一种生物质循环微波热解系统

1.本发明涉及一种生物质循环微波热解系统，具体涉及一种利用高频微波作为加热源，对农业废弃物、园林废弃物及餐厨垃圾等生物质废弃物在缺氧环境下进行高温热解的设备，属于固体生物质废弃物炭化机械领域。


背景技术：

2.随着一次能源的不断消耗，生物质等可再生能源资源化技术的突破成为可持续发展道路上必须解决的难题之一。我国每年产生大量农业废弃物、园林废弃物和厨余垃圾，目前处理此三类固体废弃物的主要方法为直接焚烧发电或填埋，但此种种方式生物质能源资源化利用率低，且会造成严重的环境污染。微波热解技术近些年逐渐被应用到处理生物质废弃物上，微波热解能实现对农业废弃物的高效从内到外的穿透性加热，从而得到较高的升温速率。本发明利用高频微波作为加热源，对农业废弃物及餐厨垃圾等生物质废弃物在缺氧环境下进行高温热解，从而产生拥有高商业价值的生物质炭化产品。


技术实现要素：

3.本发明所需要解决的技术问题是设计一种生物质循环微波热解系统，其可高效地将农业废弃物、园林废弃物及餐厨垃圾等生物质废弃物转化为拥有高商业价值的生物质炭化产品，且本发明可实现生物质热解和生物质炭余热循环利用机械化，提高生物质热解炭化减量效率；在热解反应腔里，生物质废弃物在无氧或缺氧的环境下被微波加热至500-600℃高温，将其裂解具有高利用价值的生物气、生物油以及生物炭，解决易腐烂的生物质废弃物带来的环境污染问题，可实现微波裂解生物质废弃物技术从理论研究转向中试设备的重要突破。
4.实现本发明目的的技术解决方案为：
5.一种生物质循环微波热解系统，设有机架，机架中部设有热解循环驱动装置，围绕热解循环驱动装置四周依次均布装卸料装置i、热解装置i、装卸料装置ii、热解装置ii；其中热解循环装置设置在机架的中端，装卸料装置i、热解装置i、装卸料装置ii、热解装置ii的中轴线均与地面垂直，且依次安装在热解循环装置循环带上。
6.所述的热解循环驱动装置中的热解循环驱动铰链带安装架和热解循环驱动电机输出轴均水平于地面固结安装在机架的顶端，热解循环驱动铰链带安装架用于安装被热解循环驱动转盘驱动的热解循环驱动铰链带，且热解循环驱动电机输出的转矩依次通过变速箱和动力传输带机构传输至与动力传输带机构同轴安装的热解循环驱动转盘上，使其产生定轴转动，从而带动热解循环驱动铰链带顺时针循环转动，最终实现铰接安装在热解循环驱动装置上的热解循环驱动铰链带上的装卸料装置i、热解装置i、装卸料装置ii、热解装置ii依次顺时针循环转动。
7.所述的装卸料装置i中的解石英锅开口朝上并水平放置在热解石英锅支撑架上，热解石英锅支撑架通过铰接安装在热解循环驱动铰链带上，并可随热解循环驱动铰链带顺
时针运动。
8.所述的热解装置i中的热解搅拌绞龙i竖直安装，并由安装在搅拌绞龙驱动电机安装板i上的搅拌绞龙驱动电机i带动旋转，在热解工作开始时，此时装卸料装置i随热解循环驱动铰链带顺时针运动到热解装置i相应工位，且此时微波发生器推送压紧装置i启动作业并用于压紧微波发生装置i腔体，随后安装在机架上的搅拌绞龙升降装置i带动热解搅拌绞龙i伸入微波发生装置i腔内的解石英锅内实现对生物质物料搅拌作业，微波发生器i组此时被启动作为热源，当热解工作结束时，搅拌绞龙升降装置i带动热解搅拌绞龙i退出解石英锅腔，且此时微波发生器推送压紧装置i启动并远离热解石英锅并退回初始位置，使得解石英锅在热解循环驱动铰链带的带动下进入装卸料装置ii。
9.所述的装卸料装置ii的组成、安装和运动方式与装卸料装置i一致。
