利用电磁波进行生物质碳化的设备的制作方法

本发明属于机械技术领域，涉及一种碳化设备，尤其是一种利用电磁波进行生物质碳化的设备。

背景技术：

随着科技的发展，石油、煤炭和天然气等常规矿物能源的大量使用和开采，在能源短缺和环境破坏的双重压力之下，能源的开发已经成为现在迫在眉睫的考虑问题，而生物能裂解技术作为最有潜力的生物质转化技术之一。我国作为一个农业大国，生物质资源甚是丰富，主要是农业废料居多，在这种条件之下，中国更是将生物质能源利用技术列为重点研究和开发的对象。

为了解决上述的问题，经检索，发现中国专利文献公开了一种电磁波生物质热解连续反应装置及方法【专利号：zl201210029662.2；授权公告号：cn102580650a】，该装置包括：电磁波发生器、反应器以及产物分离装置，反应器设置在一个电磁波反应腔体中，电磁波反应腔体与电磁波发生器间通过波导相连；该反应器从上到下依次为进料段、反应段及出料段，反应器进料段上设置有进料口，在出料段底部设有出料口，以便排出生成的固体焦炭，反应段上部设有反应产物出口，反应产物出口经由管线与产物分离装置相连。

上述述电磁波生物质热解连续反应装置虽然能连续的将生物质进行碳化，但是该装置无法将电磁波产生的多余的热量进行回收，也无法智能的控制送料的速度，导致送料效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种利用电磁波进行生物质碳化的设备，该设备具有能回收多余的热量，碳化效率高的特点。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：利用电磁波进行生物质碳化的设备，包括机架，在机架上设置有进料装置，其特征在于，进料装置包括内部具有通道一的进料筒，进料筒的轴向方向与重力方向相垂直，进料筒固定在机架上，进料筒一端具有出口，进料筒另一端开设有安装口，进料筒上部处开设有进料口，所述进料口与进料筒内部通道一相连通，进料口处设置有进料料斗，进料口临近安装口这一端，进料筒内设置有能将物料由安装口朝出口方向进行输送的螺旋送料器，螺旋送料器的端部由安装口伸出与一伺服电机相连接；在机架上还固定有内部具有通道二的碳化筒，所述的碳化筒一端具有碳化筒进口，碳化筒另一端具有碳化筒出口，碳化筒进口与进料筒的出口相连通，且碳化筒和进料筒保持密封,碳化筒包括内筒体、外筒体和设置在内筒体和外筒体之间的电磁加热圈层，所述的电磁加热圈层和内筒体之间设置有内保温石棉层，所述的电磁加热圈层和外筒体之间设置有外保温石棉层，内筒体采用磁感应材料制成，外筒体采用铝合金或不锈钢材料制成；所述的机架上还固定出料筒，所述的出料筒一端具有出料筒进口，所述的出料筒另一端具有出料筒出口，出料筒进口与碳化筒出口相连通，且出料筒和碳化筒保持密封，在出料筒外还设置有能将出料筒内的热量回收利用起来的热量回收装置。

本发明的工作原理是这样的：当用户需要将原料进行碳化，将需要碳化的原料从进料筒的进料口投入，螺旋送料器慢慢的将原料推入碳化筒，电磁波发生器开始发射出电磁波，对碳化筒进行加热从而使原料碳化形成碳化物，碳化物在螺旋送料器的作用下进入到出料筒内，由于碳化物还带有大量的热量，在热量回收装置能将该热量回收利用起来。在本说明书中秸秆、麦秆、玉米秆等物品均可以作为原料。内筒体采用磁感应材料制成，具体而言是采用铁质材料制成。

所述的热量回收装置包括套设在出料筒外的回收筒和套设在进料筒外的利用筒，所述的回收筒与出料筒保持密封，在回收筒和出料筒之间设置有导热油，上述的进料料斗穿过所述的利用筒，利用筒和进料料斗保持密封，利用筒和出料筒之间保持密封，在机架上还固定有油泵，所述油泵的进油管与回收筒相连通，所述油泵的出油管与利用筒相连通，在回收筒和利用筒之间还设置有回油管；所述出料筒、进料筒、回收筒和利用筒均采用不锈钢材料制成。

