一种生物质破碎干燥一体化装置的制作方法

本实用新型属于生物质机械破碎、干燥技术领域，具体涉及一种生物质破碎干燥一体化装置，用于破碎、干燥生物质电厂的生物质原料。

背景技术：

随着社会的发展，人们物尽其用环保观的提高，农作物秸秆等生物质原料由于来源丰富、年产量稳定的特点，得到了各界的广泛关注。开发生物质燃料来替代化石燃料，可大幅降低大气污染物含量，减少温室气体的排放，目前生物质电厂可将生物质能转化为高品位电能，这一举动将农作物秸秆变废为宝，带动了农业发展，同时节能环保。生物质发电落实我国可持续发展的战略，服务社会、保护自然。

但是农作物秸秆如水稻、麦子、玉米秆，由于生物质含水量高，生物质柔性使燃料粒度达不到利用要求，如果直接进入锅炉燃烧，会降低生物质锅炉的热效率，所以在进炉燃烧前，需要对其破碎、干燥处理。

目前市场上现有的生物质秸秆加工设备有锤片式粉碎机、切段机、揉搓机等，原理主要是把生物质秸秆破碎成小段，各种装置的改良都集中于如何提高切段效率以及避免物料缠绕、堵塞。目前市场上现有的生物质秸秆干燥设备有滚筒式烟气干燥、高温介质间接干燥、干燥床等，原理主要是把经过破碎的农作物秸秆，通过简单的热风处理或者高温介质间壁换热的方式进行一定的干燥处理，目前各种干燥装置的改良大都集中于如何提高干燥效率上。

公开专利也报道了一些有关生物质秸秆破碎、干燥的装置，例如申请号为201410199864.0的中国发明专利申请公开了一种秸秆破碎机，它能延长秸秆在破碎机中的破碎时间，且定刀装置起清理和辅助破碎作用的秸秆破碎机，解决了现有柔性生物质破碎中的缠绕、处理能力不足和处理后物料粒度不达标的问题；申请号为201610787736.7的中国发明专利申请公开了一种玉米秸秆高效破碎装置，它达到了体积小、操作简单、破碎速度快的效果；申请号为201210093341.9的中国发明专利申请公开了一种生物质破碎转筒型干燥机，它具有结构紧凑、构造简单、布局合理、提高物料与热能的热交换率、使物料烘干效果好的特点；申请号为201610120308.9的中国发明专利申请公开了一种热风干燥装置，其热风由中心弥散，更易渗透到生物质物料之中，有利于物料与热风充分接触，使物料更容易被干燥。然而，现有农作物秸秆破碎、干燥装置存在最大的问题是：1、大功率部件多、能耗较高；2、农作物种类适应范围小；3、制造维护成本高；4、获得干燥介质付出的代价大，达不到工业化大批量应用的层次。所以，开发一种生物质破碎干燥一体化装置，用以解决上诉技术难题，显得十分有意义。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于提供一种生物质破碎干燥一体化装置，它具有高效节能、生物质种类适应范围大、制造维护成本低、廉价热介质的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种生物质破碎干燥一体化装置，包括生物质破碎系统和生物质干燥系统；

所述生物质破碎系统包括机壳、转动安装在所述机壳内的旋转主轴以及从前至后依次安装在所述旋转主轴上的第一破碎刀片组、第一螺旋输送机、第二破碎刀片组、细颗粒成型刀片组和第二螺旋输送机，所述第一破碎刀片组、第二破碎刀片组和细颗粒成型刀片组均包括若干排刀片，每排包括若干根刀片，所述机壳的前端顶部设有原料进口，其后端底部设有碎料出口；

所述生物质干燥系统包括干燥箱以及分别设置在所述干燥箱左右两侧的上干燥风机和下干燥风机，所述上干燥风机向干燥箱内通入向上的干燥风，所述下干燥风机向干燥箱内通入向下的干燥风，位于所述干燥箱上端的进口处安装有第三螺旋输送机，所述第三螺旋输送机的进口与所述机壳的碎料出口连接，位于所述干燥箱底部的出口处安装有第四螺旋输送机，位于所述干燥箱顶部的湿气出口处安装有除尘布袋。