10.所述的热解装置ii中的热解搅拌绞龙ii竖直安装，并由安装在搅拌绞龙驱动电机安装板ii上的搅拌绞龙驱动电机ii带动旋转，在二次热解工作开始时，此时装卸料装置i随热解循环驱动铰链带顺时针运动到热解装置ii相应工位，且此时微波发生器推送压紧装置ii启动作业并用于压紧微波发生装置ii腔体，随后安装在机架上的搅拌绞龙升降装置ii带动热解搅拌绞龙ii伸入微波发生装置ii腔内的热解石英锅内实现对生物质物料搅拌作业，微波发生器ii组此时被启动作为热源，当热解工作结束时，搅拌绞龙升降装置ii带动热解搅拌绞龙ii退出热解石英锅腔，且此时微波发生器推送压紧装置ii启动作业并退回远离热解石英锅的初始位置，使得热解石英锅在热解循环驱动铰链带的带动下进入装卸料装置i，至此完成一整个循环的生物质热解工作和热解余热利用工作。
11.所述的搅拌绞龙升降装置i中的搅拌绞龙驱动电机安装板i水平安装并和套装在搅拌绞龙升降丝杆i上的搅拌绞龙升降螺母i固结，且通过安装在搅拌绞龙升降装置i顶端的搅拌绞龙升降丝杆螺母副驱动电机i带动搅拌绞龙升降丝杆i转动，从而实现安装在搅拌绞龙驱动电机安装板i下端的热解搅拌绞龙i和微波发生器安装腔体盖板i竖直往复运动，从而实现在微波发生器安装腔体盖板i压紧微波发生装置i腔体后热解搅拌绞龙i对热解石英锅内生物质物料搅拌工作。
12.所述的搅拌绞龙升降装置ii中的搅拌绞龙驱动电机安装板ii水平安装并和套装在搅拌绞龙升降丝杆ii上的搅拌绞龙升降螺母ii固结，且通过安装在搅拌绞龙升降装置ii顶端的搅拌绞龙升降丝杆螺母副驱动电机ii带动搅拌绞龙升降丝杆ii转动，从而实现安装在搅拌绞龙驱动电机安装板ii下端的热解搅拌绞龙ii和微波发生器安装腔体盖板ii竖直往复运动，最终实现在微波发生器安装腔体盖板ii压紧微波发生装置ii腔体后热解搅拌绞龙ii对热解石英锅内生物质物料的搅拌工作；
13.所述的微波发生装置i中的微波发生器i组的三个微波发生器均布在微波发生器安装腔体i三个竖直侧壁上，用于微波发射；微波发生器安装腔体盖板i安装在热解搅拌绞龙i上端，当搅拌绞龙升降装置i带动热解搅拌绞龙i伸入解石英锅腔内后，微波发生器安装腔体盖板i、微波发生器安装腔体i和微波发生腔体固定侧壁i可形成密闭空间，防止微波泄露。
14.所述的微波发生装置ii中的微波发生器ii组的三个微波发生器均布在微波发生器安装腔体ii三个侧壁上，用于微波发射；微波发生器安装腔体盖板i安装在热解搅拌绞龙ii上端，当搅拌绞龙升降装置ii带动热解搅拌绞龙ii伸入热解石英锅腔内后，微波发生器
安装腔体盖板ii、微波发生器安装腔体ii和微波发生腔体固定侧壁ii可形成密闭空间，防止微波泄露。
15.所述的微波发生器推送压紧装置i中的微波发生器推送压紧装置驱动螺母i套装在微波发生器推送压紧装置驱动丝杆i上并和微波发生器安装腔体i底端固结，通过安装在微波发生器推送压紧装置ii侧端的微波发生器推送压紧装置驱动电机i带动微波发生器推送压紧装置驱动丝杆i转动，从而实现微波发生器安装腔体i三个竖直侧壁在水平方向往复运动。
16.所述的微波发生器推送压紧装置ii中的微波发生器推送压紧装置驱动螺母ii套装在微波发生器推送压紧装置驱动丝杆ii上并和微波发生器安装腔体ii底端固结，通过安装在微波发生器推送压紧装置ii侧端的微波发生器推送压紧装置驱动电机ii带动微波发生器推送压紧装置驱动丝杆ii转动，从而实现微波发生器安装腔体ii三个竖直侧壁在水平方向往复运动。
17.本发明的有益效果为，通过解循环驱动装置，先将物料运输至热解装置i处完成初次热解后将物料运输至装卸料装置ii处，在此处高温炭化物料无需取出即可继续装填未热解生物质物料，随后将混合物料运输至热解装置ii处完成二次热解，最后物料被运输至装填料装置i处并卸料后即可进行下一循环的微波热解工作，可实现生物质热解和生物质炭余热循环利用机械化，提高生物质热解炭化减量效率，适用于对农业废弃物、林业废弃物和餐厨垃圾等生物质废弃物在缺氧环境下进行高温微波热解，从而产生拥有高商业价值的生物质炭化产品。
附图说明
18.图1是本发明的整体结构示意图。
19.图2是本发明的实施例工作原理俯视图。
