接有锁气器，螺旋输送机与锁气器连接。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：工作时，经加热装置加热后的过热蒸汽进入干化筒中向上流动，与逐级降落的物料进行热交换，带走物料中的水，然后将使用后含有雾滴的蒸汽送入汽水分离装置中进行气液分离后，再将蒸汽通过循环风机送进加热装置重新加热为过热蒸汽，引入干化筒内使用，排水组件收集并排出过热蒸汽因温度下降附着在筒壁上的冷凝水，防止影响干化系统的使用，过热蒸汽提高了干化筒的整体温度，可对干化筒内的物料进一步干化，实现能源循环利用，提高干化效率，实现对蒸汽的最大利用，起到节能、降低成本的作用；

干化盘的底部设置有多个透气孔，过热蒸汽可通过透气孔与炭化盘上的物料进行热交换，增大过热蒸汽与物料的接触面积，提高干化效率，实现过热蒸汽的最大利用；

干化盘包括第一干化盘和第二干化盘，第一干化盘的直径小于第二干化盘的直径，第一排料口设置在第一干化盘的边缘，第二排料口设置在第二干化盘的中部，拨料件使第一干化盘上的物料向外流动通过第一排料口进入第二干化盘的顶面，使第二干化盘上的物料向内流动通过第二排料口掉落至下一第一干化盘的中部，错开第一干化盘与第二干化盘的排料口，确保过热蒸汽和物料在干化筒内最大时间停留，增加物料和过热蒸汽的最大接触时间，提高干化效果，同时物料在下落过程中也会与不断上升的蒸汽接触，进一步增加物料和过热蒸汽的最大接触时间，提高干化效果；

接水槽包括底板、倾斜板和连接板，倾斜板向靠近筒体内壁的一侧倾斜，其上端与筒体内壁之间形成有供冷凝水进入的进水孔，从第一干化盘上掉落的物料在倾斜板的引导下进入第二干化盘中，保证物料不会进入接水槽中，防止堵塞引水管；

该系统整体结构简单，可实现物料的连续性干化，具有热交换效率高、能耗低、资源循环利用、适应性强、占地面积小等优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为干化筒的结构示意图一；

图3为干化筒的结构示意图二；

图4为干化单元的结构示意图；

图5为第二干化盘的结构示意图一；

图6为第一干化盘的结构示意图；

图7为第二干化盘的结构示意图二；

图8为汽水分离装置的结构示意图；

图9为分离器的结构示意图；

图10为搅拌叶片的结构示意图；

图中，1-加热装置、2-干化筒、3-汽水分离装置、4-物料分散装置、5-输送装置、6-锁气器、7-螺旋输送机、8-循环风机、11-箱体、12-翅片加热管、21-筒体、22-蒸汽喷射管、23-干化盘、24-拨料件、25-排水组件、26-驱动装置、27-透气孔、31-壳体、32-分离器、41-进料斗、42-搅拌叶片、211-排气口、212-检修窗口、231-第一干化盘、2311-第一底盘、2312-第一盘体、2313-第一排料口、232-第二干化盘、2321-第二盘体、2322-第二盘体、2323-第二排料口、2324-安装槽、241-第一拨料件、2411-第一安装轴座、2412-第一拨料杆、2413-第一拨料片、242-第二拨料件、2421-第二安装轴座、2422-第二拨料杆、2423-第二拨料片、251-接水槽、2511-底板、2512-倾斜板、2513-连接板、252-引水管、253-排水管、254-环形出水管、261-转动轴、321-支架、322-安装座、323-叶片、324同步圈、325-转轴、326-摆杆、3261-条形通槽、327-销轴、328-引导机构、3281-上支板、3282-下支板、3283-支撑轴、3284-滚轮、421-搅拌轴、422-螺旋叶片。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

参照图1至图10所示，一种连续式生物质干化系统，包括加热装置1、干化筒2、汽水分离装置3、循环风机8、物料分散装置4、螺旋输送机7和输送装置5。

加热装置1用于将水或蒸汽加热成过热蒸汽，包括箱体11和设置在箱体11中的多个翅片加热管12，箱体11包括有进气口和出气口，通过加热装置1将水或蒸汽加热成150-170℃的过热蒸汽。

干化筒2对进入的物料进行干化处理，包括筒体21、过热蒸汽喷射管22和多个干化单元23，筒体21的顶部设置有进料口和排气口211，底部设置有出料口，筒壁开设有多个检修窗口212，出料口连接有锁气器6；过热蒸汽喷射管22设置在筒体21内，包括管体和设置在管体上的多个蒸汽喷口，管体一端封闭另一端延伸至筒体21外与箱体出气口连接，蒸汽喷口设置在位于筒体21内的管体上；多个干化单元沿筒体高度方向间隔设置在筒体21内，包括用于承接下落物料的干化盘23、可转动设置在干化盘23上的拨料件24、设置在筒体21内收集并排出冷凝水的排水装置25和驱动拨料件24转动的驱动装置26，物料从进料口进入，经多个干化盘23逐级下落与向上流动的过热蒸汽逆向接触。