所述的碳化筒上还开设有回收孔，回收孔通过回收管与收集袋相连通。碳化的过程中会产生氢气、甲烷、一氧化碳、烃化合物的可燃气体，将气体回收可以更好的利用天然资源。

所述的进料料斗的底部设置有湿度传感器，在机架上还设置有控制器，所述的湿度传感器和伺服电机均通过线路与该控制器相连接。

控制器为plc可编程控制器或者单片机控制器。

所述的机架上还设置有冷却装置。冷却装置的设置，方便产物可以在短时间内收集使用，防止碳化后的碳高温接触到空气进行氧化。

所述的冷却装置包括冷却管一和套设在冷却管外的冷却管二，所述的冷却管一和冷却管二之间具有空腔，冷却管一的端部和冷却管二的端部通过环形的密封板保持密封，冷却管一的一端具有进料口一，冷却管一的另一端具有出料口一，进料口一与上述的出料筒出口相连通，且冷却管一与出料筒保持密封，在冷却管二上开设有若干进气孔，所述的进气孔通过进气管与一能提供冷气的冷气发生器相连接；冷却管二上还开设有气体回收孔，气体回收孔通过气体回收管与冷气发生器相连接。通过冷却装置能更快的降低碳化物的温度，方便碳化物的打包收集。

作为另外一种情况，所述的冷却装置括冷却管一和套设在冷却管外的冷却管二，所述的冷却管一和冷却管二之间具有空腔，冷却管一的端部和冷却管二的端部通过环形的密封板保持密封，冷却管一的一端具有进料口一，冷却管一的另一端具有出料口一，进料口一与上述的出料筒出口相连通，且冷却管一与出料筒保持密封，在冷却管二上开设有若干进水孔，所述的进水孔通过进水管与一能提供冰水的冰水发生器相连接；冷却管二上还开设有液体回收孔，液体回收孔通过液体回收管与冰水发生器相连接。

所述的机架上还固定有收集器，所述的收集器与上述的出料口一相连通。

所述的机架固定在一底板上，所述的底板下部设置有移动轮。

所述机架上固定用于将原料进行破碎的破碎装置，破碎装置包括第一辊筒和第二辊筒，所述的第一辊筒和第二辊筒平行设置，第一辊筒和第二辊筒均通过周向转动且轴向固定的方式设置在机架上，在第一辊筒和第二辊筒之间套设有输送带，第一辊筒通过第一电机驱动，输送带的两侧分别设置有挡板一和挡板二，挡板一和挡板二均固定在机架上，挡板一的上端和挡板二的上端之间固定有挡板三，输送带一端为进料端，输送带另一端为下料端，在输送带上方设置有辅助送料辊一和辅助送料辊二，辅助送料辊一处于出料端和辅助送料辊二之间，辅助送料辊二处于辅助送料辊一和进料端之间，辅助送料辊一通过第二电机驱动，辅助送料辊二通过第三电机驱动，辅助送料辊一的下部和输送带上部具有间隙一,辅助送料辊一的上部和挡板三的下部具有间隙二，辅助送料辊二的下部和输送带上部具有间隙三,辅助送料辊二的上部和挡板三的下部具有间隙三，所述的间隙一小于间隙三；在输送带下方处还设置有送料槽，送料槽倾斜固定在机架上，送料槽高端处于输送带的下料端的下方，且送料槽高端临近输送带的下料端，送料槽低端处于上述进料料斗正上方，且送料槽低端临近进料料斗；在输送带上方设置有若干切割轮，切割轮与输送带不接触，所述切割轮均固定在同一根切割转轴上，切割转轴设置在辅助送料辊一和下料端之间，切割转轴通过轴向固定且周向转动的方式设置在机架上，切割转轴通过第四电机驱动。该破碎装置的原理：当用户将为加工半成品原料投放到粉碎装置的进料端，通过输送带和辅助送料辊一和辅助送料辊二将原料送到切割轮，切割轮将原料切碎后，加工过后的原料再通过输送带送入送料槽，原料滑入进料漏斗。挡板一、挡板二和挡板三的作用是防止被切碎的原料飞溅；间隙一小于间隙三可以更好输送原料，辅助送料辊一和辅助送料辊二可以将呈块状或搅合在一起的原料撵开。间隙一的尺寸为3cm-4cm，间隙三的尺寸为1cm-2cm。辅助送料辊一和辅助送料辊二的两端均设置有轴承，轴承设置在轴承座内，轴承座固定在机架上，切割轮的数量为10片-20片之间且可以根据实际需求进行调节，切割轮不于输送带相接触，切割轮与输送带的距离为2mm-3mm，切割转轴两端均设置有轴承，轴承设置在轴承座内，轴承座固定在机架上。