20.图3是本发明的实施例工作原理主视图。
21.附图标记含义：1.机架；2.热解搅拌绞龙i；3.搅拌绞龙驱动电机i；4.搅拌绞龙升降装置i；5.装卸料装置ii；6.热解搅拌绞龙ii；7.绞龙驱动电机ii；8.微波发生器推送压紧装置ii；9.搅拌绞龙升降装置ii；10.微波发生装置ii；11.热解装置ii；12.热解循环装置；13.装卸料装置i；14.热解装置i；15.微波发生装置i；16.微波发生器推送压紧装置i；4-1.搅拌绞龙驱动电机安装板i；4-2.搅拌绞龙升降螺母i；4-3.搅拌绞龙升降丝杆i；4-4.搅拌绞龙升降丝杆螺母副驱动电机i；8-1.微波发生器推送压紧装置驱动电机ii；8-2.微波发生器推送压紧装置驱动丝杆ii；8-3.微波发生器推送压紧装置驱动螺母ii；9-1.搅拌绞龙驱动电机安装板ii；9-2.搅拌绞龙升降螺母ii；9-3.搅拌绞龙升降丝杆ii；9-3.搅拌绞龙升降丝杆螺母副驱动电机ii；10-1.微波发生器ii组；10-2.微波发生器安装腔体ii；10-3.微波发生器安装腔体盖板ii；10-4.微波发生腔体固定侧壁ii；12-1.热解循环驱动电机；12-2.变速箱；12-3.热解循环驱动转盘；12-4.动力传输带机构；12-5.热解循环驱动铰链带；12-6.热解循环驱动铰链带安装架；13-1.热解石英锅；13-2.热解石英锅支撑架；15-1.微波发生器i组；15-2.微波发生器安装腔体i；15-3.微波发生器安装腔体盖板i；15-4.微波发生腔体固定侧壁i；16-1.微波发生器推送压紧装置驱动电机i；16-2.微波发生器推送压紧装置驱动丝杆i；16-3.微波发生器推送压紧装置驱动螺母i。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
23.参阅图1所示，本发明所提供的一种生物质循环微波热解系统，其特征在于，设有机架(1)，机架(1)中部设有热解循环驱动装置(12)，围绕热解循环驱动装置(12)四周依次均布装卸料装置i(13)、热解装置i(14)、装卸料装置ii(5)、热解装置ii(11)，其中热解循环装置12设置在机架的中端；布装卸料装置i(13)、热解装置i(14)、装卸料装置ii(5)、热解装置ii(11)的中轴线均与地面垂直，且依次安装在热解循环装置循环带上。
24.参阅图2所示，本发明所述的热解循环驱动装置(12)由热解循环驱动电机(12-1)、变速箱(12-2)、动力传输带机构(12-4)、热解循环驱动转盘(12-3)、热解循环驱动铰链带(12-5)和热解循环驱动铰链带安装架(12-6)组成；其中，热解循环驱动铰链带安装架(12-6)和热解循环驱动电机(12-1)输出轴均水平于地面固结安装在机架(1)的顶端，热解循环驱动铰链带安装架(12-6)用于固定和安装被热解循环驱动转盘(12-3)驱动的热解循环驱动铰链带(12-5)，且热解循环驱动电机(12-1)输出的转矩依次通过变速箱(12-2)和动力传输带机构(12-4)传输至与动力传输带机构(12-4)同轴安装的热解循环驱动转盘(12-3)上，使其产生定轴转动，从而带动热解循环驱动铰链带(12-5)顺时针循环转动，从而带动铰接安装在热解循环驱动装置(12)上的热解循环驱动铰链带(12-5)上的装卸料装置i(13)、热解装置i(14)、装卸料装置ii(5)、热解装置ii(11)顺时针循环转动。
25.参阅图2所示，本发明所述的装卸料装置i(13)由解石英锅(13-1)和热解石英锅支撑架(13-2)组成；其中，热解石英锅(13-1)开口朝上并水平放置在热解石英锅支撑架(13-2)上，热解石英锅支撑架(13-2)通过铰接安装在热解循环驱动铰链带(12-5)上，并可随热解循环驱动铰链带(12-5)顺时针运动。