干化盘23设置在过热蒸汽喷射管22上方，包括第一干化盘231和设置在第一干化盘231下方的第二干化盘232，第二干化盘232的直径大于第一干化盘231的直径，第一干化盘231包括与筒体21内壁连接的第一底盘2311和设置在第一底盘2311上的第一盘体2312，第一盘体2312的直径小于第一底盘2311的直径，第一盘体2312的外周沿与第一底盘2311之间形成有第一排料口2313；第二干化盘232包括与筒体21内壁连接的第二底盘2321和设置在第二底盘2321上的第二盘体2322，第二盘体2322的直径小于第二底盘2321的直径，第一盘体2312的直径小于第二盘体2322的直径，第二盘体2322的外周沿与第二底盘2321内壁之前形成有用于安装排水装置25的安装槽2324，第二盘体2322的中部形成有第二排料口2323，拨料件24使第一盘体2312上的物料向外流动通过第一排料口2313进入第二盘体2322的顶面，使第二盘体2322上的物料向内流动通过第二排料口2323掉落至下一第一盘体2312的中部，通过错开第一干化盘231与第二干化盘232的排料口，确保过热蒸汽和物料在干化筒2内最大时间停留，增加物料和过热蒸汽的最大接触时间，提高干化效果，具体的，第一盘体2312与第二盘体2322上设置有供过热蒸汽通过的透气孔27，透气孔27为上小下大的锥形孔。

拨料件24包括可转动设置在第一盘体2312的第一拨料件241和可转动设置在第二盘体2322的第二拨料件241，第一拨料件241包括第一安装轴座2411、圆周分布在第一安装轴座2411外周面的多个第一拨料杆2412和设置在第一拨料杆2412上多个第一拨料片2413，第一拨料片2413倾斜设置在第一拨料杆2412上；第二拨料件242包括第二安装轴座2421、圆周分布在第二安装轴座2421外周面的多个第二拨料杆2422和设置在第二拨料杆2422上的多个第二拨料片2423，第二拨料片2423倾斜设置在第二拨料杆2422上，第一拨料片2413与第二拨料片2423的倾斜角度互补，使第一盘体2312上的物料向外流动，第二盘体2322上的物料向内流动。

驱动装置26用于驱动拨料件24转动，包括转动轴261和变频减速电机，转轴61从筒体顶部沿高度方向下延伸，与拨料件24的安装轴座的连接；变频减速电机设置在筒体21外与转轴261连接，通过变频减速电机控制拨料件24的拨料速度，以控制干化后的物料的含水率。

排水装置25包括接水槽251、引水管252、排水管253和环形出水管254，接水槽251环绕筒体21内壁设置，接水槽251与筒体21内壁之间形成接水腔255，包括设置在安装槽2324中可与筒体21内壁连接的底板2511、设置在底板2511上方引导物料进入第二盘体2322的倾斜板2512和连接在底板2511与倾斜板2512之间的连接板2513，底板2511的宽度与安装槽2324的宽度一致，底板2511完全至于安装槽2324中，其顶面与第二盘体2322的顶面相平，连接板2513与筒体21的轴线平行，倾斜板2512向靠近筒体21内壁的一端倾斜，引导从第一排料口2313下落的物料进入第二盘体2322中，倾斜板2512上端与筒体21内壁之间存在3mm的间隙，形成供冷凝水进入的进水孔；引水管252设置有多个，多个引水管252圆周分布在筒体21内壁，一端与接水腔255连接另一端延伸至筒体21外侧；排水管253设置有多个，多个排水管253与多个引水管252一一对应，排水管253沿筒体21高度方向向下延伸；环形出水管254设置在筒体21底部与多个排水管253连接，通过在每个干化单元设置接水槽251，承接干化过程中，过热蒸汽因温度下降产生的冷凝水，防止影响设备使用，通过设置倾斜板2512，引导从第一盘体2312上下落的物料进入第二盘体2322上，且倾斜段2512上端与筒体21内壁之间存在3mm间隙形成进水孔，保证冷凝水可进入接水腔255中而物料不会进入。