与现有技术相比，本发发明的具有以下优点：

1、当原料进入碳化筒，通过电磁波加热到高温，使原料变成碳化物，碳化物被输送到出料筒中，碳化物还带有较高的热量，由于出料筒、进料筒、回收筒和利用筒均采用不锈钢材料制成的，碳化物能将热量传递给出料筒，从而出料筒能加热导热油，导热油在油泵的作用下输送到利用筒中，对物料先进行预加热，能提高物料的碳化效率。温度降低后的导热油又被油泵送入回收筒重新加热，导热油循环利用。

2、进料料斗的底部设置的湿度传感器可以检测原料进入时的干燥程度，湿度传感器能把信息传递给控制器，控制器作出判断，从而控制器能控制伺服电机的转速，降低或加快推入碳化筒的速度，这样不会使因为推送速度过快而导致不能完全碳化。通过设置湿度传感器，可以自动调整伺服电机的转速，从而实现高效智能的控制送料速度，提高碳化效率。

3、通过设置破碎装置能将原料先进行破碎，使原料能更加容易输送和碳化，提高了效率，实现自动化的生产。

附图说明

图1是利用电磁波进行生物质碳化的设备的立体图。

图2是利用电磁波进行生物质碳化的设备的剖视图。

图3是粉碎装置的剖视图。

图4是粉碎装置的俯视图。

图5是切割轮的立体图。

图6是碳化筒的剖视图。

图中，1、机架；2、进料筒；2a、安装口；2b、出口；2c、进料口；3、进料料斗；3a、湿度传感器；4、螺旋送料器；5、伺服电机；6、碳化筒；6a、碳化筒进口；6a、碳化筒出口；6c、回收孔；6d、内筒体；6e、外筒体；6f、电磁加热圈层；7、内保温石棉层；8、外保温石棉层；9、出料筒；9a、出料筒进口；9b、出料筒出口；10、回收筒；11、利用筒；12、油泵；13、控制器；14、冷却管一；15、进料口一；15a、出料口一；16、冷却管二；16a、进气孔；16b、气体回收孔；17、空腔；18、密封板；19、冷气发生器；20、收集器；21、移动轮；22、第一辊筒；23、第二辊筒；24、输送带；24a、进料端；24b、下料端；25、第一电机驱动；26、挡板一；27、挡板二；28、挡板三；29、辅助送料辊一；30、辅助送料辊二；31、第二电机驱动；32、第三电机驱动；33、间隙一；34、间隙二；35、间隙三；36、间隙四；37、送料槽；38、切割轮；39、切割转轴；40、第四电机驱动。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一：

如图1、图2和图6所示，利用电磁波进行生物质碳化的设备，包括机架1，在机架1上设置有进料装置，进料装置包括内部具有通道一的进料筒2，进料筒2的轴向方向与重力方向相垂直，进料筒2固定在机架1上，进料筒2一端具有出口2b，进料筒2另一端开设有安装口2a，进料筒2上部处开设有进料口2c，进料口2c与进料筒2内部通道一相连通，进料口2c处设置有进料料斗3，进料口2c临近安装口2a这一端，进料筒2内设置有能将物料由安装口2a朝出口2b方向进行输送的螺旋送料器4，螺旋送料器4的端部由安装口2a伸出与一伺服电机5相连接；在机架1上还固定有内部具有通道二的碳化筒6，碳化筒6一端具有碳化筒进口6a，碳化筒6另一端具有碳化筒出口6b，碳化筒进口6a与进料筒2的出口2b相连通，且碳化筒6和进料筒2保持密封，碳化筒6包括内筒体6d、外筒体6e和设置在内筒体6d和外筒体6e之间的电磁加热圈层6f，电磁加热圈层6f和内筒体6d之间设置有内保温石棉层76g，电磁加热圈层6f和外筒体6e之间设置有外保温石棉层876h，内筒体6d采用磁感应材料制成，外筒体6e采用铝合金或不锈钢材料制成；机架1上还固定出料筒9，出料筒9一端具有出料筒进口9a，出料筒9另一端具有出料筒出口9b，出料筒进口9a与碳化筒出口6b相连通，且出料筒9和碳化筒6保持密封，在出料筒9外还设置有能将出料筒9内的热量回收利用起来的热量回收装置。