26.参阅图1和图3所示，本发明所述的热解装置i(14)由搅拌绞龙驱动电机i(2)、搅拌绞龙驱动电机i(3)、搅拌绞龙升降装置i(4)、微波发生装置i(15)和微波发生器推送压紧装置i(16)组成，其中热解搅拌绞龙i(2)竖直安装，并由安装在搅拌绞龙驱动电机安装板i(4-1)上的搅拌绞龙驱动电机i(3)带动旋转。
27.参阅图2所示，本发明所述的装卸料装置ii(5)也由热解石英锅(13-1)和热解石英锅支撑架(13-2)组成、安装和运动方式与装卸料装置i(13)一致。
28.参阅图1和图3所示，本发明所述的热解装置ii(11)，由热解搅拌绞龙ii(6)、搅拌绞龙驱动电机ii(7)、搅拌绞龙升降装置ii(9)、微波发生装置ii(10)、微波发生器推送压紧装置ii(8)组成；其中热解搅拌绞龙h(6)竖直安装，并由安装在搅拌绞龙驱动电机安装板ii(9-1)上的搅拌绞龙驱动电机ii(7)带动旋转。
29.参阅图3所示，本发明所述的搅拌绞龙升降装置i(4)由搅拌绞龙驱动电机安装板i(4-1)、搅拌绞龙升降螺母i(4-2)、搅拌绞龙升降丝杆i(4-3)和搅拌绞龙升降丝杆螺母副驱动电机i(4-4)组成，其中搅拌绞龙驱动电机安装板i(4-1)水平安装并和套装在搅拌绞龙升降丝杆i(4-3)上的搅拌绞龙升降螺母i(4-2)固结，且通过安装在搅拌绞龙升降装置i(4)顶端的搅拌绞龙升降丝杆螺母副驱动电机i(4-4)带动搅拌绞龙升降丝杆i(4-3)转动，从而实现安装在搅拌绞龙驱动电机安装板i(4-1)下端的热解搅拌绞龙i(2)和微波发生器安装腔
体盖板i(15-3)竖直往复运动，最终实现在微波发生器安装腔体盖板i(15-3)压紧微波发生装置i(15)腔体后热解搅拌绞龙i(2)对热解石英锅(13-1)内生物质物料的搅拌工作。
30.参阅图3所示，本发明所述的搅拌绞龙升降装置ii(9)由搅拌绞龙驱动电机安装板ii(9-1)、搅拌绞龙升降螺母ii(9-2)、搅拌绞龙升降丝杆ii(9-3)和搅拌绞龙升降丝杆螺母副驱动电机ii(9-4)组成，其中搅拌绞龙驱动电机安装板ii(9-1)水平安装并和套装在搅拌绞龙升降丝杆ii(9-3)上的搅拌绞龙升降螺母ii(9-2)固结，且通过安装在搅拌绞龙升降装置ii(9)顶端的搅拌绞龙升降丝杆螺母副驱动电机ii(9-4)带动搅拌绞龙升降丝杆ii(9-3)转动，从而实现安装在搅拌绞龙驱动电机安装板ii(9-1)下端的热解搅拌绞龙ii(6)和微波发生器安装腔体盖板ii(10-3)竖直往复运动，最终实现在微波发生器安装腔体盖板ii(10-3)压紧微波发生装置ii(10)腔体后热解搅拌绞龙ii(6)对热解石英锅(13-1)内生物质物料的搅拌工作。
31.参阅图2和图3所示，本发明所述的微波发生装置i(15)由微波发生器i组(15-1)、微波发生器安装腔体i(15-2)、微波发生器安装腔体盖板i(15-3)和微波发生腔体固定侧壁i(15-4)组成，其中微波发生器i组(15-1)的三个微波发生器均布在微波发生器安装腔体i(15-2)三个竖直侧壁上，用于微波发射；微波发生器安装腔体盖板i(15-3)安装在热解搅拌绞龙i(2)上端，当搅拌绞龙升降装置i(4)带动热解搅拌绞龙i(2)伸入解石英锅(13-1)腔内后，微波发生器安装腔体盖板i(15-3)、微波发生器安装腔体i(15-2)和微波发生腔体固定侧壁i(15-4)可形成密闭空间，防止微波泄露。
32.参阅图2和图3所示，本发明所述的微波发生装置ii(10)由微波发生器ii组(10-1)、微波发生器安装腔体ii(10-2)、微波发生器安装腔体盖板ii(10-3)和微波发生腔体固定侧壁i(15-4)组成，其中微波发生器ii组(10-1)的三个微波发生器均布在微波发生器安装腔体ii(10-2)三个侧壁上，用于微波发射；微波发生器安装腔体盖板i(10-3)安装在热解搅拌绞龙ii(6)上端，当搅拌绞龙升降装置ii(9)带动热解搅拌绞龙ii(6)伸入热解石英锅(13-1)腔内后，微波发生器安装腔体盖板ii(10-3)、微波发生器安装腔体ii(10-2)和微波发生腔体固定侧壁ii(10-4)可形成密闭空间，防止微波泄露。