汽水分离装置3与排气口211连接，对从排气口211出来的含有雾滴的蒸汽进行气液分离，包括壳体31和设置在可以中的分离器32，壳体31设置有进气口311、出气口312和出液口313，出液口313设置在壳体31底部，分离器32包括支撑在壳体31中的支架321、设置在支架321中的安装座322、连接在支架321与安装座322之间角度可调的叶片323和设置在支架321上可调节叶片角度的调节组件，叶片323一端与安装座322铰接另一端通过转轴325与支架321连接，转轴325延伸至支架321外侧的一端设置有摆杆326；调节组件包括可转动设置在支架321上的同步圈324、引导同步圈324转动的引导机构328和驱动同步圈324转动的驱动机构，引导机构328包括上支板3281、下支板3282、穿设在上支板3281与下支板3282之间的支撑轴3283和可转动设置在支撑轴3283的滚轮3284，滚轮3284的轮面上设有导向槽，同步圈324可转动嵌装在导向槽中；驱动机构包括设置在同步圈324外周面的推板329和设置在支架321上电动推杆，电动推杆的伸缩杆与推板329活动连接，具体的，摆杆326上设有条形通槽3261，条形通槽3261沿摆杆326的长度方向开设，在同步圈324上设有可在条形通槽3261中滑动的导向销327，导向销327穿设在条形通槽3261中，在同步圈324转动过程中，导向销327在条形通槽3261中滑动，通过电动推杆的伸缩杆沿轴向运动时，带动推板329绕同步圈324轴向转动继而带动同步圈324转动，以实现同时对多个叶片323调整角度，工作时，

循环风机8一端与壳体出气口312连接，另一端与箱体进气口连接，将经气液分离后的蒸汽送回加热装置1中重新加热使用。

物料分散装置4对进入干化筒2中进行干化的物料进行分散，包括与筒体进料口连接的进料斗41、可转动设置在进料斗41中的搅拌叶片42和驱动搅拌叶片转动的电机，搅拌叶片41包括可转动设置在进料斗41中的搅拌轴421和设置在搅拌轴421下端的螺旋叶片422，通过搅拌叶片42对进入干化筒2的物料进行搅拌分散，防止物料团聚，影响干化效果。

螺旋输送机7与设置在筒体出料口的锁气器6连接，输送经干化筒2干化后的物料，螺旋输送机7为输送设备领域中常用的设备，这边对其结构不在做进一步的赘述。

输送装置5用于将物料输送至进料斗41中，具体的输送装置为皮带输送机。

一种生物质连续式干化工艺，包括如下步骤：

步骤一，加热装置1将加热至150-170℃的过热蒸汽输送至干化筒2中，通过透气孔向上流动与干化盘23上逐级下落的物料的进行热交换；

步骤二，接水槽251接收过热蒸汽热与物料交换过程中产生的冷凝水，并通过引水管252排出筒体21；

步骤三，与物料热交换后的含有雾滴的过热蒸汽通过排气口211进入汽水分离装置3中进行气液分离，气液分离后的过热蒸汽被循环风机8送入加热装置1中重新加热至预设温度后，再送入干化筒2中循环利用。

具体的，步骤三中，排气口211排出的蒸汽温度为70-80℃，干化后物料的含水率为15-40％。

工作时，经加热装置1加热后的过热蒸汽进入干化筒2中向上流动，与逐级降落的物料进行热交换，带走物料中的水，然后将使用后含有雾滴的蒸汽送入汽水分离装置3中进行气液分离后，再将蒸汽通过循环风机8送进加热装置1重新加热为过热蒸汽，引入干化筒2内使用，排水组件25收集并排出过热蒸汽因温度下降附着在筒壁上的冷凝水，防止影响干化系统的使用，过热蒸汽提高了干化筒2的整体温度，可对干化筒2内的物料进一步炭化，实现能源循环利用，提高干化效率，实现对蒸汽的最大利用，起到节能、降低成本的作用，该系统整体结构简单，可实现物料的连续性干化，具有热交换效率高、能耗低、资源循环利用、适应性强、占地面积小等优点，并且可通过控制蒸汽的进入量、物料的进入量或者拨料件24的拨料速度，控制干化后的物料含水率，方便操作。

汽水分离装置3工作时，含有雾滴的蒸汽进入壳体31经过分离器32，不同粒径的雾滴与叶片323碰撞之后，会在叶片323表面生成很薄一层水会并顺着叶片流下，之后在叶片323边缘集聚成更大颗粒的水滴，水滴在本身重力作用下和蒸汽分离，汇集在壳体31的底部通过出液口313排出，保证从汽水分离装置3出去的蒸汽为干净气流，降低对环境带来的负面影响，也可以通过调整叶片323的角度来调整蒸汽的旋流速度，从而使气液分离的效果达到最佳。

含有雾滴的蒸汽在不断上升过成中，会有第一底盘2311底面、第二底盘2321底面或筒体21内壁碰撞，会在第一底盘2311底面、第二底盘2321底面或筒体21内壁形成很薄的一层水，形成在第一底盘2311或第二底盘2321底面的水在重力的作用下会顺着第一底盘2311或第二底盘2321流下，之后从第一底盘2311或第二底盘2321边缘流向筒壁内壁形成更大颗粒的水滴，水滴在自身重力作用下和蒸汽分离，汇集在接水槽251中，形成在筒体21内壁的水会顺着筒体21内壁流下，汇集在接水槽251中。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。