按上述技术方案，所述第一破碎刀片组的每排刀片等距布置在旋转主轴上，所述第二破碎刀片组的每排刀片从前至后采用等差增大距离的方式布置在旋转主轴上，所述细颗粒成型刀片组的每排刀片等距布置在旋转主轴上。

按上述技术方案，所述第一破碎刀片组的刀片倾斜安装在旋转主轴上，其与旋轴主轴之间的夹角为45°～90°，所述细颗粒成型刀片组的刀片倾斜安装在旋转主轴上，其与旋轴主轴之间的夹角为45°～90°。

按上述技术方案，所述第一破碎刀片组的刀片采用直肋厚剑片状双侧开刃结构，所述第二破碎刀片组的刀片采用直肋薄剑片状双侧开刃结构，所述细颗粒成型刀片组的刀片采用直肋剑片开刃结构。

按上述技术方案，所述第一破碎刀片组、第二破碎刀片组、细颗粒成型刀片组的相邻两排刀片之间分别安装有隔套。

按上述技术方案，所述上干燥风机的进风口与一上空气混合器连接，所述上空气混合器上设有上高温热风进风口和上冷空气进风口，所述下干燥风机的进风口与一下空气混合器连接，所述下空气混合器上设有下高温热风进风口和下冷空气进风口。

按上述技术方案，所述上干燥风机位于干燥箱进口的下方，且与所述第三螺旋输送机共面布置。

按上述技术方案，所述上干燥风机的出风口与水平线之间的夹角为30°～60°，所述下干燥风机的出风口与水平线之间的夹角为30°～60°。

按上述技术方案，所述第三螺旋输送机和第四螺旋输送机的主轴共面布置。

按上述技术方案，所述干燥箱的湿气出口与除尘布袋之间安装有抽湿风机。

本实用新型，具有以下有益效果：本实用新型中的生物质破碎系统采用主轴分级布置的方式，各级破碎刀片、螺旋输送叶片相互配合，高效破碎物料，及时排出物料，不堵机，物料不缠绕，转速可调，各叶片类型及排布方式使主轴均匀受力，破碎电机良性运行，节约电能，高效破碎物料；本实用新型中的生物质干燥系统通过在干燥箱左右两侧安装干燥风机，分别向干燥箱内通入向上和向下的干燥风，上干燥风机吹动上部物料上扬以及分散物料，下干燥风机吹动下部物料向上流动，两风机相互配合，增大干燥接触面积，使物料分散程度增大，热风搅动，带动大部分物料旋转运动，提高了物料停留时间，可高效干燥从第三螺旋输送机送入干燥箱内的物料，同时，湿气通过湿气出口经除尘布袋排出，可进一步干燥物料，干燥后的物料通过干燥箱下部的第四螺旋输送机排出。

本实用新型没有大型能耗设备，无繁杂多余辅机，构造简单，能耗低，可以适用于水稻杆、小麦杆、杂草杆、花生杆、树叶、玉米杆等，也可用于树木细枝桠的干燥。本实用新型所用的干燥风可以由锅炉空气预热器转换锅炉烟气余能加热空气得到，获得干燥介质付出的代价小，可达到工业化大批量应用的层次。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中第一螺旋输送机的结构示意图。

图中：2-电机、3-机壳、3.1-原料进口、3.2-碎料出口、4-机架、5-底座轮、7-第二螺旋输送机、8-细颗粒成型刀片组、9-第二破碎刀片组、10-旋转主轴、11-第一螺旋输送机、12-第一破碎刀片组、13-联轴器、15-第三螺旋输送机、16-上干燥风机、17-上空气混合器、17.1-上高温热风进风口、17.2-上冷空气进风口、18-下空气混合器、18.1-下高温热风进风口、18.2-下冷空气进风口、20-干燥箱、20.1-进口、20.2-出口、20.3-湿气出口、21-第四螺旋输送机、23-下干燥风机、24-除尘布袋、25-抽湿风机。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的较佳实施例中，如图1所示，一种生物质破碎干燥一体化装置，包括生物质破碎系统和生物质干燥系统；