热量回收装置包括套设在出料筒9外的回收筒10和套设在进料筒2外的利用筒11，回收筒10与出料筒9保持密封，在回收筒10和出料筒9之间设置有导热油，上述的进料料斗3穿过利用筒11，利用筒11和进料料斗3保持密封，利用筒11和出料筒9之间保持密封，在机架1上还固定有油泵12，油泵12的进油管与回收筒10相连通，油泵12的出油管与利用筒11相连通，在回收筒10和利用筒11之间还设置有回油管；出料筒9、进料筒2、回收筒10和利用筒11均采用不锈钢材料制成。

碳化筒6上还开设有回收孔6c，回收孔6c通过回收管与收集袋相连通。碳化的过程中会产生氢气、甲烷、一氧化碳、烃化合物的可燃气体，将气体回收可以更好的利用天然资源。

进料料斗3的底部设置有湿度传感器3a，在机架1上还设置有控制器13，湿度传感器3a和伺服电机5均通过线路与该控制器13相连接。

控制器13为plc可编程控制器或者单片机控制器，此案例中的控制器为plc可编程控制器。

注入孔的数量为八个，碳化筒6的截面呈矩形，注入孔分布在四个角落下。电磁波注入孔7的均匀分布可以使注入的电磁波均匀分布，保证各个位置保持在同一温度。

机架1上还设置有冷却装置。冷却装置的设置，方便产物可以在短时间内收集使用，防止碳化后的碳高温接触到空气进行氧化。

冷却装置包括冷却管一14和套设在冷却管外的冷却管二16，冷却管一14和冷却管二16之间具有空腔17，冷却管一14的端部和冷却管二16的端部通过环形的密封板18保持密封，冷却管一14的一端具有进料口一15，冷却管一14的另一端具有出料口一15a，进料口一15与上述的出料筒出口9b相连通，且冷却管一14与出料筒9保持密封，在冷却管二16上开设有一个进气孔16a，进气孔16a通过进气管与一能提供冷气的冷气发生器19相连接；冷却管二16上还开设有一个气体回收孔16b，气体回收孔16b通过气体回收管与冷气发生器19相连接。通过冷却装置能更快的降低碳化物的温度，方便碳化物的打包收集。