33.参阅图3所示，本发明所述的微波发生器推送压紧装置i(16)由微波发生器推送压紧装置驱动电机i(16-1)、微波发生器推送压紧装置驱动丝杆i(16-2)、微波发生器推送压紧装置驱动螺母i(16-3)组成；其中微波发生器推送压紧装置驱动螺母i(16-3)套装在微波发生器推送压紧装置驱动丝杆i(16-2)上并和微波发生器安装腔体i(15-2)底端固结，通过安装在微波发生器推送压紧装置ii(16)侧端的微波发生器推送压紧装置驱动电机i(16-1)带动微波发生器推送压紧装置驱动丝杆i(16-2)转动，从而实现微波发生器安装腔体i(15-2)三个竖直侧壁在水平方向往复运动；
34.参阅图3所示，本发明所述的微波发生器推送压紧装置ii(8)由微波发生器推送压紧装置驱动电机ii(8-1)、微波发生器推送压紧装置驱动丝杆ii(8-2)、微波发生器推送压紧装置驱动螺母ii(8-3)组成；其中微波发生器推送压紧装置驱动螺母ii(8-3)套装在微波发生器推送压紧装置驱动丝杆ii(8-2)上并和微波发生器安装腔体ii(10-2)底端固结，通过安装在微波发生器推送压紧装置ii(8)侧端的微波发生器推送压紧装置驱动电机ii(8-1)带动微波发生器推送压紧装置驱动丝杆ii(8-2)转动，从而实现微波发生器安装腔体ii(10-2)三个竖直侧壁在水平方向往复运动。
35.热解工艺流程如下所述：生物质物料在装卸料装置i(13)装填后，通过热解循环驱动装置(12)，先将物料运输至热解装置i(14)处完成初次热解后将物料运输至装卸料装置ii(5)处，在此处高温炭化物料与下一批待热解原料混合，随后将混合物料运输至热解装置ii(11)处完成第二次热解，最后物料被运输至装填料装置i(13)处并卸料后即可进行下一循环的微波热解工作。具体流程为，在热解工作开始时，此时装卸料装置i(13)随热解循环驱动铰链带(12-5)顺时针运动到热解装置i(14)相应工位，且此时微波发生器推送压紧装置i(16)启动作业并用于压紧微波发生装置i(15)腔体，随后安装在机架(1)上的搅拌绞龙升降装置i(4)带动热解搅拌绞龙i(2)伸入微波发生装置i(15)腔内的热解石英锅(13-1)内实现对生物质物料搅拌作业，微波发生器i组(10-1)此时被启动作为热源，当热解工作结束时，搅拌绞龙升降装置i(4)带动热解搅拌绞龙i(2)退出解石英锅(13-1)腔，且此时微波发生器推送压紧装置i(16)启动远离热解石英锅(13-1)并退回初始位置，使得解石英锅(13-1)在热解循环驱动铰链带(12-5)的带动下进入装卸料装置ii(5)；在二次热解工作开始时，此时装卸料装置i(13)随热解循环驱动铰链带(12-5)顺时针运动到热解装置ii(11)相应工位，且此时微波发生器推送压紧装置ii(8)启动作业并用于压紧微波发生装置ii(10)腔体，随后安装在机架(1)上的搅拌绞龙升降装置ii(9)带动热解搅拌绞龙ii(6)伸入微波发生装置ii(10)腔内的热解石英锅(13-1)内实现对生物质物料搅拌作业，微波发生器ii组(15-1)此时被启动作为热源，当热解工作结束时，搅拌绞龙升降装置ii(9)带动热解搅拌绞龙ii(6)退出热解石英锅(13-1)腔，且此时微波发生器推送压紧装置ii(8)启动作业并退回远离热解石英锅(13-1)的初始位置，使得热解石英锅(13-1)在热解循环驱动铰链带(12-5)的带动下进入装卸料装置i(13)，至此完成一整个循环的生物质热解工作和热解余热利用工作。