生物质破碎系统包括机壳3、转动安装在机壳3内的旋转主轴10以及从前至后依次安装在旋转主轴10上的第一破碎刀片组12、第一螺旋输送机11、第二破碎刀片组9、细颗粒成型刀片组8和第二螺旋输送机7，第一破碎刀片组12、第二破碎刀片组9和细颗粒成型刀片组8均包括若干排刀片，每排包括若干根刀片，机壳3的前端顶部设有原料进口3.1，其后端底部设有碎料出口3.2；

生物质干燥系统包括干燥箱20以及分别设置在干燥箱20左右两侧的上干燥风机16和下干燥风机23，上干燥风机16向干燥箱20内通入向上的干燥风，下干燥风机23向干燥箱20内通入向下的干燥风，位于干燥箱20上端的进口20.1处安装有第三螺旋输送机15(具体为进口设计为空心圆台结构布置在第三螺旋输送机上)，第三螺旋输送机15的进口与机壳3的碎料出口3.2连接，位于干燥箱20底部的出口20.2处安装有第四螺旋输送机21，位于干燥箱20顶部的湿气出口20.3处安装有除尘布袋24。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，第一破碎刀片组12的每排刀片等距布置在旋转主轴10上，第二破碎刀片组9的每排刀片从前至后采用等差增大距离的方式布置在旋转主轴10上，细颗粒成型刀片组8的每排刀片等距布置在旋转主轴10上。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，第一破碎刀片组12的刀片倾斜安装在旋转主轴10上，其与旋轴主轴之间的夹角为45°～90°，优选75°，细颗粒成型刀片组8的刀片倾斜安装在旋转主轴10上，其与旋轴主轴之间的夹角为45°～90°，优选65°。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，第一破碎刀片组12的刀片采用直肋厚剑片状双侧开刃结构，其表面及根部光滑处理，刀片与旋转主轴10成75°安装布置，刀片等距间隔布置，同一旋转主轴10的横截圆面上布置4根刀片，共有4排一级破碎刀片，等距排布在旋转主轴10上，起到初级破碎秸秆，推动秸秆下行的目的；第二破碎刀片组9的刀片采用薄于第一破碎刀片组12的直肋薄剑片状双侧开刃结构，同样布置方式布置在旋转主轴10上，但是采用等差增大距离平行排布在旋转主轴10轴向，共3排，起到进一步破碎秸秆，推动秸秆的目的；细颗粒成型刀片组8的刀片采用直肋剑片开刃结构，其表面及根部光滑处理，刀片与旋转主轴10成65°安装布置，刀片等距间隔布置，同一旋转主轴10的横截圆面上布置6根刀片，等距3排安装在旋转主轴10上，起到精细破碎秸秆，推动秸秆下行的目的。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，第一破碎刀片组12、第二破碎刀片组9、细颗粒成型刀片组8的相邻两排刀片之间分别安装有隔套，以便固定刀片的位置，使之在高速转动时安装位置不发生变动。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，上干燥风机16的进风口与一上空气混合器17连接，上空气混合器17上设有上高温热风进风口17.1和上冷空气进风口17.2，高温热风和冷空气在上空气混合器17形成合格干燥风，并向上进入干燥箱20；下干燥风机23的进风口与一下空气混合器18连接，下空气混合器18上设有下高温热风进风口18.1和下冷空气进风口18.2，高温热风和冷空气在下空气混合器18形成合格干燥风，并向下进入干燥箱20，两风机相互配合，热风搅动干燥物料。本实施例中所用的高温热风为经锅炉空气预热器转换锅炉烟气余能加热空气得到的高温热风，冷热风靠阀门控制流量比，在空气混合器中混合成合格的干燥热风，主要参考空气混合器中的温感元件，配合调整冷热阀门流量比，指示调节到系列温度干燥热风。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，上干燥风机16位于干燥箱20进口20.1的下方，且与第三螺旋输送机15共面布置。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，上干燥风机16的出风口与水平线之间的夹角为30°～60°，优选45°，以吹动物料上扬以及分散物料，增大干燥接触面积；下干燥风机23的出风口与水平线之间的夹角为30°～60°，优选45°，以吹动下部物料向上流动，使物料分散，增大干燥接触面积。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，第三螺旋输送机15和第四螺旋输送机21的主轴共面布置，两个螺旋输送机的螺旋叶片为常规螺旋叶片，主要起到推动物料下行，排料的目的，同时起到粗略密封干燥箱20，防止冷空气从螺旋输送机进到干燥箱20的作用。