机架1上还固定有收集器20，收集器20与上述的出料口一15a15b相连通。

机架1固定在一底板上，底板下部设置有移动轮21，移动轮的数量为四个，方便机架的搬运。

机架1上固定用于将原料进行破碎的破碎装置，如图3、图4和图5所示，破碎装置包括第一辊筒22和第二辊筒23，第一辊筒22和第二辊筒23平行设置，第一辊筒22和第二辊筒23均通过周向转动且轴向固定的方式设置在机架1上，在第一辊筒22和第二辊筒23之间套设有输送带24，第一辊筒22通过第一电机驱动25，输送带24的两侧分别设置有挡板一26和挡板二27，挡板一26和挡板二27均固定在机架1上，挡板一26的上端和挡板二27的上端之间固定有挡板三28，输送带24一端为进料端24a，输送带24另一端为下料端24b，在输送带24上方设置有辅助送料辊一29和辅助送料辊二30，辅助送料辊一29处于出料端和辅助送料辊二30之间，辅助送料辊二30处于辅助送料辊一29和进料端24a之间，辅助送料辊一29通过第二电机驱动31，辅助送料辊二30通过第三电机驱动32，辅助送料辊一29的下部和输送带24上部具有间隙一33,辅助送料辊一29的上部和挡板三28的下部具有间隙二34，辅助送料辊二30的下部和输送带24上部具有间隙三35,辅助送料辊二30的上部和挡板三28的下部具有间隙三35，间隙一33小于间隙三35；在输送带24下方处还设置有送料槽37，送料槽37倾斜固定在机架1上，送料槽37高端处于输送带24的下料端24b的下方，且送料槽37高端临近输送带24的下料端24b，送料槽37低端处于上述进料料斗3正上方，且送料槽37低端临近进料料斗3；在输送带24上方设置有若干切割轮38，切割轮38与输送带24不接触，切割轮38均固定在同一根切割转轴39上，切割转轴39设置在辅助送料辊一29和下料端24b之间，切割转轴39通过轴向固定且周向转动的方式设置在机架1上，切割转轴39通过第四电机驱动40。该破碎装置的原理：当用户将为加工半成品原料投放到粉碎装置的进料端24a，通过输送带24和辅助送料辊一29和辅助送料辊二30将原料送到切割轮38，切割轮38将原料切碎后，加工过后的原料再通过输送带24送入送料槽37，原料滑入进料漏斗。挡板一26、挡板二27和挡板三28的作用是防止被切碎的原料飞溅；间隙一33小于间隙三35可以更好输送原料，辅助送料辊一29和辅助送料辊二30可以将呈块状或搅合在一起的原料撵开。间隙一33的尺寸为3cm-4cm，间隙三35尺寸为1cm-2cm。辅助送料辊一29和辅助送料辊二30的两端均设置有轴承，轴承设置在轴承座内，轴承座固定在机架上，轴切割轮38的数量为10片-20片之间且可以根据实际需求进行调节，此案例中切割轮38的数量为10片，切割轮38不与输送带24接触且切割轮38与输送带24的距离为2mm-3mm之间，切割转轴39两端均设置有轴承。

本发明的工作原理是这样的：当用户需要将原料进行碳化，将需要碳化的原料从进料筒2的进料口2c投入，螺旋送料器4慢慢的将原料推入碳化筒6，电磁波发生器8开始发射出电磁波，对碳化筒6进行加热从而使原料碳化形成碳化物，碳化物在螺旋送料器4的作用下进入到出料筒9内，由于碳化物还带有大量的热量，在热量回收装置能将该热量回收利用起来。在本说明书中秸秆、麦秆、玉米秆等物品均可以作为原料。内筒体6d采用磁感应材料制成，具体而言是采用铁质材料制成。

实施例二：

本实施例二中的内容大致与实施例一中的内容相同，所不同的是本实施例二中的冷却装置包括冷却管一和套设在冷却管外的冷却管二，冷却管一和冷却管二之间具有空腔，冷却管一的端部和冷却管二的端部通过环形的密封板保持密封，冷却管一的一端具有进料口一，冷却管一的另一端具有出料口一，进料口一与上述的出料筒出口相连通，且冷却管一与出料筒保持密封，在冷却管二上开设有一个进水孔，进水孔通过进水管与一能提供冰水的冰水发生器相连接；冷却管二上还开设有液体回收孔，液体回收孔通过液体回收管与冰水发生器相连接。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、机架；2、进料筒；2a、安装口；2b、出口；2c、进料口；3、进料料斗；3a、湿度传感器；4、螺旋送料器；5、伺服电机；6、碳化筒；6a、碳化筒进口；6a、碳化筒出口；6c、回收孔；6d、内筒体；6e、外筒体；6f、电磁加热圈层；7、内保温石棉层；8、外保温石棉层8；9、出料筒；9a、出料筒进口；9b、出料筒出口；10、回收筒；11、利用筒；12、油泵；14、冷却管一；15、进料口一；15a、出料口一；16、冷却管二；16a、进气孔；16b、气体回收孔；17、空腔；18、密封板；19、冷气发生器；20、收集器；21、移动轮；22、第一辊筒；23、第二辊筒；24、输送带；24a、进料端；24b、下料端；25、第一电机驱动；26、挡板一；27、挡板二；28、挡板三；29、辅助送料辊一；30、辅助送料辊二；31、第二电机驱动；32、第三电机驱动；33、间隙一；34、间隙二；35、间隙三；36、间隙四；37、送料槽；38、切割轮；39、切割转轴；40、第四电机驱动。等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。