在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，干燥箱20的湿气出口20.3与除尘布袋24之间安装有抽湿风机25，用于将湿气从干燥箱20内抽出并引到除尘布袋24内除尘，其中，干燥箱20为球形壳体结构，干燥箱20的湿气出口20.3为圆形微孔群。

本实施例在具体应用时，如图1、图2所示，机壳3设计为空心圆台形状，旋转主轴10定轴在机壳3圆台中心轴线上，第一破碎刀片组12、第二破碎刀片组9和细颗粒成型刀片组8均通过轴承座安装在旋转主轴10上，靠旋转主轴10旋转带动破碎秸秆，第一螺旋输送机11和第二螺旋输送机7的螺旋叶片为常规螺旋叶片，主要起到推动物料下行，排料的目的；机壳3安装在一机架4上，具体为机架4焊接在机壳3上起到固定机壳3的作用，机架4底部安装底座轮5，即可卡死防滑固定，又可解卡死滚动，可随意牵引移动，便于移动，亦可牵引至秸秆收集地点直接成型加工，成型物料更加方便运输，运输成本降低，灵活性大；旋转主轴10的前端安装有用于驱动其旋转的电机2，电机2与旋转主轴10之间通过联轴器13连接，通过联轴器1313驱动旋转主轴10同步旋转，配有可连续调节功率的档位，方便控制转速，得到期望段的物料粒径，其中联轴器13为固定式联轴器13。第三螺旋输送机15和第四螺旋输送机21的螺旋叶片为常规螺旋叶片，主要起到推动物料下行，排料的目的，同时起到粗略密封干燥箱20，防止冷空气从螺旋输送机进到干燥箱20的作用，其中第三螺旋输送机15位于干燥箱20上部，第四螺旋输送机21位于干燥箱20正下方；湿气出口20.3设置在干燥箱20的正上方，具体是在干燥箱20顶部开圆形微孔群；干燥风系统共有两套，分别供给向上送风干燥风机和向下送风干燥风机。

本实用新型工作时，首先启动上干燥风机16和下干燥风机23和以及抽湿风机25，调节冷热阀门气体流量比，调节至合适温度的干燥热风，稳定后，启动电机2，进行物料破碎，电机2带动旋转主轴10转动，达到设计段转速后，将各类型的秸秆从原料进口20.1投入，第一破碎刀片组12将从原料进口20.1投入的生物质秸秆初级破碎，同时排料到第一螺旋输送机11再将秸秆往下输送到第二破碎刀片组9进一步破碎，第二破碎刀片组9将秸秆送往细颗粒成型刀片组8，再将二次破碎的秸秆破碎成细小丝状、短柱状的合格物料，物料最后经第二螺旋输送机7输送至碎料出口20.2排出再经第三螺旋输送机15输送到干燥箱20内，随干燥风旋转，分散，经过干燥的物料经第二螺旋输送机7排出，其中干燥产生的湿气，经湿气出口20.3由抽湿风机25及时排出，并经过除尘布袋24除尘，一定时间后，解开除尘布袋24，清理灰尘。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。